EP1945578A1 - Optoreactor - Google Patents

Optoreactor

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Publication number
EP1945578A1
EP1945578A1 EP06805448A EP06805448A EP1945578A1 EP 1945578 A1 EP1945578 A1 EP 1945578A1 EP 06805448 A EP06805448 A EP 06805448A EP 06805448 A EP06805448 A EP 06805448A EP 1945578 A1 EP1945578 A1 EP 1945578A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
bioreactor
bioreactor according
layer
power source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06805448A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Uphoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Original Assignee
Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georg Fritzmeier GmbH and Co KG filed Critical Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Publication of EP1945578A1 publication Critical patent/EP1945578A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/06Aerobic processes using submerged filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
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    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
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    • C02F3/12Activated sludge processes
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    • C02F3/1242Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like
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    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the present invention relates to a bioreactor for the treatment of contaminated with organic or inorganic pollutants fluids according to the preamble of claim 1.
  • Bioreactors of this type are particularly found in small sewage treatment plants, which are mainly used for the treatment of domestic sewage. These .
  • Small wastewater treatment plants are mostly already existing multi-chamber plants, which were equipped with an additional biological stage. The treated wastewater is either seeped after flowing through the small sewage treatment plant or forwarded to the next open water.
  • leachate from landfills or composting plants can also be treated with these bioreactors.
  • Bioreactors for this use are known for example from the patent applications DE 103 30 ' 959.4 or the application FR2439.
  • the bioreactors described therein consist of a photocatalytically coated container and a filling body which is arranged in the interior of the container, wherein the filling body contains a microbiotic mixture of photosynthetically active microorganisms and luminescent bacteria.
  • the design of the container and filling itself also influences the rate of degradation and quality.
  • the photocatalytic layer is applied in a strip-like manner alternately with a diamond coating on the outer surface of the container wall, the diamond coating acts as a diamond electrode, in the region of which hydroxyl radicals form, due to the potential difference built up between the photocatalytic layer and the sorption surface of the filling body which make it possible to break even very sparingly soluble pollutants, such as rheumatism.
  • the object of the present invention is therefore to provide a bioreactor which prevents such corrosion.
  • Basis of the present invention is the recognition that the orientation of the polarity of the container and packing due to the biofilm formation on the container wall during operation compensates in the course of time and even reversed, whereupon radicals increasingly increases the material of Attack container, which then leads to the corrosion to be prevented.
  • the container and the filling body can be galvanically separated.
  • This very simple possibility prevents an exchange of charges from taking place, which can lead to a polarity reversal.
  • a galvanic separation can be achieved, for example, by the fact that the container is not made of stainless steel but of plastic.
  • a power source is provided which is applied to the container, and thereby the potential of the container is kept constant.
  • This power source may consist, for example, in a solar cell, in a power supply unit or in a capacitor. It is particularly preferred if the voltage of the potential difference itself ensures the maintenance of the potential.
  • a barrier layer for example made of water glass, which is arranged below the photocatalytically active layer, can prevent a potential reversal from occurring.
  • This solution is particularly advantageous for newly used bioreactors.
  • Another advantageous possibility is the use of a sacrificial anode, which prevents corrosion. The great advantage of this is that the sacrificial anode is simply added to the existing bioreactor, so that a conversion or shutdown of a bioreactor in operation is unnecessary.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a multi-chamber pit with a retrofitted biological stage
  • FIG. 2 shows a schematic elevational view of an exemplary bioreactor from the prior art consisting of container and filling body
  • Figure 3 is a schematic representation of a first embodiment of the bioreactor according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of a second embodiment of the bioreactor according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section through a small sewage treatment plant 1 with a biological stage - ie a bioreactor 2 and a mechanical stage 4, which is formed by a three-chamber Absetzgrube 4. It is in principle a space 6, which is divided by a respective partition 8 into three sub-chambers, of which in Figure 1, only a first chamber 10 and a further chamber 12 are shown.
  • the to be cleaned Waste water flows to the three-chamber Absetzgrube through an inlet 14 and enters a first - not shown - chamber and can flow through passages 16 in the walls 8 in the next sub-chamber 12 and from there into the last sub-chamber 10.
  • the individual chambers 10 and 12 settleable substances settle by sedimentation, while floating matter on the liquid surface 18 to swim.
  • the drain 20 is chosen so that the sediments and the floating matter remain in the chambers 10 and 12 and the purified wastewater is discharged without these impurities.
  • the bioreactor 2 is provided in the chamber 10 as a retrofit kit, which represents a biological stage.
  • the main component of this bioreactor is a container 22, which is formed in the illustrated embodiment as a floating body, that is, he has enough buoyancy that he floats in the biological wastewater to be treated.
  • a vertical guide 24 is arranged in the chamber 10, which may be supported for example on the partition wall 8 and / or the side walls of the three-chamber Absetzgrube 6 (see dashed lines in Figure 1).
  • the container 22 is slidably disposed along this vertical guide 24 in the X direction in Figure 1, so that it is depending on the liquid level 18 within the chamber 10 as a float up or down movable.
  • a microbiotic mixture is introduced, which forms a biofilm.
  • This microbiotic mixture consists in the illustrated embodiment of a proportion photosynthetically acting and a proportion of light-emitting microorganisms.
  • the interplay between the photoreactive microorganisms and the luminescent bacteria results in the photosynthetic microorganisms being affected by the emitted light the luminescent bacteria are stimulated to photosynthesis.
  • the microorganisms operate photosynthesis with hydrogen sulfide and water as starting material and release sulfur or oxygen. They can also bind nitrogen as well as phosphate and degrade organic and inorganic matter.
  • Figure 2 shows another embodiment of the container 22.
  • the container 22 is not funnel-shaped, but cylindrical in shape.
  • the side walls of the container 22 are made of stainless steel in the illustrated embodiment and partially be provided with a photocatalytic coating 26. This coating may be formed on the inner peripheral wall of the container 22 and / or on the outer wall 28 as shown in FIG.
  • the container 22 is made of V4A and provided with a titanium dioxide coating. Instead of this titanium dioxide, indium tin oxide or the like can also be used.
  • the outer wall 28 of the container 22 is provided with a plurality of apertures 30, so that the biological to be stabilized wastewater into the interior of the Can reach container 22.
  • apertures 30 may be punched, for example, and it is advantageous if the piercing burrs project inwards so that a slight growth of microorganisms in this area can take place.
  • the lower end face 32 of the container is closed, so that the inflow of the waste water into the container 22 takes place substantially in the radial direction.
  • the upper end face can also be closed. In the case where this upper surface is above the liquid level, sealing can be dispensed with.
  • an exchangeable filling body 34 is received, which, as shown in the elevational view, has a spiral-shaped structure.
  • this filling body 34 consists of a support 36, which may be, for example, a spiral-wound stainless steel sheet.
  • a foam material for example a PU foam is applied on both sides, which is coated or offset with activated carbon and, if necessary, nano-composite material.
  • the PU foam forms a pore system, the walls of which are coated with activated carbon, so that a large mass transfer area is provided.
  • the carrier 36 consists of a two to three millimeters strong VA grid body, wherein the helical structure is formed by two grid surfaces, between which a semi-hard, open-cell PU foam with activated carbon coating is introduced.
  • the arranged on the downward side of the helix bars 38 are provided with a photocatalytic surface, the mesh size is at these facing down Large areas approx. 10 - 12 mm. At the the upwardly facing large area of the spiral forming bars is no coating provided.
  • the mesh size here is about 25 to 30 mm.
  • microorganisms mentioned above can be introduced centrally via a dosing hose into the center of the spiral filling body 34.
  • the PU foam is coated in the embodiment shown here on the downwardly facing side of the helix with a gel-like material of chitosan.
  • the nano-composite materials are embedded, each of which is a piezoelectric ceramic system of PZT short fibers with photocatalytic coatings.
  • typical sewage treatment plants and biophysical microorganisms are embedded.
  • the container 22 is located both on its inner surface and on its outer surface. surface with the photocatalytically active layer 26 - so for example, the titanium dioxide - coated. This layer is completely applied on the inner surface, ie on the side facing the filler body 34, while on the outer surface the titanium dioxide is applied in the form of strips 26, between which remain areas which are provided with a diamond coating 40.
  • Such a diamond coating 40 can be produced synthetically by heating methane and hydrogen and a suitable carrier substance, for example niobium, silicon or ceramic, in a vacuum chamber to temperatures of up to approximately 2000 °. It then comes to a reaction in which a diamond lattice is formed on the carrier. This coating 40 is then applied to the outer wall 28 of the container 22, so that with a photocatalytically active 26 and provided with a diamond layer 40 areas adjacent to each other. These areas 26, 40 extend in the longitudinal direction of the container 22. In the illustrated embodiment, the width of the strips 26 corresponds approximately to the distance of four hole-shaped apertures 30, while the width of the regions 40 is substantially smaller and approximately equal to the distance between two adjacent apertures 30 ,
  • the polarity of the electromagnetic field can be influenced by the growth with the biofilm in such a way that the polarity of container 22 and filling body 34 can be reversed.
  • the hydroxyl radicals which nevertheless form on the diamond coating no longer migrate in the direction of the pollutants - that is, into the interior of the container towards the filling body 34, but can also react with the stainless steel of the container, which leads to corrosion.
  • the conductivity of the wastewater is comparatively high (> 1400 ⁇ S / cm), which is the case in particular in the case of leachate treatment of landfills.
  • bioreactors according to the invention are described below, which are based on the bioreactor shown in FIG. 2 but do not permit polarity reversal.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the bioreactor according to the invention.
  • a galvanic Separation 42 inserted between the container inner wall and filling body 34 . This prevents a charge exchange between filling body 34 and container 22, so that the polarity of container 22 and filling body 34 is maintained.
  • a particularly simple galvanic separation would also consist in the fact that the container is not made of stainless steel, but of plastic.
  • barrier layer for example from water glass, which comes to rest under the photocatalytic coating and the diamond coating, as corrosion protection.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the bioreactor according to the invention.
  • the potential reversal is prevented by the application of an external power source 44.
  • the external power source 44 may be a power supply, a solar cell or a capacitor. It is particularly preferred if the current produced by the bioreactor itself is used as a power source.
  • the current source 44 with an open circuit voltage of max. 4.9 V and a current of max. 500 mA, since higher values can lead to destruction of the coating of the container. Under load, a voltage of 1, 5 to 2.2 V and a current of 500 mA is ideal to ensure optimum operation of the bioreactor can.
  • a sacrificial anode can also be used. It is made of a material that is easier to corrode than the container's stainless steel and therefore has a higher attraction for the highly reactive radicals.
  • a bioreactor for treating industrial or domestic wastewater consisting of a container and a packing, wherein between filler and container a potential difference is formed, which is equipped with a device that causes corrosion of the container due to the growth of a biofilm caused potential reversal prevented.

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Abstract

The invention relates to a bioreactor for the treatment of industrial or domestic effluent, comprising a container and a packing, wherein a potential difference forms between the packing and container, which is provided with a device which prevents corrosion of the container as a result of the potential reversal due to the growth of a biofilm.

Description

Beschreibung Qptoreaktor Description Qptoreactor
Vorliegende Erfindung betrifft einen Bioreaktor zur Behandlung von mit organischen oder anorganischen Schadstoffen belasteten Fluiden gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to a bioreactor for the treatment of contaminated with organic or inorganic pollutants fluids according to the preamble of claim 1.
Bioreaktoren dieser Art kommen insbesondere in Kleinkläranlagen vor, die hauptsächlich zur Behandlung von häuslichem Abwasser dienen. Diese . Kleinkläranlagen sind meist bereits bestehende Mehrkammeranlagen, die mit einer zusätzlichen biologischen Stufe ausgestattet wurden. Das behandelte Abwasser wird nach Durchfließen der Kleinkläranlage entweder versickert oder dem nächsten offenen Gewässer zugeleitet.Bioreactors of this type are particularly found in small sewage treatment plants, which are mainly used for the treatment of domestic sewage. These . Small wastewater treatment plants are mostly already existing multi-chamber plants, which were equipped with an additional biological stage. The treated wastewater is either seeped after flowing through the small sewage treatment plant or forwarded to the next open water.
Es können aber auch Sickerwässer von Mülldeponien oder Kompostieranlagen mit diesen Bioreaktoren behandelt werden.However, leachate from landfills or composting plants can also be treated with these bioreactors.
Bioreaktoren für diesen Einsatz sind beispielsweise aus den Patentanmeldungen DE 103 30' 959.4 oder der Anmeldung FR2439 bekannt. Die darin beschriebenen Bioreaktoren bestehen aus einem photokatalytisch beschichteten Behälter und einem Füllkörper, der im Inneren des Behälters angeordnet ist, wobei der Füllkörper eine mikrobiotische Mischung aus photosynthetisch wirkenden Mikroorganismen und Leuchtbakterien beinhaltet .Bioreactors for this use are known for example from the patent applications DE 103 30 ' 959.4 or the application FR2439. The bioreactors described therein consist of a photocatalytically coated container and a filling body which is arranged in the interior of the container, wherein the filling body contains a microbiotic mixture of photosynthetically active microorganisms and luminescent bacteria.
Der Abbau der Schadstoffe erfolgt mittels dieser mikrobiotischen Mischung, wobei das Zusammenspiel von photosynthetisch wirkenden Mikroorganismen und Leucht- bakterien ausgenützt wird - eine genaue Beschreibung der Wirkweise der Mischung findet sich in den Druckschriften DE 100 62 812 und DE 101 49 447. Sind zudem, wie in der Patentanmeldung DE 102 53 334 beschrieben, Photosensi- bilisatoren vorhanden, werden Singulett-Sauerstoff und andere Radikale gebildet, die den Abbau der Schadstoffe beschleunigen.The degradation of the pollutants by means of this microbiotic mixture, the interaction of photosynthetic microorganisms and luminescent bacteria is exploited - a detailed description of the mode of action of the mixture can be found in the publications DE 100 62 812 and DE 101 49 447. Are also how in the Patent application DE 102 53 334, photosensitisers present, singlet oxygen and other radicals are formed, which accelerate the degradation of pollutants.
Aber auch das Design von Behälter und Füllkörper selbst beeinflusst die Abbaugeschwindigkeit und - qualität. Ist zum Beispiel, wie in der FR2439 offenbart, die photokatalytische Schicht streifenförmig abwechselnd mit einer DiamantbeSchichtung auf der Außenfläche der Behälterwand aufgebracht, wirkt die Diamantbeschichtung aufgrund des zwischen der photokatalytischen Schicht und der Sorptionsfläche des Füllkörpers aufgebauten Potentialdifferenz als Diamantelektrode, in deren Bereich sich Hydroxylradikale bilden, die es erlauben, sogar sehr schwer lösliche Schadstoffe, wie beispielsweise Rheumamittel, abzubauen.However, the design of the container and filling itself also influences the rate of degradation and quality. If, for example, as disclosed in FR2439, the photocatalytic layer is applied in a strip-like manner alternately with a diamond coating on the outer surface of the container wall, the diamond coating acts as a diamond electrode, in the region of which hydroxyl radicals form, due to the potential difference built up between the photocatalytic layer and the sorption surface of the filling body which make it possible to break even very sparingly soluble pollutants, such as rheumatism.
Nachteilig an diesen bekannten Bioreaktoren ist jedoch, dass sich im Betrieb des Bioreaktors ein Biöfilm auf dem Behälter ausbildet, und der Behälter anfängt zu korrodieren.However, a disadvantage of these known bioreactors is that a biological film is formed on the container during operation of the bioreactor, and the container begins to corrode.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, einen Bioreaktor bereitzustellen, der eine solche Korrosion verhindert .The object of the present invention is therefore to provide a bioreactor which prevents such corrosion.
Diese Aufgabe wird durch einen Bioreaktor gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a bioreactor according to claim 1.
Grundlage vorliegender Erfindung ist die Erkenntnis, dass sich die Orientierung der Polarität von Behälter und Füllkörper aufgrund der Biofilmausbildung auf der Behälterwand im Betrieb mit der Zeit ausgleicht und sogar umkehrt, worauf Radikale vermehrt auch das Material des Behälters angreifen, was dann zu der zu verhindernden Korrosion führt.Basis of the present invention is the recognition that the orientation of the polarity of the container and packing due to the biofilm formation on the container wall during operation compensates in the course of time and even reversed, whereupon radicals increasingly increases the material of Attack container, which then leads to the corrosion to be prevented.
Um diesen Polaritätsausgleich bzw. -Umschlag zu verhindern, gibt es mehrere Möglichkeiten.There are several ways to prevent this polarity compensation or reversal.
Zum einen kann in einem ersten besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Behälter und der Füllkörper galvanisch getrennt werden. Diese sehr einfache Möglichkeit verhindert, dass ein Austausch von Ladungen stattfindet, was zu einer Polaritätsumkehr führen kann. Sehr einfach kann eine solche galvanische Trennung beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Behälter nicht aus Edelstahl sondern aus Kunststoff gefertigt ist.On the one hand, in a first particularly advantageous embodiment, the container and the filling body can be galvanically separated. This very simple possibility prevents an exchange of charges from taking place, which can lead to a polarity reversal. Very simply, such a galvanic separation can be achieved, for example, by the fact that the container is not made of stainless steel but of plastic.
in einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Stromquelle vorhanden, die an den Behälter angelegt ist, und dadurch das Potential des Behälters konstant gehalten wird. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da schon bestehende Bioreaktoren leicht mit dieser zusätzlichen Stromquelle ausgestattet werden können, so dass ein aufwändiger Austausch des Bioreaktors und damit ein langfristiges Abschalten der Kläranlage unnötig ist. Diese Stromquelle kann beispielsweise in einer Solarzelle, in einem Netzteil oder einem Kondensator bestehen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Spannung der Potentialdifferenz selbst für das Aufrechterhalten des Potentials sorgt.In a further preferred embodiment of the invention, a power source is provided which is applied to the container, and thereby the potential of the container is kept constant. This is particularly advantageous because already existing bioreactors can be easily equipped with this additional power source, so that a costly replacement of the bioreactor and thus a long-term shutdown of the sewage treatment plant is unnecessary. This power source may consist, for example, in a solar cell, in a power supply unit or in a capacitor. It is particularly preferred if the voltage of the potential difference itself ensures the maintenance of the potential.
Weiterhin kann, wie einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt, auch eine Sperrschicht, beispielsweise aus Wasserglas, die unter der photokatalytisch wirksamen Schicht angeordnet ist, verhindern, dass eine Potential- umkehr eintritt. Diese Lösung ist insbesondere für neu einzusetzende Bioreaktoren von Vorteil. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit ist der Einsatz einer Opferanode, die eine Korrosion verhindert. Der große Vorteil davon besteht darin, dass die Opferanode einfach zu dem bestehenden Bioreaktor gegeben wird, so dass ein Umbau oder auch ein Abschalten eines im Betrieb befindlichen Bioreaktors unnötig ist.Furthermore, as shown in a third embodiment, a barrier layer, for example made of water glass, which is arranged below the photocatalytically active layer, can prevent a potential reversal from occurring. This solution is particularly advantageous for newly used bioreactors. Another advantageous possibility is the use of a sacrificial anode, which prevents corrosion. The great advantage of this is that the sacrificial anode is simply added to the existing bioreactor, so that a conversion or shutdown of a bioreactor in operation is unnecessary.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen definiert.Further advantages and preferred embodiments are defined in the subclaims.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen und den zugehörigen Beschreibungen noch deutlicher dargestellt werden. Es stellen dar:In the following the invention with reference to drawings and the associated descriptions will be shown even more clearly. They show:
Figur l: eine Prinzipdarstellung einer Mehrkämmer- grube mit nachgerüsteter biologischer Stufe;FIG. 1 shows a schematic diagram of a multi-chamber pit with a retrofitted biological stage;
Figur 2: eine schematische Aufrissdarstellung eines beispielhaften Bioreaktors aus dem Stand der Technik bestehend aus Behälter und Füllkörper;FIG. 2 shows a schematic elevational view of an exemplary bioreactor from the prior art consisting of container and filling body;
Figur 3 : eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bioreaktor; undFigure 3 is a schematic representation of a first embodiment of the bioreactor according to the invention; and
Figur 4: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bioreaktor;Figure 4 is a schematic representation of a second embodiment of the bioreactor according to the invention;
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Kleinkläranlage 1 mit einer biologischen Stufe - also einem Bioreaktor 2 und einer mechanischen Stufe 4, die durch eine Dreikammer-Absetzgrube 4 ausgebildet ist. Es handelt sich dabei im Prinzip um einen Raum 6, der durch je eine Trennwand 8 in drei Teilkammern unterteilt ist, von denen in Figur 1 lediglich eine erste Kammer 10 und eine weitere Kammer 12 dargestellt sind. Das zu reinigende Abwasser strömt der Dreikammer-Absetzgrube durch einen Zufluss 14 zu und tritt in eine erste - nicht dargestellte - Kammer ein und kann durch Durchlässe 16 in den Wänden 8 in die nächste Teilkammer 12 und von dort in die letzte Teilkammer 10 abströmen. In den einzelnen Kammern 10 und 12 setzen sich absetzbare Stoffe durch Sedimentation ab, während Schwimmstoffe auf der Flüssigkeitsoberfläche 18 auf schwimmen. Der Abfluss 20 ist so gewählt, dass die Sedimente und die Schwimmstoffe in den Kammern 10 und 12 verbleiben und das gereinigte Abwasser ohne diese Störstoffe abgeführt wird. Zur biologischen Aufbereitung ist in der Kammer 10 der Bioreaktor 2 als Nachrüstsatz vorgesehen, der eine biologische Stufe darstellt. Der Hauptbestandteil dieses Bioreaktors ist ein Behälter 22, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Schwimmkörper ausgebildet ist, d.h. er hat genügend Auftrieb, dass er in dem biologisch zu behandelnden Abwasser schwimmt. Zur Lagepositionierung des Behälters 22 ist in der Kammer 10 eine Vertikalführung 24 angeordnet, die beispielsweise an der Trennwand 8 und/oder den Seitenwänden der Dreikammer-Absetzgrube 6 abgestützt sein kann (siehe gestrichelte Linien in Figur 1) . Der Behälter 22 ist entlang dieser Vertikalführung 24 in X-Richtung in Figur 1 verschiebbar angeordnet, so dass er je nach Flüssigkeitsspiegel 18 innerhalb der Kammer 10 als Schwimmkörper auf oder ab bewegbar ist .1 shows a section through a small sewage treatment plant 1 with a biological stage - ie a bioreactor 2 and a mechanical stage 4, which is formed by a three-chamber Absetzgrube 4. It is in principle a space 6, which is divided by a respective partition 8 into three sub-chambers, of which in Figure 1, only a first chamber 10 and a further chamber 12 are shown. The to be cleaned Waste water flows to the three-chamber Absetzgrube through an inlet 14 and enters a first - not shown - chamber and can flow through passages 16 in the walls 8 in the next sub-chamber 12 and from there into the last sub-chamber 10. In the individual chambers 10 and 12 settleable substances settle by sedimentation, while floating matter on the liquid surface 18 to swim. The drain 20 is chosen so that the sediments and the floating matter remain in the chambers 10 and 12 and the purified wastewater is discharged without these impurities. For biological treatment, the bioreactor 2 is provided in the chamber 10 as a retrofit kit, which represents a biological stage. The main component of this bioreactor is a container 22, which is formed in the illustrated embodiment as a floating body, that is, he has enough buoyancy that he floats in the biological wastewater to be treated. For positional positioning of the container 22, a vertical guide 24 is arranged in the chamber 10, which may be supported for example on the partition wall 8 and / or the side walls of the three-chamber Absetzgrube 6 (see dashed lines in Figure 1). The container 22 is slidably disposed along this vertical guide 24 in the X direction in Figure 1, so that it is depending on the liquid level 18 within the chamber 10 as a float up or down movable.
In den Behälter 22 ist eine mikrobiotische Mischung eingebracht, die einen Biofilm ausbildet. Diese mikrobiotische Mischung besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Anteil photosynthetisch wirkenden und einem Anteil lichtemittierenden Mikroorganismen. Das Wechselspiel zwischen den photo- synthetisch arbeitenden Mikroorganismen und den Leuchtbakterien führt dazu, dass die photosynthetisch arbeitenden Mikroorganismen durch das emittierte Licht der Leuchtbakterien zur Photosynthese angeregt werden. Die Mikroorganismen betreiben die Photosynthese mit Schwefelwasserstoff und Wasser als Edukt und setzen Schwefel bzw. Sauerstoff frei. Ferner können sie Stickstoff sowie Phosphat binden und organische sowie anorganische Materie abbauen. Hinsichtlich der konkreten Zusammensetzung dieser mikrobiotischen Mischkultur wird der Einfachheit halber auf die Patentanmeldungen DE 100 62 812 Al und DE 101 49 447 Al der Anmelderin verwiesen. Mit Hinweis auf diese Anmeldung werden nach der Beschreibung der Ausführungsbeispiele nur die wesentlichen Schritte dieses photodynamischen Abbaus erläutert.In the container 22, a microbiotic mixture is introduced, which forms a biofilm. This microbiotic mixture consists in the illustrated embodiment of a proportion photosynthetically acting and a proportion of light-emitting microorganisms. The interplay between the photoreactive microorganisms and the luminescent bacteria results in the photosynthetic microorganisms being affected by the emitted light the luminescent bacteria are stimulated to photosynthesis. The microorganisms operate photosynthesis with hydrogen sulfide and water as starting material and release sulfur or oxygen. They can also bind nitrogen as well as phosphate and degrade organic and inorganic matter. With regard to the concrete composition of this mixed microbiotic culture, reference is made to the patent applications DE 100 62 812 A1 and DE 101 49 447 A1 of the Applicant for the sake of simplicity. With reference to this application, only the essential steps of this photodynamic degradation will be explained after the description of the embodiments.
Durch Zusammenwirkung der mikrobiotischen Mischung sowie der katalytischen Oberflächen des Behälters 22 kommt es zu einem photodynamischen Abbau organischer Substanzen. Dieser photodynamische Abbau von Substanzen ist beispielsweise in der Anmeldung DE 102 53 334 der Anmelderin beschrieben.By interaction of the microbiotic mixture and the catalytic surfaces of the container 22, a photodynamic degradation of organic substances occurs. This photodynamic degradation of substances is described for example in the application DE 102 53 334 of the applicant.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Behälters 22. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Behälter 22 nicht trichterförmig, sondern zylinderförmig ausgebildet. Die Seitenwände des Behälters 22 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Edelstahl hergestellt und partiell mit einer photokatalytisch wirkenden Beschichtung 26 versehen sein. Diese Beschich- tung kann an der Innenumfangswand des Behälters 22 und/oder - wie in Figur 2 gezeigt - an der Außenwand 28 ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Behälter 22 aus V4A hergestellt und mit einer Titandioxid-Beschichtung versehen. Anstelle dieses Titandioxids kann auch Indiumzinnoxid oder dergleichen verwendet werden. Die Außenwand 28 des Behälters 22 ist mit einer Vielzahl von Durchbrüchen 30 versehen, so dass das biologisch zu stabilisierende Abwasser ins Innere des Behälters 22 gelangen kann. Diese Durchbrüche 30 können beispielsweise gestanzt sein, wobei es von Vorteil ist, wenn dann die Stanzgrate nach Innen vorstehen, so dass ein leichter Bewuchs mit Mikroorganismen in diesem Bereich stattfinden kann. Die untere Stirnfläche 32 des Behälters ist verschlossen, so dass das Einströmen des Abwassers in den Behälter 22 im Wesentlichen in Radial- richtung erfolgt. Die obere Stirnfläche kann ebenfalls verschlossen sein. In dem Fall, in dem diese obere Fläche oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, kann auf ein Verschließen verzichtet werden.Figure 2 shows another embodiment of the container 22. In this embodiment, the container 22 is not funnel-shaped, but cylindrical in shape. The side walls of the container 22 are made of stainless steel in the illustrated embodiment and partially be provided with a photocatalytic coating 26. This coating may be formed on the inner peripheral wall of the container 22 and / or on the outer wall 28 as shown in FIG. In the illustrated embodiment, the container 22 is made of V4A and provided with a titanium dioxide coating. Instead of this titanium dioxide, indium tin oxide or the like can also be used. The outer wall 28 of the container 22 is provided with a plurality of apertures 30, so that the biological to be stabilized wastewater into the interior of the Can reach container 22. These apertures 30 may be punched, for example, and it is advantageous if the piercing burrs project inwards so that a slight growth of microorganisms in this area can take place. The lower end face 32 of the container is closed, so that the inflow of the waste water into the container 22 takes place substantially in the radial direction. The upper end face can also be closed. In the case where this upper surface is above the liquid level, sealing can be dispensed with.
Im Innenraum des Behälters 22 ist ein auswechselbarer Füllkörper 34 aufgenommen, der, wie in der Aufrissdarstellung gezeigt, eine spiralförmige Struktur aufweist. Dieser Füllkörper 34 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Träger 36, das beispielsweise ein spiralförmig gewendeltes Edelstahlblech sein kann. Auf diesem schraubenlinienförmig gewendelten Träger 36 aus Edelstahl ist beidseitig ein Schaummaterial, beispielsweise ein PU-Schaum aufgebracht, der mit Aktivkohle und ggfs. Nano-Composite-Material beschichtet oder versetzt ist. Durch den PU-Schaum wird ein Porensystem gebildet, dessen Wandungen mit Aktivkohle beschichtet sind, so dass eine große Stoffaustauschfläche zur Verfügung gestellt wird.In the interior of the container 22, an exchangeable filling body 34 is received, which, as shown in the elevational view, has a spiral-shaped structure. In the illustrated exemplary embodiment, this filling body 34 consists of a support 36, which may be, for example, a spiral-wound stainless steel sheet. On this helically wound carrier 36 made of stainless steel, a foam material, for example a PU foam is applied on both sides, which is coated or offset with activated carbon and, if necessary, nano-composite material. The PU foam forms a pore system, the walls of which are coated with activated carbon, so that a large mass transfer area is provided.
Konkret besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Träger 36 aus einem zwei bis drei Millimeter starkem VA-Gitterkörper, wobei die wendeiförmige Struktur durch zwei Gitterflächen gebildet ist, zwischen denen ein halbharter, offenzelliger PU-Schaum mit Aktivkohlebe- schichtung eingebracht ist. Die auf der nach unten gerichteten Seite der Wendel angeordneten Gitterstäbe 38 sind mit einer photokatalytischen Oberfläche versehen, die Maschenweite beträgt an diesen nach unten weisenden Großflächen ca. 10 - 12 mm. An den die nach oben weisende Großfläche der Wendel bildenden Gitterstäben ist keine Beschichtung vorgesehen. Die Maschenweite beträgt hier etwa 25 bis 30 mm.Specifically, in the illustrated embodiment, the carrier 36 consists of a two to three millimeters strong VA grid body, wherein the helical structure is formed by two grid surfaces, between which a semi-hard, open-cell PU foam with activated carbon coating is introduced. The arranged on the downward side of the helix bars 38 are provided with a photocatalytic surface, the mesh size is at these facing down Large areas approx. 10 - 12 mm. At the the upwardly facing large area of the spiral forming bars is no coating provided. The mesh size here is about 25 to 30 mm.
Die eingangs genannten Mikroorganismen können zentral über einen Dosierschlauch in das Zentrum des spiralförmigen Füllkörpers 34 eingebracht werden. Es ist jedoch' auch möglich, diese Mikroorganismen mit den Nano- Composite-Materialien bereits bei der Herstellung des Füllkörpers 34 ins Porensystem einzubringen. Sehr Erfolgs versprechend waren Versuche, bei denen die Mikroorganismen und Nano-Composite-Materialien in Chitosan gelöst und diese mit den Nano-Composite-Materialien versetzte Mischung dann - beispielsweise durch Tränken - auf den Füllkörper aufgebracht wird, so dass ein kontinuierliches Zuführen von Mikroorganismen entfällt und lediglich in regelmäßigen Abständen ein Austausch des Füllkörpers 34 erforderlich ist.The microorganisms mentioned above can be introduced centrally via a dosing hose into the center of the spiral filling body 34. However, it is also possible to introduce these microorganisms with the nanocomposite materials into the pore system during the production of the filler 34. Very promising were experiments in which the microorganisms and nanocomposite materials were dissolved in chitosan and then added to these with the nano-composite materials mixture - for example, by impregnation - is applied to the filler, so that a continuous supply of microorganisms is eliminated and only at regular intervals replacement of the filling body 34 is required.
Der PU-Schaum ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf der nach unten weisenden Seite der Wendel mit einem gelartigen Material aus Chitosan beschichtet. In diesem Chitosan sind die Nano-Composite- Materialien eingebettet, welche jeweils ein piezoelektrisches Keramik-System aus PZT-Kurzfasern mit photokatalytischen BeSchichtungen darstellt. Ferner sind kläranlagentypische und biophysikalisch arbeitende Mikroorganismen mit eingebettet. Auf der Oberseite des PU-Schaumkerns sind im kationisch wirkenden Chitosan- Lac.tat nur aerobe Mikroorganismen eingebaut.The PU foam is coated in the embodiment shown here on the downwardly facing side of the helix with a gel-like material of chitosan. In this chitosan, the nano-composite materials are embedded, each of which is a piezoelectric ceramic system of PZT short fibers with photocatalytic coatings. Furthermore, typical sewage treatment plants and biophysical microorganisms are embedded. On the upper side of the PU foam core only cationic chitosan Lac.tat aerobic microorganisms are incorporated.
Der photodynamische Abbau der organischen Bestandteile wird noch durch die photokatalytische Beschichtung des Behälters 22 unterstützt. Dazu ist der Behälter 22 sowohl an seiner Innenfläche als auch an seiner Außen- fläche mit der photokatalytisch wirksamen Schicht 26 - also beispielsweise dem Titandioxid - beschichtet . Diese Schicht ist an der Innenfläche, d. h. an der dem Füll- körper 34 zugewandten Seite vollständig aufgetragen, während an der Außenfläche das Titandioxid in Form von Streifen 26 aufgebracht ist, zwischen denen Bereiche verbleiben, die mit einer DiamantbeSchichtung 40 versehen sind.The photodynamic degradation of the organic components is still supported by the photocatalytic coating of the container 22. For this purpose, the container 22 is located both on its inner surface and on its outer surface. surface with the photocatalytically active layer 26 - so for example, the titanium dioxide - coated. This layer is completely applied on the inner surface, ie on the side facing the filler body 34, while on the outer surface the titanium dioxide is applied in the form of strips 26, between which remain areas which are provided with a diamond coating 40.
Eine derartige Diamantbeschichtung 40 lässt sich synthetisch herstellen, indem Methan und Wasserstoff sowie eine geeignete Trägersubstanz aus beispielsweise Niob, Silizium oder Keramik in einer Vakuumkammer auf Temperaturen bis etwa 2000° erhitzt werden. Es kommt dann zu einer Reaktion, bei der sich ein Diamantgitter auf der Trägersubstanz ausbildet. Diese Beschichtung 40 wird dann auf der Außenwand 28 des Behälters 22 aufgebracht, so dass mit einer photokatalytisch wirksamen 26 und mit einer Diamantschicht 40 versehene Bereiche nebeneinander liegen. Diese Bereiche 26, 40 verlaufen in Längsrichtung des Behälters 22. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Breite der Streifen 26 etwa dem Abstand von vier lochförmigen Durchbrüchen 30, während die Breite der Bereiche 40 wesentlich kleiner ist und etwa dem Abstand zwischen zwei benachbarten Durchbrüchen 30 entspricht.Such a diamond coating 40 can be produced synthetically by heating methane and hydrogen and a suitable carrier substance, for example niobium, silicon or ceramic, in a vacuum chamber to temperatures of up to approximately 2000 °. It then comes to a reaction in which a diamond lattice is formed on the carrier. This coating 40 is then applied to the outer wall 28 of the container 22, so that with a photocatalytically active 26 and provided with a diamond layer 40 areas adjacent to each other. These areas 26, 40 extend in the longitudinal direction of the container 22. In the illustrated embodiment, the width of the strips 26 corresponds approximately to the distance of four hole-shaped apertures 30, while the width of the regions 40 is substantially smaller and approximately equal to the distance between two adjacent apertures 30 ,
Im Zusammenwirken mit der katalytischen Beschichtung des Behälters 22 und der vorbeschriebenen Beschichtung des wendeiförmigen Füllkörpers 34 stellt sich ein vergleichsweise starkes elektromagnetisches Feld ein. Die entstehende Potentialdifferenz liegt an den mit der Diamantbeschichtung 40 versehenen Bereichen an, die dann als Diamantelektroden wirken. Durch diese Spannung entstehen im Bereich der Diamantelektroden (Bereiche 40) Hydroxylradiakale, die auch bisher schwierig oder nicht abbaubare Substanzen in harmlose Salze oder Kohlendioxid umwandeln, das als Gas über Kopf aus dem Korb abgeführt wird. D. h. , bei dem erfindungsgemäßen Bioreaktor laufen parallel nebeneinander über das Zusammenwirken der photokatalytisch wirksamen Schicht und dem Biofilm auf dem Füllkörper sowie durch die Diamantelektroden Prozesse ab, die zum nahezu vollständigen Abbau der organischen Schadstoffe führen. Einzelheiten über das entstehende elektromagnetische Feld sind in der älteren, Anmeldung DE 103 30 959.4 offenbart, so dass diesbezügliche weitere Erläuterungen entbehrlich sind.In cooperation with the catalytic coating of the container 22 and the above-described coating of the helical filling body 34, a comparatively strong electromagnetic field arises. The resulting potential difference is applied to the regions provided with the diamond coating 40, which then act as diamond electrodes. As a result of this voltage, hydroxylradiakals, which hitherto have been difficult or not, are formed in the region of the diamond electrodes (regions 40) Convert degradable substances into harmless salts or carbon dioxide, which is discharged as a gas overhead from the basket. Ie. , in the bioreactor according to the invention run parallel to each other in parallel on the interaction of the photocatalytically active layer and the biofilm on the packing and by the diamond electrodes processes that lead to the almost complete degradation of the organic pollutants. Details about the resulting electromagnetic field are disclosed in the earlier application DE 103 30 959.4, so that further explanations in this regard are unnecessary.
Problematisch ist allerdings, wie bereits oben beschrieben wurde, dass die Polung des elektromagnetischen Feldes durch den Bewuchs mit dem Biofilm derart beeinflusst werden kann, dass sich die Polarität von Behälter 22 und Füllkörper 34 umkehren kann. Dadurch wandern die trotzdem an der DiamantbeSchichtung entstehenden Hydroxylradikale nicht mehr in Richtung der Schadstoffe - also in das Innere des Behälters zum Füllkörper 34 hin, sondern können auch mit dem Edelstahl des Behälters reagieren, was zu einer Korrosion führt. Dies geschieht verstärkt dann, wenn zudem die Leitfähigkeit des Abwassers vergleichsweise hoch (> 1400 μS/cm) ist, was insbesondere bei einer Sickerwasserbehandlung von Mülldeponien der Fall ist.However, it is problematic, as already described above, that the polarity of the electromagnetic field can be influenced by the growth with the biofilm in such a way that the polarity of container 22 and filling body 34 can be reversed. As a result, the hydroxyl radicals which nevertheless form on the diamond coating no longer migrate in the direction of the pollutants - that is, into the interior of the container towards the filling body 34, but can also react with the stainless steel of the container, which leads to corrosion. This is increasingly the case when, in addition, the conductivity of the wastewater is comparatively high (> 1400 μS / cm), which is the case in particular in the case of leachate treatment of landfills.
Damit eine solche Korrosion verhindert wird, werden im Folgenden zwei besonders vorteilhafte Ausführungs- beispiel der erfindungsgemäßen Bioreaktoren besprochen, die auf dem in Figur 2 gezeigten Bioreaktor basieren, aber eine Polaritätsumkehr nicht zulassen.In order to prevent such corrosion, two particularly advantageous embodiment examples of the bioreactors according to the invention are described below, which are based on the bioreactor shown in FIG. 2 but do not permit polarity reversal.
Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bioreaktors. Dabei ist zwischen Behälterinnenwand und Füllkörper 34 eine galvanische Trennung 42 eingefügt. Diese verhindert einen Ladungs- austausch zwischen Füllkörper 34 und Behälter 22, so dass die Polarität von Behälter 22 und Füllkörper 34 aufrechterhalten bleibt. Eine besonders einfache galvanische Trennung würde aber auch darin schon bestehen, den Behälter nicht aus Edelstahl, sondern aus Kunststoff zu fertigen.FIG. 3 shows a first embodiment of the bioreactor according to the invention. In this case, between the container inner wall and filling body 34 is a galvanic Separation 42 inserted. This prevents a charge exchange between filling body 34 and container 22, so that the polarity of container 22 and filling body 34 is maintained. A particularly simple galvanic separation would also consist in the fact that the container is not made of stainless steel, but of plastic.
Es ist aber auch möglich einfach eine Sperrschicht - beispielsweise aus Wasserglas, die unter der photo- katalytischen Beschichtung und der Diatnantbeschichtung zu liegen kommt, als Korrosionsschutz aufzubringen.However, it is also possible simply to apply a barrier layer, for example from water glass, which comes to rest under the photocatalytic coating and the diamond coating, as corrosion protection.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bioreaktors. In diesem Beispiel ist die Potentialumkehr durch das Anlegen einer externen Stromquelle 44 verhindert. Die externe Stromquelle 44 kann dabei ein Netzteil, eine Solarzelle oder auch ein Kondensator sein. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn der von dem Bioreaktor selbst produzierte Strom als Stromquelle genützt wird.FIG. 4 shows a second embodiment of the bioreactor according to the invention. In this example, the potential reversal is prevented by the application of an external power source 44. The external power source 44 may be a power supply, a solar cell or a capacitor. It is particularly preferred if the current produced by the bioreactor itself is used as a power source.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Stromquelle 44 mit einer LeerlaufSpannung von max. 4,9 V und einem Strom von max. 500 mA betrieben wird, da höhere Werte zu einer Zerstörung der Beschichtung des Behälters führen können. Unter Last ist eine Spannung von 1, 5 bis 2,2 V und eine Stromstärke von 500 mA ideal, um einen optimalen Betrieb des Bioreaktors gewährleisten zu können.In particular, it is advantageous if the current source 44 with an open circuit voltage of max. 4.9 V and a current of max. 500 mA, since higher values can lead to destruction of the coating of the container. Under load, a voltage of 1, 5 to 2.2 V and a current of 500 mA is ideal to ensure optimum operation of the bioreactor can.
Statt einer externen Stromquelle kann auch eine Opferanode zum Einsatz kommen. Diese besteht aus leichter korrodierbarem Material als der Edelstahl des Behälters und hat dadurch die höhere Anziehungskraft für die hoch reaktiven Radikale. Offenbart wird ein Bioreaktor zum Behandeln von industriellem oder häuslichem Abwasser, bestehend aus einem Behälter und einem Füllkörper, wobei sich zwischen Füllkörper und Behälter eine Potentialdifferenz ausbildet, der mit einer Vorrichtung ausgestattet ist, die eine Korrosion des Behälters aufgrund der durch den Bewuchs mit einem Biofilm verursachten Potentialumkehr verhindert . Instead of an external power source, a sacrificial anode can also be used. It is made of a material that is easier to corrode than the container's stainless steel and therefore has a higher attraction for the highly reactive radicals. Disclosed is a bioreactor for treating industrial or domestic wastewater, consisting of a container and a packing, wherein between filler and container a potential difference is formed, which is equipped with a device that causes corrosion of the container due to the growth of a biofilm caused potential reversal prevented.
Bezuqszeichen:REFERENCE CHARACTERS:
1 Kleinkläranlage1 small sewage treatment plant
2 Bioreaktor2 bioreactor
4 mechanische Stufe4 mechanical stage
6 Kläranlagenraum6 wastewater treatment room
8 Trennwand8 partition
10, 12 Kammern10, 12 chambers
14 Zufluss14 inflow
16 Durchlässe in Wand16 passages in wall
18 Flüssigkeitsoberfläche18 liquid surface
20 Abfluss20 outflow
22 Behälter22 containers
24 Vertika1führung24 vertical guidance
26 photokatalytische Beschichtung26 photocatalytic coating
28 Außenwand des Behälters28 outer wall of the container
30 Durchbrüche in Behälter30 openings in container
32 untere Stirnfläche32 lower end face
34 Füllkörper34 packing
36 Träger36 carriers
40 DiamantbeSchichtung40 diamond coating
42 galvanische Trennung42 galvanic isolation
44 externe Stromquelle 44 external power source

Claims

Patentansprüche claims
1. Bioreaktor zur Behandlung von mit organischen oder anorganischen Schadstoffen belasteten Fluiden, mit einem Behälter (22) mit zumindest einer Aussparung zum Durchtritt des zu behandelnden Fluids, und einem Füllkörper (34) , der im Innern des Behälters (22) angeordnet ist, wobei Behälter (22) und Füllkörper. (34) so ausgebildet sind, dass sich eine Potentialdifferenz ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgelegt ist, die Orientierung der Potentialdifferenz konstant zu halten.A bioreactor for treating fluids contaminated with organic or inorganic pollutants, comprising a container (22) having at least one recess for the passage of the fluid to be treated, and a filling body (34) arranged inside the container (22) Container (22) and packing. (34) are formed so that a potential difference is formed, characterized in that there is further provided a device which is designed to keep the orientation of the potential difference constant.
2. Bioreaktor nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine galvanische Trennung (42) zwischen Behälter (22) und Füllkörper (34) ist.2. bioreactor according to claim 1, wherein the device is a galvanic separation (42) between the container (22) and packing (34).
3. Bioreaktor nach Anspruch 3 , wobei die Behälterwände mit einer photokatalytisch wirksamen Schicht (26) beschichtet sind, und die Sperrschicht unter der photokatalytischen Schicht (26) angeordnet ist.The bioreactor of claim 3, wherein the container walls are coated with a photocatalytically active layer (26), and the barrier layer is disposed below the photocatalytic layer (26).
4. Bioreaktor nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Stromquelle (44) ist, die mit dem Behälter (22) verbunden ist.The bioreactor of claim 1, wherein the device is a power source (44) connected to the container (22).
5. Bioreaktor nach Anspruch 5, wobei die Stromquelle (44) eine LeerlaufSpannung von ungefähr 4,9 Volt aufweist.The bioreactor of claim 5, wherein the power source (44) has an open circuit voltage of about 4.9 volts.
6. Bioreaktor nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Stromquelle (44) unter Last eine Spannung von 1, 5 bis 2, 2 Volt aufweist. 6. bioreactor according to claim 5 or 6, wherein the current source (44) under load has a voltage of 1, 5 to 2, 2 volts.
7. Bioreaktor nach, einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Stromquelle (44) eine Stromstärke von 500 mA aufweist .A bioreactor according to any one of claims 5 to 7, wherein the current source (44) has a current of 500 mA.
8. Bioreaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Stromquelle (44) eine Solarzelle, ein Netzteil und/oder ein Kondensator ist .8. Bioreactor according to one of claims 5 to 8, wherein the power source (44) is a solar cell, a power supply and / or a capacitor.
9. Bioreaktor nach Anspruch I7 wobei die Vorrichtung eine Opferanode ist.9. bioreactor according to claim I 7 wherein the device is a sacrificial anode.
10. Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Sperrschicht, insbesondere aus Wasserglas ist, die auf dem Behälter (22) angeordnet ist.10. Bioreactor according to one of the preceding claims, wherein the device is a barrier layer, in particular of water glass, which is arranged on the container (22).
11. Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei der Behälter (22) aus Kunststoff ist.11. Bioreactor according to one of the preceding claims, wherein the container (22) is made of plastic.
12. Bioreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Behälter (22) aus Edelstahl, insbesondere aus V4A ist.12. Bioreactor according to one of claims 1 to 10, wherein the container (22) made of stainless steel, in particular of V4A.
13. Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,, wobei die Behälterwände mit einer photokatalytisch wirksamen Schicht (26) , insbesondere mit Titandioxid oder Indiumzinnoxid, beschichtet sind, die zumindest auf der Äußenumfangsfläche abschnittsweise aufgebracht ist, und zwischen den mit der photokatalytischen Schicht (26) versehenen Bereichen eine Diamantbeschichtung (40) aufgebracht ist.13. Bioreactor according to one of the preceding claims, wherein the container walls are coated with a photocatalytically active layer (26), in particular with titanium dioxide or indium tin oxide, which is applied at least on the outer peripheral surface in sections, and between the with the photocatalytic layer (26). provided areas a diamond coating (40) is applied.
14. Bioreaktor nach Anspruch 13 , wobei die photokatalytische Schicht (26) und die DiamantSchicht14. Bioreactor according to claim 13, wherein the photocatalytic layer (26) and the diamond layer
(40) streifenförmig in Längsrichtung des Behälters (22) aufgebracht sind. (40) strip-shaped in the longitudinal direction of the container (22) are applied.
15. Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei der Füllkörper (34) eine mikrobiotische Mischung, vorzugsweise mit einem Anteil photosynthetisch wirkender und einem Anteil lichtemittierender Mikroorganismen, aufweist . 15. Bioreactor according to one of the preceding claims, wherein the filler body (34) comprises a microbiotic mixture, preferably with a proportion of photosynthetic and a proportion of light-emitting microorganisms.
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