DE69508590T2

DE69508590T2 - Verfahren und vorrichtung zur biochemischen reinigung von flüssigem medium

Info

Publication number: DE69508590T2
Application number: DE69508590T
Authority: DE
Inventors: Dieter Maehl
Original assignee: SHIEER GLOBE INT BV
Current assignee: SHIEER GLOBE INT BV
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2015-05-25
Also published as: EP0775093A1; ATE178034T1; JP3703031B2; AU2456495A; GR3030485T3; JPH10500621A; US5800710A; DK0775093T3; AU682114B2; NL9401439A; CA2191444A1; ES2129823T3; EP0775093B1; WO1995032923A1; DE69508590D1; CA2191444C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biochemischen Reinigung eines Verunreinigungen enthaltenden flüssigen Mediums, wobei das Verfahren und die Vorrichtung dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 9 entsprechen.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind aus FR-A-2 583 406 bekannt. FR-A-2 583 406 beschreibt ein Reaktionsgefäß, das mit einem Bett aus einem körnigen Material gefüllt ist. Ein senkrechtes Rohr ist in diesem Bett aus körnigem Material angeordnet. Das obere Ende des Rohrs steht über dem Bett aus dem körnigen Material vor und das untere Ende öffnet sich in dieses Bett aus körnigem Material. Gemäß FR-A- 2 583 406 ist eine Injektionsdüse für Luft oberhalb des unteren Endes des senkrechten Rohrs Vorgesehen. Durch diese Injektionsdüse wird Luft in das Rohr eingeblasen. Aufgrund des Anstiegs der Luft im Rohr wird körniges Material durch das offene untere Rohrende in das Rohr eingesaugt und mit der Luft zum oberen Rohrende hin mitgenommen. Am oberen Rohrende wird das körnige Material ausgetragen und über der Oberseite des Betts aus körnigem Material verteilt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren bzw. eine verbesserte Vorrichtung des vorerwähnten Typs bereitzustellen. Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung mit einer verbesserten Zufuhr von Filtermaterial in das Rohr bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem man ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. gemäß Anspruch 9 bereitstellt. Erfindungsgemäß wird eine Kammer, die sich an der Unterseite öffnet, um das untere Ende des senkrechten Rohrs herum gebildet. Die Einspritzdüse wird unter dem unteren Ende des Rohrs angeordnet und im wesentlichen in senkrechter Richtung nach oben ausgerichtet. Dadurch wird erreicht, daß Luft in das Rohr sowie in die Kammer geblasen wird, wobei die letztgenannte Luft ein Aufwirbeln und Zurückfallen von körnigem Material bewirkt, so daß das Bodenmaterial um das Bodenende des Rohrs herum in Bewegung gesetzt wird. Dies wirkt der Möglichkeit entgegen, daß sich ein Zwischenraum ohne Filtermaterial unterhalb des Bodenendes des Rohrs ausbildet.
Auf dem körnigen Material bildet sich eine Schicht, im allgemeinen eine schmierige Schicht, die Bakterien und/oder Mikroorganismen enthält, die die Verunreinigungen absorbieren und/oder umwandeln, wobei sie in diesem Verfahren das flüssige Medium erneut chemisch reinigen. Überraschenderweise wird die Reinigungswirkung der Bakterien und/oder Mikroorganismen offensichtlich erheblich unterstützt, wenn das körnige Material in Bewegung gesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird die Reinigungswirkung weiter stimuliert, indem man für diese Bewegungsausübung ein geeignetes Gas verwendet. Bei einem derartigen geeigneten Gas kann es sich in zahlreichen Fällen um Luft handeln. Der Verschlammung des Bettes wirkt man entgegen, indem man das körnige Filtermaterial im Kreislauf führt.
Erfindungsgemäß kann es zur weiteren Verbesserung der Reinigungswirkung vorteilhaft sein, wenn Mikroorganismen und/oder ein Aktivator für Mikroorganismen dem Behälter zugeführt werden. Man kann auch Mikroorganismen einsetzen, die bereits im Medium und/oder auf dem Filtermaterial vorhanden sind. Ferner können bekannte Reinigungsmittel, beispielsweise wäßrige Systeme, sowie Nährstoffe für die Mikroorganismen zugesetzt werden, wie es dem Fachmann allgemein bekannt ist. Anstelle oder zusätzlich zur Zugabe von Mikroorganismen können Bakterien und/oder ein Aktivator für Bakterien zugeführt werden.
Erfindungsgemäß kann die Trägerfunktion des Filtermaterials für Mikroorganismen und/oder Bakterien erheblich verbessert werden, wenn das Filtermaterial poröse Granalien enthält, in dem sich die Mikroorganismen und/oder Bakterien aufhalten können. Je poröser die Granalien sind, desto größer ist die Kontaktoberfläche des zu reinigenden Mediums mit den Bakterien und/oder Mikroorganismen.
Es können sämtliche bekannte Filtermaterialien für biologische Filter, insbesondere poröse Granalien, verwendet werden. Diese Materialien können gegebenenfalls vor der Verwendung zu Granalien mit der gewünschten Größe geformt werden. Es können auch Filtermaterialien und Reinigungsmittel, die auf körnigen Trägermaterialien vorliegen, verwendet werden.
Als Aktivator kann ein BWC-Aktivator (Bio Water Clean), wie der damit verwandte BRC-Aktivator (Bio Reactor Clean), verwendet werden.
Eine typische Zusammensetzung für Bio Water Clean ist nachstehend angegeben:
Trockenbestandteile: 95 g/l
Feuchtigkeitsgehalt: 905 g/l
organische Bestandteile: 50 g/l
anorganische Bestandteile: 45 g/l

Organische Bestandteile

Protein: 7%
Kohlenhydrate: 45%
Alginsäure: 24,5%
Mannit: 3,7%
verschiedene Bestandteile: 16,8%

Wachstumsstimulierende Mittel

Adenin (Dytokinin): 0,02%
IAA: 0,03%
ABA: 0,01%

Anorganische Bestandteile (Asche)

essentielle Bestandteile: essentielle Spurenelemente (Makronährstoffe) (Mikronährstoffe)
Gesamtstickstoffgehalt (N) 1,5%
Phosphor (P) 0,05%
Kalium (K) 2,5%
Calcium (Ca) 1, 2%
Schwefel (S) 3,7%
Kupfer (Cu) 5 ppm
Eisen (Fe) 1200 ppm
Mangan (Mn) 12 ppm
Zink (Zn) 100 ppm
Bor (B) 80 ppm
Molybdän (Mo) 1 ppm
Die normalerweise auftretenden Elemente umfassen ferner folgende Bestandteile: Aluminium, Antimon, Barium, Brom, Cadmium, Chlor, Chrom, Kobalt, Fluor, Iod, Blei, Quecksilber, Nickel, Selen, Silicium, Natrium, Strontium, Zinn, Wolfram und Vanadium.
Bei Verwendung von Bio Water Clean zusammen mit dem anmeldungsgemäßen Filter werden die folgenden Vorteile erzielt, wenn das Filtrationswasser zur Bewässerung von Pflanzen in ein Gewächshaus zurückgeführt wird:
- Verbesserung von Geschmack, Haltbarkeit und Qualität der Pflanzen und/oder gezüchteten Produkte;
- bessere Absorption von Metallionen, wie Na&spplus;, K&spplus; und Mg&spplus;&spplus;, durch die
Pflanzen.
Dies macht es beispielsweise möglich, Leitungswasser und/oder abgestandenes Wasser bei der Bewässerung von Gewächshäusern zu verwenden, ohne daß es zur unerwünschten Anreicherung von Salzen im Kreislaufsystem, beispielsweise in den Matten, auf denen die Pflanzen gezüchtet werden, kommt.
Erfindungsgemäß ist es insbesondere von Vorteil, wenn das Filtermaterial recht große, vorzugsweise poröse Granalien und recht kleine Granalien umfaßt. Die recht kleinen Granalien sind dann dazu befähigt, die Lücken zwischen den recht großen Granalien zu füllen, so daß der Kontakt zwischen den Granalien und dem Filtermaterial verbessert wird.
Erfindungsgemäß umfaßt ein sehr gut geeignetes Filtermaterial ein Gemisch aus Lava und Sand. Ein derartiges Gemisch besteht vorzugsweise aus 28 bis 38% Sand und 61 bis 71% Lava. Als Sand kann beispielsweise sogenannter Filtersand verwendet werden.
Sand mit einer Korngröße von 0,3 bis 1,2 mm und vorzugsweise von 0,5 bis 1 mm und Lava mit einer Korngröße von 2 bis 10 mm und vorzugsweise von 4 bis 8 mm führen offensichtlich zu sehr guten Ergebnissen, insbesondere wenn diese Korngrößen in Kombination miteinander verwendet werden. Sand und Lava mit derartigen Korngrößen lassen sich leicht in Bewegung setzen und bilden gute Träger für Mikroorganismen und Bakterien mit einer ausreichend großen Gesamtkontaktoberfläche. Unter diesen Umständen werden die Zwischenräume zwischen den recht großen Lavakörnern durch die recht kleinen Sandkörner gefüllt, was dazu führt, daß der Kontakt des zu reinigenden Mediums mit den Lavakörnern und daher mit den Bakterien und/oder Mikroorganismen, die sich auf diesen Körnern und/oder in diesen Körnern befinden, verbessert wird.
Erfindungsgemäß wird eine sehr gute Reinigungswirkung erzielt, wenn ein verunreinigtes flüssiges Medium auf der Oberseite des Filtermaterials zugeführt wird, gereinigtes flüssiges Medium auf der Unterseite des Filtermaterials entfernt wird und das Filtermaterial durch Injizieren eines Gases, wie Luft, in das Filtermaterial in einer im wesentlichen senkrechten Richtung nach oben in Bewegung gehalten wird. Unter diesen Umständen wird das verunreinigte flüssige Medium zwangsweise von oben nach unten durch das Filtermaterial geführt, wobei das Filtermaterial selbst in Bewegung gesetzt wird, indem man den Auftrieb der Gasblasen ausnützt, mit dem Ergebnis, daß es im Bett zu einer Zirkulation des Filtermaterials kommt.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahren wird flüssiges Medium ebenfalls zwangsweise durch das injizierte Gas zusammen mit dem Filtermaterial nach oben geführt. In diesem Fall wird die Reinigungswirkung verbessert, da das zu reinigende flüssige Medium ebenfalls durch den Behälter im Kreislauf geführt wird. Die Rezirkulation des zu reinigenden flüssigen Mediums und des Filtermaterials findet erfindungsgemäß in sehr vorteilhafter Weise statt, da das Gas am unteren Ende eines Rohrs, das in im wesentlichen senkrechter Richtung in dem das Filtermaterial enthaltenden Bett angeordnet ist und über dieses vorsteht, injiziert wird. Aufgrund der Tatsache, daß man dafür sorgt, daß auf diese Weise zu reinigendes flüssiges Medium, Filtermaterial und Gas durch das Rohr zirkulieren, wird das zu reinigende flüssige Medium in innigen Kontakt mit Bakterien und Mikroorganismen, für die die Granalien Träger darstellen, gebracht, wobei die Bakterien und Mikroorganismen ihrerseits zusätzlich durch das injizierte Gas, beispielsweise durch Bereitstellung von Sauerstoff, aktiviert werden können.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung nach Anspruch 9 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine derartige Vorrichtung umfaßt einen Behälter mit einer Zufuhreinrichtung für verunreinigtes flüssiges Medium, einer Entfernungseinrichtung für gereinigtes flüssiges Medium und einer Einrichtung, mit der im Behälter bereitzustellendes körniges Filtermaterial in Bewegung gesetzt werden kann. Vorzugsweise wird im Behälter ein Filtermaterial mit einer Korngröße von weniger als 20 mm bereitgestellt. Granalien mit einer derartigen Größe, z. B. poröse Lavagranalien, lassen sich leicht in Bewegung setzen, bilden einen guten Träger für Mikroorganismen und Bakterien und erzeugen eine günstige Kontaktfläche zwischen den Mikroorganismen und/oder Bakterien einerseits und dem zu reinigenden flüssigen Medium andererseits.
Die Einrichtung zur Entfernung des gereinigten flüssigen Mediums umfaßt vorteilhafterweise ein Ablaufrohr oder ein System von Ablaufrohren, die am Boden des Behälters vorgesehen sind. Derartige Ablaufrohre sind allgemein bekannt und können beispielsweise am Boden des Behälters vorgesehen werden. Sie können gereinigtes flüssiges Medium entfernen, ohne daß körniges Filtermaterial mitgerissen wird.
Die Einrichtung, mit der das körnige Filtermaterial in Bewegung gesetzt wird, umfaßt vorzugsweise mindestens eine Düse zum Injizieren eines Gases, wobei die Düse in einer solchen Höhe im Behälter vorgesehen ist, daß sie sich in dem Bett befindet, das das im Behälter vorzusehende Filtermaterial enthält. In diesem Zusammenhang ist die Düse vorzugsweise so angeordnet, daß der zu injizierende Gasstrom im wesentlichen nach oben gerichtet ist.
Beim Medium kann es sich um eine beliebige Flüssigkeit mit einem Gehalt an Verunreinigungen handeln, wie wäßrige Ablauf- und Zulaufströme von Herstellungsverfahren, gewerblichen Gärtnereien, landwirtschaftlichen Betrieben und dergl. Weitere Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung sind für den Fachmann klar ersichtlich.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Beispiel einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems, in das eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung eingebaut ist;
Fig. 2 eine Anlage zum Absetzen des in Bewegung befindlichen Filtermaterials;
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung für die biochemische Reinigung einer Flüssigkeit; und
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung von Fig. 3.
Fig. 1 zeigt ein Reinigungssystem für Flüssigkeiten, das drei Behälter 1, 2 und 3 aufweist. Beim Behälter 1 handelt es sich um ein Reaktionsgefäß, in dem die biochemische Reinigung der Flüssigkeit stattfindet. Der Behälter 2 ist ein Zufuhrpufferbehälter, der zu reinigende Flüssigkeit enthält, und der Behälter 3 ein Entnahmepufferbehälter, der gereinigte Flüssigkeit enthält. Es ist ersichtlich, daß der Zufuhrpufferbehälter 2 und der Entnahmepufferbehälter 3 jeweils mit Zufuhrrohren und Ablaufrohren, die nicht abgebildet sind, verbunden sein können. Die zu reinigende Flüssigkeit wird aus dem Zufuhrpufferbehälter 2 mit Hilfe einer Pumpenvorrichtung 4 über ein Rohr 5 dem Reaktionsgefäß 1 zugeführt, wobei das Rohr 5 sich in das Reaktionsgefäß 1 an der Oberseite entleert. Der Zufuhrpufferbehälter 2 ist ferner mit einem Überlaufrohr 6 versehen, durch das verunreinigte Flüssigkeit 7 entfernt werden kann, wenn der Zufuhrpufferbehälter 2 zu voll wird.
Mikroorganismen, Bakterien oder Aktivatoren für Mikroorganismen und/oder Bakterien können dem Reaktionsgefäß 1 mittels einer mit dem Zufuhrrohr 5 verbundenen Verteilungsanlage 8 zugeführt werden.
Ein Ablauf 15 für nachstehend zu beschreibende Reinigungszwecke ist mit dem Reaktionsgefäß 1 verbunden, wobei dieses Ablaufrohr 15 eine Entleerung in einen Sammeltank 19 vornimmt. Eine Luftinjektionsvorrichtung 10 ist über einen Verteiler 11, der zwei Zufuhrrohre 13 und 14 für Luft aufweist, angeschlossen, wobei mittels dieser Rohre Luft in das Reaktionsgefäß 1 injiziert werden kann, um das Filtermaterial 12 in Bewegung zu setzen. Das Reaktionsgefäß 1 ist ferner mit einem Niveauschalter 18 versehen, der ein Signal ausgibt, wenn das Niveau der Flüssigkeit 27 im Reaktionsgefäß 1 eine bestimmte Höhe erreicht.
Je nach der Einstellung der Absperrhähne 55, 56, 57 und 58 wird Flüssigkeit aus dem Reaktionsgefäß 1 über ein Rohrsystem 61 entnommen und in den Sammeltank 19 oder den Sammeltank 54 geleitet. In diesem Zusammenhang kann die Flüssigkeit in den Sammeltank 19 gebracht werden, wenn die Flüssigkeit in unzureichendem Maße gereinigt worden ist, beispielsweise wenn die Anlage in Betrieb genommen oder erneut gestartet wird. Aus dem Sammeltank 19 kann die Flüssigkeit dann über das Rohr 21 mittels einer Pumpe 20 zurück in den Zufuhrpufferbehälter 2 geleitet werden. Wenn die Flüssigkeit in ausreichendem Maße gereinigt worden ist, kann sie aus dem Reaktionsgefäß dem Sammeltank 54 zugeführt werden. Die gereinigte Flüssigkeit kann sodann mittels einer Pumpe 53 über ein Rohr 16 und ein Strömungsmeßgerät 17 aus dem Sammeltank 54 entfernt und in den Entnahmepufferbehälter 3 geleitet werden. Dabei kann es sich beim Strömungsmeßgerät 17 um ein Meßgerät zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder um ein kumulatives Meßgerät, das die Gesamtmenge der im zeitlichen Verlauf transportierten Flüssigkeit bestimmt, handeln.
Der Rohrabschnitt 62 des Rohrsystems 61 erstreckt sich im wesentlichen in horizontaler Richtung auf einem Niveau, das über der Oberseite des Bettfiltermaterials im Reaktionsgefäß 1 liegt. Dies führt dazu, daß das Flüssigkeitsniveau der im Reaktionsgefäß 1 vorhandenen Flüssigkeit immer ausreichend hoch ist, um das Bett mit Flüssigkeit zu bedecken und dieses nicht austrocknen zu lassen.
Der Entnahmepufferbehälter 3 ist mit einem Niveauschalter 22 versehen, der ein Signal ausgeben kann, wenn das Niveau der zu reinigenden Flüssigkeit einen bestimmten Wert erreicht oder diesen überschreitet.
Das Reinigungssystem kann mit Hilfe einer Steueranlage 9 reguliert werden. Zu diesem Zweck ist die Steueranlage 9 über eine Signalleitung 23 mit der Pumpe 4 im Zufuhrpufferbehälter, über eine Signalleitung 26 mit der Kompressoreinrichtung, über eine Signalleitung 24 mit dem Niveau schalter 22 im Entnahmepufferbehälter und über eine Signalleitung 25 mit dem Niveauschalter 18 im Reaktionsgefäß verbunden. Es ist ersichtlich, daß die Steueranlage 9 über weitere Signalwege, die nicht dargestellt sind, beispielsweise mit der Verteileranlage 8, dem Verteiler 11, dem Strömungsmeßgerät 17 oder mit einem oder mehreren Ventilen oder Steuerventilen, die abgeschaltet werden können, verbunden sein kann.
Die Betriebsweise des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems ist für den Fachmann klar ersichtlich. Nachstehend wird die Betriebsweise des Reaktionsgefäßes 1 ausführlicher beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine ausführliche Darstellung eines Schnittes des Reaktionsgefäßes 1.
Das Reaktionsgefäß 1 enthält ein Bett aus körnigem Filtermaterial, das aus einem Gemisch von etwa 33% Sand und 66% Lava zusammengesetzt ist. Die Korngröße des Sandes, vorzugsweise des Filtersandes, beträgt etwa 0,5 bis 1 mm. Die Korngröße des porösen Lavamaterials beträgt etwa 4 bis 8 mm. Die Sandkörner füllen somit die Zwischenräume zwischen den Lavakörnern, wodurch der Kontakt zwischen der Flüssigkeit und den Lavakörnern verbessert wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Niveau 50 der Flüssigkeit 27 höher als das Niveau 51 des Filtermaterials 12, was zum Ergebnis hat, daß das Filtermaterial nicht austrocknet.
Im Reaktionsgefäß ist eine Zirkulationsanlage vorgesehen. Diese Zirkulationsanlage umfaßt ein inneres Rohr 33 und ein äußeres Rohr 32. Das innere Rohr 33 ist mittels einer Zentriervorrichtung 35 zentral im äußeren Rohr 32 befestigt. Das äußre Rohr 32 ist seinerseits an einem Halter 30 angebracht, der beispielsweise auf der Unterseite des Reaktionsgefäßes angebracht sein kann. Am Träger 30 ist mittels eines Haltearms 34 eine Düse 31 angebracht, die mit einem Zufuhrrohr 13 für Luft verbunden ist. Diese Düse 31 befindet sich unterhalb des inneren Rohrs 33 und ist so ausgerichtet, daß das daraus ausströmende Gas im Wesentlichen in das innere Rohr 33 geblasen wird.
An der Oberseite der Zirkulationsanlage ist ein Deckel 70 vorgesehen. Dieser Deckel 70 ist mit einer Öffnung versehen, durch die das innere Rohr 33 vorsteht. Dieser Deckel 70 paßt ferner über das äußere Rohr 32. Der Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr 33 und dem äußeren Rohr 32 ist somit an der Oberseite im wesentlichen abgeschlossen. Das innere Rohr 33 ist mittels des Deckels 70 im äußeren Rohr 32 zentriert. Diese Deckelkonstruktion 70 vereinfacht in erheblicher Weise etwaige Wartungsarbeiten an der Zirkulationsanlage. Schließlich ist der Deckel 70 von der Oberseite aus zugänglich, was dazu führt, daß er entfernt werden kann. Anschließend läßt sich auch das innere Rohr 33 aus dem äußeren Rohr 32 entnehmen. Die Düse 31 kann sodann inspiziert und gegebenenfalls über das äußere Rohr 32 gereinigt werden. Es ist ersichtlich, daß das Filtermaterial während dieses Vorgangs nicht aus dem Behälter entfernt werden muß, was in der Praxis einen großen Vorteil darstellt.
Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich das obere Ende des inneren Rohrs 33 oberhalb des Niveaus 51 des Filtermaterials 12 und liegt über dem oberen Ende des äußeren Rohrs 32. Das obere Ende des äußeren Rohrs 32 befindet sich gemäß Fig. 2 in etwa auf der gleichen Höhe wie das Niveau 51 des Filtermaterials 12, was dazu führt, daß der Deckel 70 leicht zugänglich bleibt. Das obere Ende des äußeren Rohrs 32 kann jedoch auch höher als das Niveau 51 des Filtermaterials 12 sein.
Ein Strom von Filtermaterial, Luft und Flüssigkeit, der durch die Pfeile angedeutet ist, entsteht als Folge der in das innere Rohr 33 durch die Düse 31 an der Injektionsstelle injizierten Luft. Aufgrund der Wirkung der injizierten Luft werden Flüssigkeit und Filtermaterial am unteren Ende der Zirkulationsanlage abgezogen und nach oben durch das innere Rohr transportiert. Da das innere Rohr 33 über das Filterbett vorsteht, verteilt sich das nach oben geführte Filtermaterial gemäß der Darstellung über das Bett. Die am unteren Ende der Zirkulationsanlage abgezogene Flüssigkeit hat bereits das Bett durchlaufen und ist dadurch bereits in gewissem Umfang gereinigt. Da die Flüssigkeit erneut nach oben geführt wird, muß sie erneut das Bett durchlaufen, was der Reinigungswirkung zugute kommt.
Während des Transports durch das innere Rohr entsteht ein inniger Kontakt zwischen dem körnigen Filtermaterial, der zu reinigenden Flüssigkeit und dem injizierten Gas, beispielsweise Luft. Dieser innige Kontakt erweist sich für die Reinigung der verunreinigten Flüssigkeit als äußerst günstig. Die gereinigte Flüssigkeit wird, wie vorstehend ausgeführt, mittels Ablaufrohren, die am Boden des Reaktionsgefäßes vorgesehen sind, entnommen, mit dem Ergebnis, daß die Flüssigkeit vollständig von oben nach unten durch die Schicht aus Filtermaterial 12 transportiert wird, wobei die Zirkulation durch die Zirkulationsanlage gewährleistet, daß dieser Vorgang mehrmals stattfindet.
Die Querschnittabmessungen des äußeren Rohrs 32 sind so beschaffen, daß zumindest am unteren Ende des inneren Rohrs 33 eine Kammer 71 um die ses untere Ende herum gebildet wird. In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel erstreckt sich diese Kammer 71 um das gesamte innere Rohr. Diese Kammer ist auf der Unterseite offen. In der Kammer wird mittels der durch die Düse 31 injizierten Luft ein Wirbel von Granalien aus dem Filtermaterial erzeugt, wobei das Filtermaterial aufgewirbelt wird und wieder herunterfällt. Die Luft wird somit allmählich der Aufwirbelkammer 71 sowie dem inneren Rohr zugeführt. Die Granalien, die aus der Aufwirbelkammer 71 zurückfallen, fallen auf das darunter auf dem unteren Ende der Zirkulationsanlage vorliegende Filtermaterial und setzen dieses Filtermaterial in Bewegung, mit dem Ergebnis, daß die Zufuhr von Filtermaterial zum inneren Rohr 33 dadurch verbessert wird. Dies wirkt der Möglichkeit entgegen, daß ein Zwischenraum ohne Filtermaterial sich unter dem unteren Ende der Zirkulationsanlage bildet.
Um der Ansammlung von Luft in der Aufwirbelkammer entgegenzuwirken, sind Entlüftungsöffnungen, die nicht abgebildet sind, vorgesehen. Diese Entlüftungsöffnungen können beispielsweise auf der Oberseite der Zirkulationsanlage in der Wand des inneren Rohrs 33 vorgesehen sein, mit dem Ergebnis, daß an dieser Stelle eine Verbindung zwischen der Aufwirbelkammer und dem Innern des inneren Rohrs entsteht.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Aufsicht bzw. einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, ist das Entnahmerohr 16 für gereinigte Flüssigkeit mit einem Ablaufsystem 36 verbunden, das spiralförmig am Boden des Reaktionsgefäßes vorgesehen ist. Ferner ist aus diesen Figuren ersichtlich, daß das Rohr 14 zur Zufuhr eines Gases, wie Luft, sich in ein Rohrsystem 37, das ebenfalls spiralförmig am Boden des Reaktionsgefäßes vorgesehen ist, entlädt. Dieses Rohrsystem, beispielsweise ein perforiertes Rohr, ist mit einer Mehrzahl von Düsen versehen, um die Injektion von zusätzlichem Gas in das Filtermaterial zu ermöglichen. Dieses zusätzliche Gas kann dazu herangezogen werden, das Filtermaterial zusätzlich in Bewegung zu setzen, und zwar gleichzeitig mit der mittels der Zirkulationsanlage herbeigeführten Bewegung. Jedoch kann das Rohrsystem 37 auch dazu verwendet werden, das Filtermaterial zu festgesetzten Zeitpunkten sehr heftig in Bewegung zu setzen, so daß im Filtermaterial vorhandener Schmutz nach unten geblasen wird und über die Trichter 38, die mit dem Entnahmerohr 15 verbunden sind, entfernt werden kann. In diesem Fall wird das im Reaktionsgefäß vorhandene Filtermaterial zu festgesetzten Zeitpunkten selbst einer Reinigungsbehandlung unterworfen.
Aus den Figg. 3 und 4 ist ferner ersichtlich, daß im Reaktionsgefäß eine Mehrzahl von Zirkulationsanlagen und insbesondere vier Zirkulationsanlagen vorgesehen ist. Es ist jedoch ersichtlich, daß je nach der Größe des Reaktionsgefäßes eine größere oder kleinere Anzahl an Zirkulationsanlagen vorgesehen sein kann. Diese Zirkulationsanlagen sind vorzugsweise in einem regelmäßigen Muster vorgesehen. Somit können die Zirkulationsanlagen in regelmäßigen Winkelabständen über einen Kreis verteilt sein, wie es in Fig. 3 der Fall ist. Jedoch kann eine Mehrzahl von derartigen Kreisen mit einem Gehalt an Zirkulationsanlagen im Reaktionsgefäß vorgesehen werden. Ferner kann es sehr vorteilhaft sein, eine weitere Zirkulationsanlage in der Mitte des Reaktionsgefäßes vorzusehen, was aber in Fig. 3 nicht dargestellt ist, da dies der Klarheit der Figur nicht zuträglich wäre.
Es ist ersichtlich, daß zahlreiche Varianten, die unter den Schutzumfang der Erfindung fallen, in bezug auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform der Erfindung möglich sind.
Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung können in sehr vorteilhafter Weise zur Reinigung von für Bewässerungszwecke verwendetem Wasser, das bei der Pflanzenzüchtung in Gewächshäusern anfällt, verwendet werden, wonach dieses gereinigte Wasser wieder für Bewässerungszwecke eingesetzt werden kann.
Die Anwendung des anmeldungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden, nicht beschränkenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Ablaufwasser aus einem Gewächshaus wurde mit dem anmeldungsgemäßen Filter unter Verwendung von Bio Water Clean filtriert. Die aerobe Mikroorganismenzahl und die Menge an Pilzen wurden stromaufwärts und stromabwärts vom Filter ermittelt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten. Analytisches Ergebnis der mikrobiologischen Prüfung von Ablaufwasser
Dies zeigt die deutliche biologische Reinigung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wird.

Beispiel 2

Pflanzensaftanalysen

Zur Ermittlung der Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde ein Test durchgeführt, bei dem in einem Bereich eine normale Züchtung bis zum 1. Juni 1994 durchgeführt wurde, während in einem anderen Bereich die Erfindung ab dem 1. April 1994 angewandt wurde, wobei Bio Water Clean zusammen mit der Zufuhrlösung verabreicht wurde.
Die Unterschiede zwischen den beiden Testprojekten wurden ermittelt, und zwar unter anderem auf der Basis von Analysen, die wöchentlich an Pflanzensaft, der von jungen, voll ausgewachsenen Blättern stammte, durchgeführt wurden. Nachstehend sind die wichtigsten chemischen Daten zusammengestellt. Unbehandelt bis zum 1. Juni 1994 Behandelt ab dem 1. April 1994
Die Tatsache, daß die Pflanzen an der behandelten Stelle kräftiger und gesünder waren, ergibt sich auch klar aus den analytischen Zahlen. Insbesondere ist der Ca-Gehalt gelegentlich um 40-50% höher. Dies zeigt, daß der Ca-Transport von den Wurzelköpfen zu Pflanzenteilen, der sehr häufig Schwierigkeiten bereitet, hier gut funktioniert. Es ist bekannt, daß Calcium in der Pflanze zum Aufbau von Zellwänden und Membranen verwendet wird. Bei der Züchtung von Melonen zeigt sich dies in einer robusteren Frucht mit längerer Haltbarkeit. Ferner ergeben sich folgende Vorteile:
- Vorteile bezüglich der Produktionszeit gegenüber dem vorhergehenden Jahr, trotz des trüberen Frühlings.
- Höhere Produktion, jedenfalls bezogen auf Kilogramm Mengen. Eine Produktionszunahme von mehr als 10% ist möglich.
- Das durchschnittliche Stückgewicht ist ausgeprägt höher. Die Qualitätsstufen 5 und 6 werden pro Box geerntet, mit einem durchschnittlichen Stückgewicht von 1500 bzw. 1200 g.
- Die Pflanze ist kräftiger und weniger empfindlich gegenüber Krankheiten und Belastungen, insbesondere gegenüber Pythium, Mycosphaerella und dergl., und erzeugt mehr Blätter.
- Der Zuckergehalt der Melonen ist durchschnittlich 1,5% höher (jetzt 11-12%)
- Infolge der robusteren Zellstruktur halten die Früchte länger.

Claims

1. Verfahren zur biochemischen Reinigung eines flüssigen Mediums mit einem Gehalt an Verunreinigungen, wobei das flüssige Medium durch ein in einem Behälter vorgesehenes Bett mit einem Gehalt an körnigem Filtermaterial geleitet wird, wobei das verunreinigte flüssige Medium an der Oberseite des Filtermaterials zugeführt wird, wobei das gereinigte flüssige Medium an der Unterseite des Filtermaterials entfernt wird, wobei ein Rohr im wesentlichen in senkrechter Richtung in dem Bett, das das Filtermaterial enthält, angeordnet ist und über diesem vorsteht, wobei mindestens am unteren Ende des Rohrs eine Kammer um das untere Ende des Rohrs herum vorgesehen ist, wobei die Kammer an ihrer Unterseite offen ist, wobei in der Nähe des unteren Endes des Rohrs ein Gas, wie Luft, injiziert wird, so daß als Folge der Ejektorwirkung des injizierten Gases Filtermaterial und Medium aus der Umgebung des unteren Endes des Rohrs angezogen werden, das injizierte Gas das angezogene Filtermaterial und Medium durch das Rohr nach oben führt und das nach oben geführte Filtermaterial über das Bett verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einer im wesentlichen senkrechten Richtung nach oben von einer Stelle unterhalb des unteren Endes des Rohrs so injiziert wird, daß das Gas in das Rohr eingeblasen wird, um Filtermaterial und Medium nach oben zu führen, und in die Kammer geblasen wird, so daß ein Wirbel aus Bodenmaterial, das aufgewirbelt wird und wieder zurückfällt, in der Kammer mit dem Ergebnis erzeugt wird, daß das zurückfallende Bodenmaterial das Bodenmaterial um das untere Ende des Rohrs herum in Bewegung setzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mikroorganismen und/oder ein Aktivator für Mikroorganismen dem Behälter zugeführt werden.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filtermaterial poröse Granalien enthält.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filtermaterial recht große und recht kleine Granalien umfaßt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filtermaterial ein Gemisch aus Lava und Sand umfaßt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filtermaterial 28 bis 38% Sand und 61 bis 71% Lava umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Sand eine Korngröße von 0,3 bis 1,2 mm und vorzugsweise von 0,5 bis 1 mm aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Lava eine Korngröße von 2 bis 10 mm und vorzugsweise von 4 bis 8 mm aufweist.

9. Vorrichtung zur biochemischen Reinigung eines flüssigen Mediums mit einem Gehalt an Verunreinigungen, umfassend einen Behälter (1) mit einer Zufuhreinrichtung (5) für verunreinigtes flüssiges Medium, eine Entfernungseinrichtung (61) für gereinigtes flüssiges Medium und Einrichtungen (31, 33), um das als Bett im Behälter (1) vorgesehene körnige Filtermaterial (12) in Bewegung zu setzen, wobei die Einrichtung, mit der das Filtermaterial in Bewegung gesetzt wird, ein im wesentlichen senkrechtes Rohr und mindestens eine Düse zur Injektion eines Gases umfaßt, wobei das Rohr so im Behälter angeordnet ist, daß es sich in dem im Behälter vorzusehenden Bett, das das Filtermaterial enthält, befindet, wobei das obere Ende des Rohrs höher als die Oberseite des im Behälter vorzusehenden Filterbettes liegt und wobei die Düse in der Nähe des unteren Endes des Rohrs vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine unten offene Kammer um das untere Ende des Rohrs herum gebildet wird, so daß die mindestens eine Injektionsdüse im wesentlichen nach oben gerichtet ist, um Gas in das Rohr und in die Kammer einzublasen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei ein Bett aus körnigem Filtermaterial mit einer Korngröße von vorzugsweise weniger als 20 mm im Behälter vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Filtermaterial poröse Granalien umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das körnige Filtermaterial ein Gemisch aus Lava und Sand umfaßt, das vorzugsweise 28 bis 38% Sand und 61 bis 71% Lava umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Korngröße des Sandes 0,3 bis 1,2 mm und vorzugsweise 0,5 bis 1 mm beträgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Korngröße der Lava 2 bis 10 mm und vorzugsweise 4 bis 8 mm beträgt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Entfernungseinrichtung für das gereinigte flüssige Medium ein am Boden des Behälters vorgesehenes Ablaufrohr umfaßt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Zufuhreinrichtung sich im Behälter oberhalb des im Behälter vorzusehenden Filtermaterials entlädt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei der Abschnitt des senkrechten Rohrs (33), das sich im Bett befindet, in einem Gehäuse (32) angeordnet ist und wobei ein freier Zwischenraum (71), der unten offen ist, zwischen dem Gehäuse (32) und dem senkrechten Rohr (33) vorhanden ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei der Behälter mit einer Mehrzahl von senkrechten Rohren versehen ist, die in einem regelmäßigen Muster über den Behälter verteilt sind und unten mit Düsen versehen sind.