DE3916250B4

DE3916250B4 - Mixing chamber element, mixing chamber unit with such mixing chamber elements, uses of the mixing chamber unit

Info

Publication number: DE3916250B4
Application number: DE3916250A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Luehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Luehr Wolfgang 1000 Berlin De
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2009-05-19
Also published as: DE3916250A1

Abstract

Mischkammerelement mit einem Außenring und einem Innenring, der koaxial zum Außenring angeordnet ist, und mit von dem Außenring radial nach innen gerichteten und mit dem Innenring verbundenen Stegen, dadurch gekennzeichnet, daß Außenring, Innenring und Stege (14) zur Bildung eines Außenringkanals (8), eines Innenringkanals (12) und von Radialkanälen hohl ausgeführt sind, wobei die Kanäle miteinander in Verbindung stehen, und daß mindestens ein mit dem Außenkanal in Verbindung stehender Zulauf für ein Fluid vorgesehen ist.Mixing chamber element with an outer ring and an inner ring, which is arranged coaxially with the outer ring, and with from the outer ring radially inwardly directed and connected to the inner ring Webs, characterized in that the outer ring, inner ring and webs (14) to form an outer ring channel (8), an inner ring channel (12) and hollow radial channels accomplished are, with the channels communicate with each other, and that at least one with the outer channel related feed for a fluid is provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischkammerelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Mischkammereinheit für einen Wärme- und Stoffaustausch sowie Verwendungen dieser Mischkammereinheit. Solche Mischkammereinheiten werden für den Wärme- und Stoffaustausch bzw. für den Abbau von umweltschädlichen Substanzen eingesetzt. Ins besondere eignet sich eine derartige Mischkammereinheit zur mikrobiologischen Behandlung von Abluft und Abwässern.The The invention relates to a mixing chamber element according to the preamble of the claim 1, a mixing chamber unit for a heat and mass transfer and uses of this mixing chamber unit. Such mixing chamber units are used for the heat and mass transfer or for the Removal of environmentally harmful Substances used. In particular, such is suitable Mixing chamber unit for the microbiological treatment of exhaust air and Wastewater.

Mikrobiologische Aufbereitungsverfahren gewinnen mehr und mehr an Bedeutung, sie werden zur Beseitigung giftiger Chemikalien, zur Öl- und Schmierstoffbeseitigung, aber auch zur Klärung von kommunalen Abwässern eingesetzt.Microbiological Treatment processes are gaining more and more importance, they are used to remove toxic chemicals, remove oil and lubricants, but also for clarification of municipal wastewater used.

Im Prinzip bestehen Vorrichtungen für derartige Verfahren aus in einem Behälter angeordneten Füllkörpern, die organischer oder anorganischer Natur sein können. Mikroorganismen, die beispielsweise zur Abwasseraufbereitung verwendet werden, besetzen die Oberfläche der Füllkörper und absorbieren schädliche Emissionen, Kohlenwasserstoffe, Lösungsmittel etc. Als Füllkörper werden in bekannten Absorbtionsanlagen Aktivkohle, Borsilikatgläser und auch Molekularsiebe eingesetzt. Als spezielle Trägersubstanz für Mikroorganismen ist ebenfalls Baumrinde bekannt. Organische Trägersubstanzen haben in aller Regel den Nachteil, daß eine Regeneration nicht ohne weiteres möglich ist.in the Principle exist devices for Such methods from arranged in a container packing, the organic or inorganic nature. Microorganisms that For example, be used for wastewater treatment, occupy the surface the filler and absorb harmful Emissions, hydrocarbons, solvents etc. Be as filler in known Absorbtionsanlagen activated carbon, borosilicate glasses and also Used molecular sieves. As a special carrier for microorganisms is also known as bark. Organic carriers have in all Usually the disadvantage that a Regeneration is not readily possible.

Die Füllkörper, die häufig Partikelform aufweisen, werden als Festbett in kolonnenartigen Behältern eingesetzt und von dem zu reinigenden Fluid durchströmt. Auch Gegenstromanlagen sind bekannt, bei denen eine Flüssigkeit und ein Gas im Gegenstrom in einem Festbett in Kontakt gebracht werden.The Filler body, the often Particle shape are used as a fixed bed in column-like containers and flows through the fluid to be cleaned. Also countercurrent systems are known in which a liquid and a gas in countercurrent in a fixed bed in contact become.

Es ist auch bereits bekannt, zur katalytischen Nachverbrennung von Gasen Einzelelemente in einem rohrförmigen Behälter übereinander zu stapeln, wobei die Einzelelemente einen nabenförmigen Mittelteil und sich sternförmig nach außen erstreckende Rippen bzw. Stege aufweisen. Die Oberfläche der Elemente, die aus Keramik bestehen können, ist mit dem Katalysatormetall beschichtet. Beim Durchströmen der Anordnung und der sich dabei ergebenden ständigen Durchmischung kommt der Katalysator in ausreichenden Kontakt mit den zu behandelnden Gasen. Irgendwelche Hinweise darauf, in welcher Weise die Anordnung zu modifizieren wäre, um sie für mikrobiologische Verfahren nutzbar zu machen, werden nicht gegeben (WO 86/03822 A1).It is also already known for the catalytic afterburning of Gas single elements in a tubular container to stack one above the other, wherein the individual elements a hub-shaped Midsection and star-shaped outward have extending ribs or webs. The surface of the elements, which can be made of ceramics, is coated with the catalyst metal. When flowing through the Arrangement and the resulting constant mixing comes the catalyst in sufficient contact with the gases to be treated. Any indication of how the arrangement is going would modify around her for to utilize microbiological processes are not given (WO 86/03822 A1).

Darüber hinaus ist es wünschenswert, eine Einrichtung zur Verfügung stellen zu können, die für vielseitige Ansatzmöglichkeiten in Betracht kommt. Allgemein ausgedrückt besteht ein Bedürfnis für eine Einrichtung, die überall dort zur Anwendung gelangen kann, wo auf ein Mischgut physikalisch, chemisch, elektrochemisch oder biotechnisch eingewirkt werden soll.Furthermore it is desirable a facility available to be able to for versatile possible approaches comes into consideration. Generally speaking, there is a need for a device everywhere can be applied there, where physically to a mix, should be acted chemically, electrochemically or biotechnologically.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur biologischen Abwasser- oder Abluftaufbereitung zu schaffen, die sich durch einen hohen Wirkungsgrad, hohe Flexibilität hinsichtlich der zu bearbeitenden Mengen, einfache Konstruktion und hohe Standzeiten auszeichnet. Darüber hinaus soll eine derartige Einrichtung vielseitig verwendbar sein, insbesondere für den Abbau von umweltschädigenden Substanzen geeignet sein.Of the Invention is therefore based on the object, a device for to create biological sewage or exhaust air treatment, the High efficiency, high flexibility the quantities to be processed, simple construction and long service life distinguished. Furthermore should such a device be versatile, in particular for the Degradation of polluting Be suitable substances.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Mischkammerelement mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, wobei mehrere dieser Mischkammerelemente gemäß Anspruch 22 zu einer Mischkammereinheit zusammensetzbar bzw. stapelbar sind. Erfindungsgemäß werden weiterhin gemäß den Ansprüchen 28-32 besonders günstige Verwendungen einer derartigen Mischkammereinheit angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Mischkammerelementes sowie der Mischkammereinheit sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention this Task solved by a mixing chamber element having the features of claim 1, wherein a plurality this mixing chamber elements according to claim 22 are composable or stackable to a mixing chamber unit. According to the invention furthermore according to claims 28-32 especially cheap Uses of such a mixing chamber unit specified. advantageous Further developments of the mixing chamber element according to the invention and the mixing chamber unit are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich Mischkammerelemente, insbesondere wenn sie aus Keramik bestehen, hervorragend als Träger für Mikroorganismen eignen, die in der porösen Grundstruktur des Materials ausreichende Ansatzmöglichkeiten finden. Damit wird ein Problem bisheriger Einrichtungen gelöst, bei denen die Mikroorganismen häufig in dem zu behandelnden Medium suspendiert sind und nach Ende der Behandlung als Schlamm ausgeschieden werden müssen. Hinsichtlich der Kapazität der Mischkammereinheiten wird eine hohe Flexibilität geschaffen, die Mischkammerelemente sind darüber hinaus einfach und kostengünstig herzustellen und ohne besondere Schwierigkeiten zu größeren Baugruppen zusammenzuschließen. Aufgrund der hohlen Ausgestaltung ist eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten gegeben. The Invention is based on the recognition that mixing chamber elements, especially if they are made of ceramic, excellent as a carrier for microorganisms are suitable in the porous Basic structure of the material find sufficient possibilities for This will be solved a problem of previous facilities in which the microorganisms often are suspended in the medium to be treated and after the end of Treatment must be excreted as mud. With regard to the capacity of the mixing chamber units becomes a high flexibility created, the mixing chamber elements are also simple and inexpensive to manufacture and join together without major difficulties to larger assemblies. by virtue of The hollow design is a variety of applications given.

Die erfindungsgemäße Mischkammereinheit, die aus den einzelnen Mischkammerelementen zusammengesetzt ist, ermöglicht es, sämtliche umweltschädigenden Substanzen in Wasser und Luft auto- und heterotroph über Mikroorganismen abzubauen. Es ergeben sich mit der erfindungsgemäßen Mischkammereinheit, neue, bisher nicht durchführbare Möglichkeiten, auf Stoffe einzuwirken. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Mischkammereinheit einem Verbrennungs- und Kühlungsverfahren nachgeschaltet werden, wodurch beispielsweise schädliche Abluft gereinigt werden kann. Ebenso ist die Mischkammereinheit verwendbar, um mit Hilfe von Ozon unerwünschte Mikroorganismen abzutöten, sie kann auch zur Herstellung von Sauerstoff oder Wasserstoff verwendet werden.The mixing chamber unit according to the invention, which is composed of the individual mixing chamber elements, makes it possible to decompose all environmentally harmful substances in water and air auto- and heterotrophic microorganisms. With the mixing chamber unit according to the invention, new possibilities, which have not hitherto been feasible, arise for substances to act on. at For example, the mixing chamber unit according to the invention can be followed by a combustion and cooling process, whereby, for example, harmful exhaust air can be purified. Likewise, the mixing chamber unit can be used to kill unwanted microorganisms with the aid of ozone, it can also be used for the production of oxygen or hydrogen.

Die für die jeweilige Behandlung erforderliche intensive Durchmischung und Verwirbelung des durch die Mischkammereinheit durchströmenden Mediums bzw. Fluids erfolgt durch die radial in den Strömungskanal hineinragenden bzw. ihn durchsetzenden Stege der einzelnen Mischkammerelemente. Die einzelnen Stege erstrecken sich dabei radial vom Außenringkanal nach innen und münden in den Innenringkanal. Die Formgebung der Stege kann von Baugruppe zu Baugruppe verschieden ausgebildet sein, je nach dem wie und in welcher Reihenfolge auf das Medium eingewirkt werden soll. Die Anzahl der Stege in einem Mischkammerelement hängt von der jeweiligen Verwendung ab. Die Flächen der Stege können auch als Membran ausgebildet sein, um Stoffe aufzunehmen oder abzugeben. Sie können mit Stoffen gefüllt sein, die dann mit dem Medium in Kontakt gelangen und einen gewünschten Stoffautausch herbeiführen, oder auch von Stoffen durchströmt werden. Beson ders günstig für eine intensive Vermischung ist es, die Stege in einer leichten Schräglage hinsichtlich der Ebene, die von den beiden Ringkanälen gebildet wird, in dem Mischkammerelement anzuordnen.The for the respective treatment required intensive mixing and turbulence of the medium or fluid flowing through the mixing chamber unit takes place through the radially projecting into the flow channel or him passing webs of the individual mixing chamber elements. The individual webs extend radially from the outer ring channel inside and out in the inner ring channel. The shaping of the webs can be done by assembly be designed differently to assembly, depending on how and in which order should be applied to the medium. The number the ridges in a mixing chamber element depends on the particular use from. The surfaces the webs can Also be designed as a membrane to absorb or release substances. You can filled with substances be in contact with the medium and a desired one Bring about substance exchange, or be flowed through by substances. Very cheap for one intensive mixing is to make the webs in a slight inclination in terms the plane formed by the two ring channels in the mixing chamber element to arrange.

Eine deutliche Verbreiterung der Anwendungsmöglichkeiten ergibt sich, da die einzelnen Mischkammerelemente hohl ausgebildet sind, wobei die im Inneren der Mischkammerelemente durch Trennstege gebildeten Kammern über entsprechende Zu- und Ableitungen mit externen Systemen verbunden sein können, über die Gase wie Sauerstoff, oder Nährlösungen oder Enzyme in das zu behandelnde Fluid eingebracht werden können.A Significant broadening of the applications arises because the individual mixing chamber elements are hollow, wherein the in the interior of the mixing chamber elements formed by dividers chambers on corresponding Inputs and outputs may be connected to external systems via the Gases like oxygen, or nutrient solutions or Enzymes can be introduced into the fluid to be treated.

Erfindungsgemäß sind im Inneren der Mischkammerelemente entfernbare bzw. durchbrechbare Trennwände vorgesehen, die die Kanäle von den Stegen abtrennen. Diese Trennwände bzw. Trennflächen können wie Membranen wirken, so daß zwischen den Kammern ein Stoffaustausch stattfinden kann. Durch wahlweises Durchbrechen von einzelnen oder gegebenenfalls auch allen Trennwänden können die Kanäle über die Stege miteinander verbunden werden, so daß das durchströmende Medium durch sämtliche in dem Mischkammerelement enthaltenen Kanäle strömen kann.According to the invention are in Interior of the mixing chamber elements provided removable or breakable partitions, the the channels separate from the webs. These partitions or separating surfaces can like Membranes act so that between the chambers can take place a mass transfer. By optional Break through of individual or possibly all partitions, the Channels over the Webs are connected together, so that the medium flowing through through all can flow in the mixing chamber element contained channels.

Vorteilhaft können mehrere aus einzelnen Mischkammerelementen bestehende Säulen bzw. Mischkammereinheiten in Baugruppen zusammengefaßt werden. Zur Abwasserreinigung kann das Abwasser zunächst durch einige Säulen strömen, die aus kompakten Mischkammerelementen bestehen, auf deren mit dem Fluid in Kontakt stehenden Oberflächen anaerob lebende Methanbakterien angesiedelt sind. Nach einer entsprechenden Kontaktstrecke wird das Abwasser in andere Baugruppen mit Säulen aus Elementen geleitet, die aus poröser Keramik hergestellt sind und die vom Innenraum her mit Sauerstoff versorgt werden. Dazu wird der Innenraum über einen vorzugsweise an das Mischkammerelement angebrachten Zulaufstutzen mit Sauerstoff versorgt. Der Sauerstoff tritt durch die porösen Wände der Mischkammerelemente hindurch, wobei die auf der Oberfläche vorhandenen Bakterien gleichmäßig und gezielt versorgt werden. Das durch Verwendung der Methanbakterien entstehende Methangas kann gewonnen und entsprechend weiterverarbeitet werden.Advantageous can several of individual mixing chamber elements existing columns or mixing chamber units summarized in modules become. For wastewater treatment, the wastewater can first through some columns stream, which consist of compact mixing chamber elements, on which with the Fluid in contact surfaces Anaerobic Methane bacteria are settled. After a corresponding contact distance is the wastewater is directed into other assemblies with columns of elements, made of porous Ceramics are made and those from the inside with oxygen be supplied. For this purpose, the interior via a preferably to the Supplied with mixing chamber element inlet port supplied with oxygen. Of the Oxygen passes through the porous Walls of the mixing chamber elements through which the bacteria present on the surface are uniform and targeted be supplied. The resulting from the use of methane bacteria Methane gas can be recovered and further processed accordingly.

Das Mischkammerelement kann für jeden Verwendungszweck in einer dafür erforderlichen Weise ausgebildet sein, beispielsweise kann es aus lichtdurchlässigem Material hergestellt sein, so daß ein gleichmäßiges Eindringen von Lichtenergie in das Mischkammerelement gewährleistet ist. Zur Herstellung eines solchen Mischkammerelementes kann jedes geeignete, lichtdurchlässige Material verwendet werden, beispielsweise Glas oder Acrylglas. Dadurch kann das Mischkammerelement als Leuchtkörper konstruiert werden, weshalb Energie in Form von Weißlicht für die Photosynthese eingebracht werden kann. Das Mischkammerelement ist dann geeignet, im Innenraum phototroph lebende Blaualgen aufzunehmen, die sich von Phosphaten ernähren und später "geerntet" und zu Proteinen aufbereitet werden können. Dadurch können phosphathaltige Abwässer bzw. Mischgüter problemlos aufbereitet werden.The Mixing chamber element can for designed each purpose in a necessary manner For example, it can be made of translucent material be so that one uniform penetration is ensured by light energy in the mixing chamber element. For the production Such a mixing chamber element may be any suitable translucent material used, for example glass or acrylic glass. This can the mixing chamber element are constructed as a luminous body, which is why Energy in the form of white light for the Photosynthesis can be introduced. The mixing chamber element is then suitable to take in the interior phototrophically living blue-green algae, who feed on phosphates and later "harvested" and become proteins can be processed. Thereby can Phosphate-containing wastewater or mixes be easily processed.

Neben der bereits oben erwähnten Keramik als geeignetes Material für ein Mischkammerelement eignen sich ebenfalls Metalle wie Eisen, Kupfer oder Edelstahl oder dergleichen. Dabei eignet sich ein Mischkammerelement aus Edelstahl insbesondere für die Bearbeitung von aggressiven Medien.Next the one already mentioned above Ceramics are suitable as a suitable material for a mixing chamber element also metals such as iron, copper or stainless steel or the like. In this case, a mixing chamber element made of stainless steel is particularly suitable for machining from aggressive media.

So kann der keramischen Grundsubstanz auch ein leitfähiger Füllstoff zugeleitet werden, und wenn an der inneren und der äußeren Oberfläche eines Mischkammerelementes jeweils eine Metallschicht deponiert wird, so läßt sich im Fall der Verwendung von Eisen und Nickel eine Anode bzw. Kathode erzeugen. Da die Wandung porös ausgebildet ist, kann man auf diese Weise eine Ionentrennung vornehmen, das keramische Material wirkt dabei als Diaphragma. Bei der Abwasser-Elektrolyse kann damit einerseits Sauerstoff und andererseits Wasserstoff gewonnen werden.So the ceramic matrix may also be a conductive filler be forwarded, and if on the inner and the outer surface of a Mischkammerelementes each a metal layer is deposited, that's how it works in the case of using iron and nickel, an anode or cathode produce. Because the wall is porous is formed, one can make an ion separation in this way, The ceramic material acts as a diaphragm. In wastewater electrolysis can thus on the one hand oxygen and on the other hand hydrogen won become.

Der modulare Aufbau der Mischkammereinheit aus den einzelnen Mischkammerelementen ermöglicht die Zusammenschaltung einzelner Säulen zu beliebig großen Baugruppen, die entweder im Parallelbetrieb oder auch im Serienbetrieb arbeiten. Die erfindungsgemäßen Mischkammerelemente bzw. die daraus zusammengesetzten Mischkammereinheiten eignen sich ganz allgemein für eine Vielzahl von Stoffaustausch- und auch Wärmeaustauschverfahren, insbesondere in der Konfiguration mit einem inneren Hohlraum, der von außen separat beschickbar ist.The modular structure of the mixing chamber unit from the individual mixing chamber elements he allows the interconnection of individual columns to any size modules that operate either in parallel operation or in series operation. The mixing chamber elements according to the invention or the mixing chamber units composed thereof are very generally suitable for a large number of mass transfer and heat exchange processes, in particular in the configuration having an inner cavity which can be charged separately from the outside.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Mischkammerelemente aus jeweils zwei identischen Hälften ausgebildet, die eine beliebige Form aufweisen können, beispielsweise rund oder quadratisch. Wenn die beiden Hälften spiegelbildlich übereinander gelegt sind, ist ein in sich geschlossenes Mischkammerelement hergestellt, welches in seinem Inneren Hohlkörper bildet, die durch die jeweiligen Ringkanäle bzw. die aus den Stegen gebildeten hohlen Radialkanäle gebildet sind. Durch diese Hohlkörper kann dann das zu behandelnde Mischgut fließen.In a preferred embodiment are the mixing chamber elements according to the invention from two identical halves formed, which may have any shape, such as round or square. If the two halves mirrored one above the other are laid, a self-contained mixing chamber element is produced, which in its interior hollow body forms, through the respective annular channels or formed from the webs hollow radial channels are formed. Through these hollow bodies can then flow to be treated mix.

Neben dem Außenringkanal, mit dem die Stege verbunden sind, kann noch ein weiterer, zweiter Außenringkanal vorgesehen sein, der das Mischkammerelement als äußerster Kanal umgibt. Dieser Außenringkanal kann in Form eines Quadrates ausgebildet sein. Zwischen den beiden Außenringkanälen weist das erfindungsgemäße Mischkammerelement vorzugsweise mindestens eine Aussparung auf. Wenn ein äußerer, quadratisch ausgebildeter, zweiter Außenringkanal vorhanden ist, sind vier Aussparungen vorgesehen, die jeweils in der Nähe der Ecken des zweiten Außenringkanals ausgebildet sind. Diese Aussparungen dienen dazu, daß Axialkanäle gebildet werden, wenn diese Mischkammerelemente zu der Mischkammereinheit übereinander gestapelt werden. Durch diese Axialkanäle kann das durchströmende Medium in die jeweiligen Mischkammerelemente gelangen.Next the outer ring channel, with which the webs are connected, can still another, second Outer ring channel be provided, which surrounds the mixing chamber element as the outermost channel. This outer ring channel can be designed in the form of a square. Between the two Outer ring channels facing the mixing chamber element according to the invention preferably at least one recess. If an outer, square trained, second outer ring channel is present, four recesses are provided, each in nearby the corners of the second outer ring channel are formed. These recesses serve to form axial channels when these mixing chamber elements are superimposed to the mixing chamber unit be stacked. Through these axial channels, the flowing medium get into the respective mixing chamber elements.

Wenn derartige Aussparungen vorhanden sind, die bei der Mischkammereinheit Axialkanäle ergeben, müssen die Mischkammerelemente nicht unbedingt einen radialen Zulauf- und Ablauf-Stutzen aufwei sen, da deren Funktion durch die Axialkanäle übernommen wird. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, daß derartige Mischkammereinheiten ein gemeinsames Zulaufrohr bzw. ein gemeinsames Ablaufrohr aufweisen.If Such recesses are present in the mixing chamber unit axial channels have to surrender the mixing chamber elements not necessarily a radial inlet and Drain spouts, as their function is taken over by the axial channels becomes. Likewise, it is not absolutely necessary that such Mischkammereinheiten a common inlet pipe or a common Have drain pipe.

Wenn die erfindungsgemäßen Mischkammerelemente aus jeweils zwei identischen und zueinander spiegelbildlichen Hälften zusammengesetzt sind, kann in diesen Mischkammerelementen der Durchfluß so gesteuert werden, daß er nur durch ganz bestimmte Kanäle erfolgt. Dies geschieht vorzugsweise durch geeignete Umlenkungseinrichtungen, die in den jeweiligen hohlen Kanälen angeordnet sind. Derartige Umlenkungseinrichtungen bzw. Barrieren für Strömungsmedium bewirken, daß das durchströmende Medium nur durch bestimmte, nicht durch Barrieren versperrte Kanäle hindurchströmen kann. Dadurch, daß das Mischkammerelement aus in sich geschlossenen hohlen Kanälen besteht, wird ein Eindringen von Medium in unerwünschte Kanäle wirksam verhindert.If the mixing chamber elements according to the invention are each composed of two identical and mutually mirror-image halves, can be controlled in these mixing chamber elements of the flow so that he only through very specific channels he follows. This is preferably done by suitable deflection devices, in the respective hollow channels are arranged. Such deflection devices or barriers for flow medium cause the flowing medium only through certain, not blocked by barriers channels can flow. Because that Mixing chamber element consists of self-contained hollow channels, the penetration of medium into unwanted channels is effectively prevented.

Vorzugsweise weist jedes Mischkammerelement noch Bohrungen auf, die in der Nähe der Aussparungen angeordnet sind. Es ist besonders bevorzugt, in der Nähe einer jeder Aussparung zwei Bohrungen anzubringen. Diese Bohrungen dienen bei einem fertigen Mischkammerelement aus zwei identischen Mischkammerhälften entweder als Aufnahme für Halterungen oder gegebenenfalls auch als Kabeldurchführung für Meß- und/oder Versorgungsleitungen.Preferably each mixing chamber element still has holes that are close to the recesses are arranged. It is especially preferred to be near one each hole to attach two holes. These holes are used in a finished mixing chamber element from two identical mixing chamber halves either as a recording for Mounts or possibly also as a cable gland for measuring and / or Supply lines.

Das Mischkammerelement kann in seiner Mitte ebenfalls eine weitere Bohrung aufweisen, die bei der aus den Mischkammerelementen zusammenge setzten Mischkammereinheit entweder als axialer Strömungskanal dienen kann oder auch eine Halterung für die Mischkammereinheit aufnehmen kann. Die einzelnen Mischkammerelemente, insbesondere deren Außenringkanäle, können mit Ausnehmungen bzw. dazu komplementären Erhebungen ausgestattet sein, die ein formschlüssiges Aufeinanderstapeln der Mischkammerelemente ermöglichen. Darüber hinaus können zwischen den einzelnen Mischkammerelementen zusätzlich noch Dichtungen vorgesehen sein, um eine möglichst perfekte Abdichtung zu erzielen.The Mixing chamber element may also have another hole in its center have, which together in the set from the mixing chamber elements Mixing chamber unit can serve either as an axial flow channel or also a holder for can accommodate the mixing chamber unit. The individual mixing chamber elements, in particular their outer ring channels, can with Recesses or complementary surveys equipped be that a form-fitting Allow stacking of the mixing chamber elements. Furthermore can seals are additionally provided between the individual mixing chamber elements, one as possible to achieve perfect sealing.

Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:following are embodiments the invention with reference to the attached Drawings for example described. In the drawings shows:

1 eine Draufsicht auf ein Mischkammerelement; 1 a plan view of a mixing chamber element;

2 eine Draufsicht auf mehrere, übereinander gestapelte Mischkammerelemente gemäß 1; 2 a plan view of a plurality of stacked mixing chamber elements according to 1 ;

3 eine Draufsicht auf ein Mischkammerelement mit hohlem Innenraum; 3 a plan view of a mixing chamber element with a hollow interior;

4 eine Draufsicht auf ein Mischkammerelement mit hohlem Innenraum, der über Löcher in der Wandung mit dem Außenraum in Verbindung steht; 4 a plan view of a mixing chamber element with a hollow interior, which communicates through holes in the wall with the outside space;

5 eine Hälfte eines Mischkammerelements gemäß einer weiteren Ausführungsform; 5 one half of a mixing chamber element according to another embodiment;

6 ein Mischkammerelement mit einer oberen und einer unteren Hälfte gemäß 5, die in aufgeklappter Darstellung gezeigt sind; 6 a mixing chamber element having an upper and a lower half according to 5 , which are shown in unfolded representation;

7 eine Mischkammereinheit, die aus einer Vielzahl von Mischkammerelementen gemäß 6 zusammengesetzt ist; 7 a mixing chamber unit consisting of a plurality of mixing chamber elements according to 6 is composed;

8 die gleiche Anordnung gemäß 7, wobei das durchströmende Medium nur durch bestimmte Kanäle fließen kann; 8th the same arrangement according to 7 , wherein the medium flowing through can only flow through certain channels;

9 eine schematische Ansicht einer Einrichtung, die aus mehreren, hintereinander geschalteten Mischkammereinheiten besteht, die aus den Mischkammerelementen zusammengesetzt sind; 9 a schematic view of a device consisting of a plurality of series-connected mixing chamber units, which are composed of the mixing chamber elements;

10 einen schematischen Querschnitt durch einen Behälter mit einem Einsatz aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Mischkammerelementen gemäß 1; 10 a schematic cross section through a container with an insert of a plurality of stacked mixing chamber elements according to 1 ;

11 eine schematische Ansicht einer Baugruppe aus mehreren hintereinander geschalteten Behältern, die jeweils eine Mischkammereinheit aus übereinander gestapelten Mischkammerelementen enthalten; 11 a schematic view of an assembly of a plurality of successively connected containers, each containing a mixing chamber unit of stacked mixing chamber elements;

12A und 12B Querschnitte durch Mischkammerelemente mit inneren Trennwänden und einem bzw. zwei Fluidkreisläufen; und 12A and 12B Cross sections through mixing chamber elements with inner partitions and one or two fluid circuits; and

13 Teile von Mischkammerelementen, die in unterschiedlicher Art abgedichtet sind. 13 Parts of mixing chamber elements that are sealed in different ways.

Das Mischkammerelement 2 in der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform besteht aus einem Außenringkanal 8, einem Innenringkanal 12, die durch speichenartig angeordnete Stege 14 miteinander verbunden sind. Die Stege 14 sind zur Vergrößerung ihrer Oberfläche mit dornenähnlichen Fortsätzen bestückt, die auch die Wirkung haben, ein an den Stegen 14 vorbeiströmendes Fluid zu verwirbeln und damit zu durchmischen. Die Stege 14 sind in der Ebene, die von den beiden Kanälen 8 und 12 gebildet wird, vorzugsweise in einer leichten Schräglage angeordnet, so daß das durchströmende Medium intensiv vermischt und verwirbelt werden kann. Darüber hinaus weisen die Stege 14 in ihrer Längsrichtung zum Innenringkanal 12 einen sich verjüngenden Querschnitt auf. Die Anzahl der Stege 14 kann größer oder auch kleiner sein als 6, je nach dem, welcher Vermischungsgrad bei dem durchströmenden Medium erwünscht ist. Dadurch, daß die Hauptflächen der Stege 14 quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, d.h. sie liegen im wesentlichen in einer radialen Ebene, wird der Strömungswiderstand erhöht.The mixing chamber element 2 in the in the 1 and 2 shown embodiment consists of an outer ring channel 8th , an inner ring channel 12 , which are arranged by spoke-like webs 14 connected to each other. The bridges 14 are equipped to increase their surface with thorn-like projections, which also have the effect, one on the webs 14 to swirl past flowing fluid and to mix with it. The bridges 14 are in the plane of the two channels 8th and 12 is formed, preferably arranged in a slight oblique position, so that the medium flowing through can be intensively mixed and swirled. In addition, the webs have 14 in its longitudinal direction to the inner ring channel 12 a tapered cross section. The number of bars 14 can be larger or smaller than 6 , depending on which degree of mixing is desired in the medium flowing through. Due to the fact that the main surfaces of the webs 14 are arranged transversely to the flow direction, ie they are substantially in a radial plane, the flow resistance is increased.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind im Inneren des Innenringkanals 12 Zapfen ausgebildet. Der Innenraum im Inneren des Innenringkanals 12 kann aber auch frei bleiben, so daß eine Montagestange oder ein Montagerohr hindurchgesteckt werden kann, auf das mehrere derartige Mischkammerelemente hintereinander aufgereiht werden.At the in 1 shown embodiment are inside the inner ring channel 12 Cones trained. The interior inside the inner ring channel 12 but can also remain free, so that a mounting rod or a mounting tube can be inserted through which several such mixing chamber elements are lined up one behind the other.

Die Außenringkanäle 8 der Mischkammerelemente können mit Ausnehmungen bzw. dazu komplementären Erhebungen ausgestattet sein, die ein formschlüssiges Aufeinanderstapeln der Mischkammerelemente ermög lichen. 2 zeigt die Draufsicht auf einen derartigen Stapel von Mischkammerelementen, die, in Umfangsrichtung fortlaufend um einen bestimmten Winkelbetrag versetzt, übereinander angeordnet sind. Die zusammengesetzten Mischkammerelemente 2 bilden einen kreisförmigen Strömungskanal, der von den Stegen 14 durchsetzt wird. Durch die Anordnung der Stege 14 wird dem Fluid, das den Einsatz durchströmt, ein gewisser Drall erteilt, jedenfalls wird es intensiv durchmischt und mit der Oberfäche der Stege 14 in Kontakt gebracht.The outer ring channels 8th the mixing chamber elements can be equipped with recesses or complementary elevations that made a form-fitting stacking of the mixing chamber elements made union. 2 shows the top view of such a stack of mixing chamber elements, which, in the circumferential direction continuously offset by a certain angle, are arranged one above the other. The composite mixing chamber elements 2 form a circular flow channel, by the webs 14 is enforced. By the arrangement of the webs 14 the fluid flowing through the insert is given a certain twist, in any case it is intensively mixed with the surface area of the webs 14 brought into contact.

Die Ausführungsform gemäß 3 zeigt ein hohles Mischkammerelement 2, dessen Innenraum durch einen radial angeordneten Zulaufstutzen 48 und Ablaufstutzen 50 beschickt bzw. entleert werden kann. Da auch der Außenringkanal 8 hohl ist, kann sich die über den Zulaufstutzen 48 einströmende Flüssigkeit über den gesamten Außenringkanal 8 verteilen und über die Stege 14 zum Innenringkanal 12 fließen.The embodiment according to 3 shows a hollow mixing chamber element 2 , whose interior through a radially arranged inlet nozzle 48 and drain neck 50 can be charged or emptied. As well as the outer ring channel 8th is hollow, which can be over the inlet nozzle 48 inflowing liquid over the entire outer raceway 8th distribute and over the footbridges 14 to the inner ring channel 12 flow.

Die in 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich lediglich dadurch von der Ausführungsform gemäß 3, daß die Außenwandungen der Stege 14 Durchlaßöffnungen bzw. Perforierungen 54 aufweisen, durch die ein in den Innenraum des Mischkammerelements eingepreßtes Medium austreten kann. Derartige Öffnungen 54 sind insbesondere dann erforderlich, wenn es sich bei dem Material der Mischkammerelemente nicht um poröse Keramik, sondern um Kunststoff, Glas, Chitin oder andere undurchlässige Stoffe handelt. Natürlich kann, falls gewünscht, der Ablaufstutzen 50 weggelas sen werden, wenn es beispielsweise nur darum geht, ein bestimmtes Gas dem Reaktionsraum über die Mischkammerelemente zuzuführen.In the 4 The embodiment shown differs only from the embodiment according to 3 in that the outer walls of the webs 14 Passage openings or perforations 54 have, through which an injected into the interior of the mixing chamber element medium can escape. Such openings 54 are particularly necessary if the material of the mixing chamber elements is not porous ceramic, but plastic, glass, chitin or other impermeable substances. Of course, if desired, the drain neck 50 weggelas sen, for example, if it comes only to supply a specific gas to the reaction chamber via the mixing chamber elements.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischkammerelements dargestellt. In 6 sind zwei Hälften 4 und 6 eines derartigen Mischkammerelements 2 in auseinandergeklappter Form gezeigt. Das Mischkammerelement 2 weist eine quadratische Form auf und enthält den ersten Außenringkanal 8, der in der gezeigten Darstellung ebenso wie in der gemäß 1 gezeigten Ausführungsform eine runde Form aufweist, einen zweiten quadratisch gebildeten Außenringkanal 10, der den ersten Außenringkanal 8 umgibt, und den Innenringkanal 12, der innerhalb des von dem ersten Außenringkanal 8 gebildeten Innenraums gebildet ist. Wie insbesondere aus 5 zu entnehmen ist, sind die Trennwände zwischen den Kanälen 8 und 12 und den Stegen 14 jeweils durchbrochen, so daß Medium, das beispielsweise in den Außenringkanal 8 gelangt, über die Stege 14 zum Innenringkanal 12 geleitet wird.In 5 a further embodiment of a mixing chamber element according to the invention is shown. In 6 are two halves 4 and 6 such a mixing chamber element 2 shown in unfolded form. The mixing chamber element 2 has a square shape and contains the first outer ring channel 8th in the illustration shown as well as in the 1 shown embodiment has a round shape, a second square formed outer ring channel 10 , which is the first outer ring channel 8th surrounds, and the In nenringkanal 12 which is inside of the first outer raceway 8th formed interior is formed. As in particular from 5 it can be seen, are the partitions between the channels 8th and 12 and the jetties 14 each pierced, so that medium, for example, in the outer ring channel 8th passes over the bridges 14 to the inner ring channel 12 is directed.

Außerhalb des ersten Außenringkanals 8 weist die Hälfte 6 des Mischkammerelements 2 Aussparungen 16, 18, 20 und 22 auf, die in der Ebene ausgebildet sind, die von dem ersten und dem zweiten Außenringkanal 8 und 10 gebildet ist. Diese Aussparungen 16, 18, 20 und 22 sind jeweils in den Ecken angeordnet, die von dem quadratischen Außenringkanal 10 gebildet werden. Zwischen den Aussparungen 16, 18, 20 und 22 und den beiden Außenringkanälen 8 und 10 bestehen ebenfalls Trennwände 52, die wahlwei se durchbrochen werden können, so daß je nach Wunsch eine Verbindung zu den jeweiligen Kanälen entstehen kann.Outside the first outer ring channel 8th has half 6 the mixing chamber element 2 recesses 16 . 18 . 20 and 22 formed in the plane formed by the first and second outer ring channels 8th and 10 is formed. These recesses 16 . 18 . 20 and 22 are each arranged in the corners of the square outer ring channel 10 be formed. Between the recesses 16 . 18 . 20 and 22 and the two outer raceways 8th and 10 There are also partition walls 52 which can optionally be broken so that, as desired, a connection to the respective channels can be made.

In den 5 und 6 sind weiterhin noch Bohrungen 24 dargestellt, von denen jeweils zwei Bohrungen 24 jeweils eine der Aussparungen 16, 18, 20 und 22 umgeben.In the 5 and 6 are still drilling 24 shown, of which two holes each 24 each one of the recesses 16 . 18 . 20 and 22 surround.

Bei dieser Ausführungsform umgibt der Innenringkanal 12 kreisförmig eine zentrale Bohrung 26, die im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführungsform keine Zapfen aufweist.In this embodiment, the inner raceway surrounds 12 circular a central hole 26 that in contrast to the in 1 shown embodiment has no pin.

Gemäß 6 werden zwei Hälften 4 und 6, die identisch ausgebildet sind, spiegelbildlich übereinander gelegt, so daß diese beiden Hälften 4 und 6 die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischkammerelements 2 bilden. Diese beiden Hälften 4 und 6 sind dabei so ausgebildet, daß sie, wenn sie übereinander gelegt sind, eine dichte Verbindung bilden, so daß in sich geschlossene, dichte Ringkanäle 8, 10 und 12 gebildet werden. Die Stege 14 bilden ebenfalls geschlossene, hohle Radialkanäle.According to 6 be two halves 4 and 6 , which are identical, superimposed superimposed, so that these two halves 4 and 6 the preferred embodiment of the mixing chamber element according to the invention 2 form. These two halves 4 and 6 are designed so that they, when they are placed one above the other, form a tight connection, so that self-contained, dense ring channels 8th . 10 and 12 be formed. The bridges 14 also form closed, hollow radial channels.

Die Mischkammerelemente 2 können aus Metall, Keramik oder Glas hergestellt sein. Ein aus Metall hergestelltes Mischkammerelement 2 kann zusätzlich perforiert und/oder mit einer Glasur, Kunststoff oder Kunstharz beschichtet sein. Ein Mischkammerelement 2 aus Keramik kann ebenfalls beschichtet sein. Diese Beschichtung kann beispielsweise elektrolytisch aufgebracht werden.The mixing chamber elements 2 can be made of metal, ceramic or glass. A mixing chamber element made of metal 2 may additionally be perforated and / or coated with a glaze, plastic or synthetic resin. A mixing chamber element 2 made of ceramic can also be coated. This coating can be applied, for example, electrolytically.

In 7 ist eine erfindungsgemäße Mischkammereinheit 28 dargestellt, die aus einer Vielzahl von Mischkammerelementen 2 besteht, die übereinander gestapelt sind. Durch eine derartige Anordnung sind die Aussparungen 16, 18, 20 und 22 fluchtend übereinander angeordnet, so daß sie Axialkanäle 30, 32, 34 und 36 bilden. Durch diese Axialkanäle 30, 32, 34 und 36 kann ein Medium durch die gesamte Mischkammereinheit 28 geleitet werden, wobei das Medium auch in die einzelnen Mischkammerelemente 2 geleitet werden kann, wenn die entsprechenden Trennwände 52 durchbrochen sind.In 7 is a mixing chamber unit according to the invention 28 shown, which consists of a plurality of mixing chamber elements 2 exists, which are stacked on top of each other. By such an arrangement, the recesses 16 . 18 . 20 and 22 aligned one above the other so that they axial channels 30 . 32 . 34 and 36 form. Through these axial channels 30 . 32 . 34 and 36 can a medium through the entire mixing chamber unit 28 be directed, wherein the medium also in the individual mixing chamber elements 2 can be routed if the appropriate partitions 52 are broken.

In 8 ist eine Mischkammereinheit 28 dargestellt, bei der durch selektives Durchbrechen von Trennwänden zwischen den einzelnen Kanälen eine bestimmte, erwünschte Strömungsrichtung für das Medium ausgewählt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel gelangt Strömungsmedium durch den Axialkanal 32 von dem obersten, ersten Mischkammerelement 2 in das zweite Mischkammerelement 2. Die Trennwand 52, die zwischen der Aussparung 18 und dem zweiten Außenringkanal 10 gebildet ist, ist an einer Längsseite des Außenringkanals 10 durchbrochen, so daß das Strömungsmedium durch den Außenringkanal 10 strömen kann. Damit das Strömungsmedium nicht durch den gesamten Außenringkanal 10 strömen kann, wurde hier neben der Aussparung 18 in dem zweiten Außenringkanal 10 eine Barriere 40 eingebracht, wodurch die Strömungsrichtung des Mediums vorgeschrieben ist. Das Strömungsmedium fließt durch den durchlässigen Teil des Außenringkanals 10, bis es an eine Stelle gelangt, die in der Nähe der Ausspa rung 22 liegt und an der die Trennwand 52 zur Aussparung 22 durchgebrochen ist. In dem Außenringkanal 10 hinter der Durchbrechung der Trennwand 52 der Aussparung 22 ist ebenfalls eine Barriere 40 angeordnet. Somit kann das Strömungsmedium nur durch den in 8 schwarz dargestellten Teil des zweiten Außenringkanals 10 und durch die Axialkanäle 32 und 36 fließen. Nach dem fünften Mischkammerelement 2, in 8 von oben gezählt, ist auf der Aussparung 18 eine Dichtung 38 angeordnet, die verhindert, daß Strömungsmedium noch weiter durch den Axialkanal 32 strömen kann. Dadurch kann das gesamte Medium nur noch durch den Axialkanal 36 nach unten in die restliche Mischkammereinheit 28 abfließen. Die Dichtung 38 ist dabei so ausgestaltet, daß die Aussparung 18 vollständig abgedeckt wird, während die beiden neben der Aussparung 18 angeordneten Bohrungen 24 zur Aufnahme von geeigneten Halterungselementen freiliegen.In 8th is a mixing chamber unit 28 in which a specific, desired flow direction for the medium is selected by selectively breaking through partitions between the individual channels. According to this embodiment, flow medium passes through the axial passage 32 from the uppermost first mixing chamber element 2 in the second mixing chamber element 2 , The partition 52 that is between the recess 18 and the second outer raceway 10 is formed, is on a longitudinal side of the outer ring channel 10 pierced so that the flow medium through the outer ring channel 10 can flow. So that the flow medium is not through the entire outer ring channel 10 could flow here was next to the recess 18 in the second outer raceway 10 a barrier 40 introduced, whereby the flow direction of the medium is prescribed. The flow medium flows through the permeable part of the outer ring channel 10 until it reaches a location close to the recess 22 lies and at the the partition wall 52 to the recess 22 has broken through. In the outer ring channel 10 behind the opening of the partition 52 the recess 22 is also a barrier 40 arranged. Thus, the flow medium can only by the in 8th black represented part of the second outer ring channel 10 and through the axial channels 32 and 36 flow. After the fifth mixing chamber element 2 , in 8th counted from above, is on the recess 18 a seal 38 arranged, which prevents flow medium even further through the axial channel 32 can flow. This allows the entire medium only through the axial channel 36 down into the rest of the mixing chamber unit 28 flow away. The seal 38 is designed so that the recess 18 is completely covered while the two next to the recess 18 arranged holes 24 to expose suitable mounting elements.

In 9 ist eine größere Anordnung dargestellt, die aus einer Reihe von hintereinander geschalteten Mischkammereinheiten 28 besteht, die jeweils die Mischkammerelemente 2 in übereinander gestapelter Anordnung aufweisen. Zwischen den einzelnen Mischkammereinheiten 28 können beispielsweise Wartungskonsolen 42 oder irgendwelche anderen erforderlichen Elemente geschaltet sein. Auf der Oberseite der in 9 dargestellten Anordnung sind verschiedene Anschlußvorrichtungen 44 und 46 vorgesehen, über die das aufzubereitende Medium durchgeleitet werden kann bzw. über die eine Verbindung mit externen Systemen hergestellt werden kann. Über die Anschlußvorrichtungen 44 kann diese Anordnung beispielsweise auch mit einer Heizleitung verbunden werden. Über diese Anschlußvorrichtungen 44 und 46 ist es möglich, auch verschiedene Nährstoffe oder andere für die jeweilige Aufbereitungsart erforderliche Stoffe in die Mischkammereinheiten 28 zu leiten, zum Beispiel Gase oder Enzyme.In 9 a larger arrangement is shown, which consists of a series of series-connected mixing chamber units 28 consists, each of the mixing chamber elements 2 have in stacked arrangement. Between the individual mixing chamber units 28 can, for example, maintenance consoles 42 or any other required elements. On top of the in 9 arrangement shown are various connection devices 44 and 46 provided through which the medium to be processed can be passed through or via a verbin can be made with external systems. About the connection devices 44 For example, this arrangement can also be connected to a heating cable. About these connection devices 44 and 46 It is also possible to introduce different nutrients or other substances required for the respective preparation into the mixing chamber units 28 to direct, for example, gases or enzymes.

Eine andere Ausführungsform der Mischkammereinheit 28 zeigt 10. Dort ist ein rohrförmiger Behälter dargestellt, in dem ein Einsatz aus mehreren, säulenartig übereinander angeordneten Mischkammerelementen 6 eingeschoben ist. Derartige Mischkammerelemente 6 können beispielsweise die in 1 dargestellte Ausgestaltung aufweisen. Im unteren Teil des Behälters ist eine Tauchpumpe angeordnet, die ein zu behandelndes Fluid zentral nach oben fördert, von wo es durch den Ringraum des Mischkammerelements wieder nach unten strömt, dabei intensiv durchmischt wird und mit den auf der Oberfläche der Mischkammerelemente angesiedelten Mikroorganismen in Kontakt kommt.Another embodiment of the mixing chamber unit 28 shows 10 , There, a tubular container is shown, in which an insert of a plurality of columnar superposed mixing chamber elements 6 is inserted. Such mixing chamber elements 6 For example, the in 1 have shown embodiment. In the lower part of the container, a submersible pump is arranged, which promotes a fluid to be treated centrally upwards, from where it flows through the annulus of the mixing chamber element back down, it is intensively mixed and comes into contact with the settled on the surface of the mixing chamber elements microorganisms ,

In 11 ist eine Baugruppe aus mehreren gemäß 10 oder ähnlich aufgebauten rohrförmigen Behältern dargestellt, die hintereinander geschaltet sind und somit eine entsprechend lange Behandlungszeit des Abwassers ermöglichen bzw. mehrere Stufen mit unterschiedlichen Kulturen von Mikroorganismen enthalten können.In 11 is an assembly of several according to 10 or similarly constructed tubular containers shown, which are connected in series and thus allow a correspondingly long treatment time of the wastewater or may contain several stages with different cultures of microorganisms.

Einen schematischen Querschnitt durch das in 3 gezeigte Mischkammerelement 2 zeigt 12A, aus der der Strömungsverlauf zu ersehen ist. Im Inneren des Mischkammerelements ist eine Trennwand 52 angeordnet, die den Innenraum in einer Mittelebene teilt. Diese Trennwand 52 ist im Bereich des Innenringkanals 12 durchbrochen, so daß ein über den Zulaufstutzen 48 einströmendes Fluid zunächst zum Innenringkanal 12 strömt, dort umgelenkt wird und über die Stege 14 wieder radial nach außen zum Ablaufstutzen 50 fließt.A schematic cross section through the in 3 shown mixing chamber element 2 shows 12A , from which the flow pattern can be seen. Inside the mixing chamber element is a partition wall 52 arranged, which divides the interior in a middle plane. This partition 52 is in the area of the inner ring channel 12 broken through, so that one over the inlet nozzle 48 inflowing fluid first to the inner ring channel 12 flows, is deflected there and over the bridges 14 again radially outward to the drain neck 50 flows.

Das in den 3 und 12A schematisch dargestellte Mischkammerelement 2 kann beispielsweise in einer aeroben Behandlungsstufe eingesetzt werden, wobei über den Innenraum Mikroorganismen Sauerstoff zugeführt werden kann. Der Sauerstoff diffundiert bzw. strömt durch die mikroporöse Keramikstruktur der Wandung des Mischkammerelements 2 und gelangt fein verteilt und gleichmäßig dosiert in den Behandlungsraum. Natürlich kann über den Innenraum des Mischkammerelements dieses auch beheizt oder gekühlt werden. Auch Enzyme oder andere Stoffe können auf diese Weise dem Behandlungsraum dosiert zugeführt werden.That in the 3 and 12A schematically shown mixing chamber element 2 For example, it can be used in an aerobic treatment stage, whereby oxygen can be supplied to microorganisms via the interior. The oxygen diffuses or flows through the microporous ceramic structure of the wall of the mixing chamber element 2 and passes finely distributed and evenly metered into the treatment room. Of course, this can also be heated or cooled via the interior of the mixing chamber element. Also enzymes or other substances can be supplied dosed in this way the treatment room.

In 12B ist der schematische Querschnitt durch ein Mischkammerelement 2 mit zwei getrennten Fluidkreisläufen gezeigt. In diesem Fall sind selbstverständlich zwei Zulaufstutzen 48 und zwei Ablaufstutzen 50 erforderlich. Die Trennwände 52 sind in diesem Fall nicht durchbrochen, sondern teilen den Innenraum des Moduls in zwei separate Kammern. Dieses Mischkammerelement eignet sich u.a. auch zum Wärmeaustausch, wobei die Wärme zwischen den beiden, das Mischkammer element durchströmenden Medien ausgetauscht wird. Da die Trennwände 52 durchlässig sind, kann auch ein gezielter Stoffaustausch zwischen den beiden Medienströmen stattfinden.In 12B is the schematic cross section through a mixing chamber element 2 shown with two separate fluid circuits. In this case, of course, two inlet nozzles 48 and two drain sockets 50 required. The partitions 52 are not broken in this case, but divide the interior of the module into two separate chambers. This mixing chamber element is also suitable, inter alia, for heat exchange, wherein the heat between the two, the mixing chamber element flowing through medium is exchanged. Because the partitions 52 permeable, a targeted mass transfer between the two media streams can take place.

Für den Fall, daß die hohlen Mischkammerelemente 2 übereinander gestapelt in Form einer Säule bzw. einer Mischkammereinheit 28 angeordnet sind, ist es vorteilhaft, wenn alle Zulaufstutzen 48 und gegebenenfalls auch Ablaufstutzen 50 in ein und derselben Winkelstellung vertikal übereinander angeordnet sind, so daß sie über ein gemeinsames vertikales Beschickungs- und Ablaufrohr versorgt bzw. entsorgt werden können.In the event that the hollow mixing chamber elements 2 stacked one above the other in the form of a column or a mixing chamber unit 28 are arranged, it is advantageous if all inlet nozzle 48 and, if necessary, drainage nozzles 50 are arranged vertically one above the other in one and the same angular position, so that they can be supplied or disposed of via a common vertical feed and drain pipe.

In 13 sind verschiedene Dichtungen für die Mischkammerelemente 2 dargestellt. In dieser Figur wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit teilweise der innere Bereich der Mischkammerelemente 2, der den ersten Außenringkanal 8, den Innenringkanal 12 und die speichenförmig angeordneten Stege 14 enthält, weggelassen. 13 zeigt verschiedene Dichtungsanordnungen, bei denen je nach Wunsch die einzelnen Aussparungen 16, 18, 20 und 22 abgedichtet werden können. Dadurch ist eine beliebige Führung der Strömungsrichtung möglich, wie es in Zusammenhang mit 8 erwähnt wurde. Die untere Abbildung in 13 zeigt eine Dichtung, die lediglich die Bohrungen 24 und die Aussparungen 16, 18, 20 und 22 freiläßt.In 13 are different seals for the mixing chamber elements 2 shown. In this figure, for reasons of clarity, the inner area of the mixing chamber elements has been partially used 2 , which is the first outer ring channel 8th , the inner ring channel 12 and the spoke-shaped webs 14 contains, omitted. 13 shows various sealing arrangements in which, as desired, the individual recesses 16 . 18 . 20 and 22 can be sealed. As a result, any guidance of the flow direction is possible, as related to 8th was mentioned. The lower picture in 13 shows a seal that only the holes 24 and the recesses 16 . 18 . 20 and 22 leaves free.

Besonders günstige Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Mischkammereinheit 28 werden anhand der nachfolgenden Beispiele aufgeführt.Particularly favorable uses of the mixing chamber unit according to the invention 28 are listed by the following examples.

Beispiel 1: Verwendung der Mischkammereinheit 28 zur biologischen AbwasserreinigungExample 1: Use of the mixing chamber unit 28 for biological wastewater treatment

Die erfindunsgemäße Mischkammereinheit 28 soll als Fermenter bzw. Reaktor wirken. Nach der bekannten mechanischen Abwasserreinigung wird das Abwasser durch die Mischkammereinheit 28 geleitet, wobei die Mischkammerelemente 2 aus Keramik hergestellt sind und sechs radial sich erstreckende Stege 14 in jedem Mischkammerelement 2 enthalten sind. Auf diesen Stegen 14 sind anaerob lebende Methanbakterien angesiedelt. Die Mischkammereinheit 28 ist mit geeigneten Materialien vollständig abgedichtet, so daß in ihr vollständig anaerobe Bedingungen hergestellt werden können.The mixing chamber unit according to the invention 28 should act as a fermenter or reactor. After the known mechanical wastewater treatment, the wastewater through the mixing chamber unit 28 passed, wherein the mixing chamber elements 2 are made of ceramic and six radially extending webs 14 in each mixing chamber element 2 are included. On these jetties 14 are anaerobically living methane bacteria settled. The mixing chamber unit 28 is completely sealed with suitable materials so that fully anaerobic conditions can be produced in it.

Nach dem Durchleiten des Abwassers durch die Mischkammereinheit 28, die mit anaerob lebenden Methanbakterien angesiedelt ist, wird das Abwasser durch eine weitere Mischkammereinheit 28 geleitet, deren Stege 14 mit aerob lebenden Bakterien versehen ist. Auch bei dieser Mischkammereinheit 28 sind die Mischkammerelemente aus Keramik hergestellt, und die Mischkammereinheit 28 ist an eine Versorgungsleitung angeschlossen, durch welche Sauerstoff in die Mischkammereinheit 28 geleitet werden kann, der durch das poröse Keramikmaterial der Mischkammerelemente dem Abwasser zugemischt wird. Somit ist auch gewährleistet, daß die Bakterien, die sich auf den Stegen 14 in den hohlen Radialkanälen befinden, gleichmäßig und gezielt mit Sauerstoff versorgt werden.After passing the waste water through the mixing chamber unit 28 , which is settled with anaerobic methane bacteria, the wastewater is passed through another mixing chamber unit 28 headed, their webs 14 is provided with aerobic bacteria. Also with this mixing chamber unit 28 the mixing chamber elements are made of ceramic, and the mixing chamber unit 28 is connected to a supply line through which oxygen into the mixing chamber unit 28 can be passed, which is admixed by the porous ceramic material of the mixing chamber elements to the wastewater. Thus it is also guaranteed that the bacteria, which are on the webs 14 located in the hollow radial channels, are supplied evenly and selectively with oxygen.

Ist es notwendig, bestimmte Temperaturen einzuhalten, können Mischkammerelemente 2 aus Metall als Heizstrecke eingebaut werden. Derartige Mischkammerelemente 2 sind dann mit zwei Anschlüssen für eine Heizungseinrichtung verbunden, die außerhalb der Mischkammereinheit 28 liegt. So ist es möglich, eine Mischkammereinheit 28 auf konstanter Temperatur beispielsweise von 37°C zu halten.If it is necessary to comply with certain temperatures, mixing chamber elements can 2 be installed from metal as heating section. Such mixing chamber elements 2 are then connected to two ports for a heating device that is outside the mixing chamber unit 28 lies. So it is possible to have a mixing chamber unit 28 Keep at a constant temperature, for example, 37 ° C.

Beispiel 2: Biologische Abwasseraufbereitung durch Mikroorganismen mit Hilfe der PhotosyntheseExample 2: Biological Wastewater treatment by microorganisms with the help of photosynthesis

Eine Abwasserreinigung ist durch Blaualgen möglich, die sich von Phosphaten ernähren und phototroph leben. Es ist notwendig, eine Mischkammereinheit herzustellen, die ein gleichmäßiges Einbringen von Lichtenergie ermöglicht. Dazu werden die einzelnen Mischkammerelemente 2 aus Glas hergestellt, wobei die beiden Hälften 4 und 6 zur Herstellung der Mischkammerelemente 2 miteinander verschmolzen werden. An den Innenringkanal 12 wird eine Anode und an den ersten Außenringkanal 8 wird eine Kathode angelegt, so daß sich nach dem Verschmelzen der beiden Glashälften das Glas von innen mit einem Leuchtstoff beschichten und anschließend mit einem Schutzgas, beispielsweise Neon, füllen läßt. Werden derartige Mischkammerelemente 2 übereinander gestapelt, so wird ein Bioreaktor geschaffen, bei dem ein gleichmäßiger Lichteintrag garantiert werden kann, so daß es mit Hilfe einer Photosynthese möglich ist, daß Blaualgen Phosphat abbauen können.Wastewater treatment is possible through blue-green algae, which feed on phosphates and live phototrophically. It is necessary to produce a mixing chamber unit which enables uniform introduction of light energy. For this purpose, the individual mixing chamber elements 2 made of glass, the two halves 4 and 6 for producing the mixing chamber elements 2 be merged with each other. To the inner ring channel 12 becomes an anode and to the first outer ring channel 8th a cathode is applied, so that after the fusion of the two halves of the glass, the glass can be coated from the inside with a phosphor and then filled with a protective gas, such as neon. Be such mixing chamber elements 2 stacked together, a bioreactor is created in which a uniform light input can be guaranteed, so that it is possible with the help of photosynthesis that blue algae can degrade phosphate.

Auf diesem Weg können entsprechend auch nitrathaltige Abwässer aufbereitet werden.On can do this way Accordingly, nitrate-containing wastewater be treated accordingly.

Beispiel 3: Verwendung der Mischkammereinheit 28 zur Abgasaufbereitung, Abbau von StickoxidenExample 3: Use of the mixing chamber unit 28 for exhaust gas treatment, reduction of nitrogen oxides

Die Mischkammereinheiten 28 eignen sich ebenfalls zur Reduktion von Stickoxiden in Rauchgasen. In diesem Fall bestehen die Mischkammerelemente 2 aus Keramik, und dem Rauchgas bzw. der Abluft wird über den Innenraum der Mischkammerelemente Harnstoff oder Amoniak zugeführt. Der Amoniak selbst kann in einer Vorstufe nach dem Haber-BoschVerfahren ebenfalls in einem erfindungsgemäßen Mischkammerelement 28 erzeugt werden. Die Mischkammerelemente 2 müssen in diesem Fall eine Katalysatorschicht aus Eisen tragen.The mixing chamber units 28 are also suitable for the reduction of nitrogen oxides in flue gases. In this case, the mixing chamber elements exist 2 made of ceramic, and the flue gas or the exhaust air is supplied via the interior of the mixing chamber elements urea or ammonia. The ammonia itself can also be used in a pre-stage according to the Haber-Bosch method in a mixing chamber element according to the invention 28 be generated. The mixing chamber elements 2 In this case, they must carry a catalyst layer of iron.

Beispiel 4: Permanente SauerstoffgewinnungExample 4: Permanent oxygen recovery

Zur Gewinnung von Sauerstoff wird ein Reaktorteil, der aus übereinander gestapelten Mischkammerelementen 2 besteht, die aus einer porösen, speziell beschichteten Keramik hergestellt sind, mit Bariumoxid gefüllt. Ein anderer, nicht mit Bariumoxid gefüllter Teil der Mischkammereinheit 28 ist aus einem doppelt beschichteten Keramikmaterial hergestellt. Die gesamte Anordnung für die Sauerstoffgewinnung enthält weiterhin noch ein Wärmeaustauscherteil, das aus Metall hergestellt ist.To obtain oxygen, a reactor part, which consists of stacked mixing chamber elements 2 made of a porous, specially coated ceramic filled with barium oxide. Another non-barium oxide filled part of the mixing chamber unit 28 is made of a double-coated ceramic material. The entire arrangement for the extraction of oxygen still contains a heat exchanger part, which is made of metal.

Zur Gewinnung von Sauerstoff mit Hilfe einer derartigen Mischkammereinheit-Anordnung ist es möglich, das Bariumoxid auf etwa 500-600°C zu erhitzen, den Reaktor mit heißer Luft zu durchspülen und einen Druck von etwa 2 bar aufzugeben. Das Bariumoxid nimmt aus der eingeblasenen Luft den Sauerstoff an, wodurch Bariumperoxid entsteht. Bei abfallendem Druck und gleichbleibender Temperatur oder durch Erhitzen auf etwa 800°C erfolgt dann der Zerfall des Bariumperoxids, wobei der angereicherte Sauerstoff frei wird und somit als technisch reiner Sauerstoff zur Verfügung steht.to Obtaining oxygen by means of such a mixing chamber unit arrangement Is it possible, the barium oxide at about 500-600 ° C. to heat, rinse the reactor with hot air and give up a pressure of about 2 bar. The barium oxide takes off the injected air to the oxygen, causing barium peroxide arises. With decreasing pressure and constant temperature or by heating to about 800 ° C Then the decomposition of the barium peroxide takes place, wherein the enriched oxygen becomes free and is thus available as technically pure oxygen.

Beispiel 5: HochtemperaturverbrennungExample 5: High temperature combustion

Durch Eindiffundieren von Sauer- und Wasserstoff oder anderen reaktionsfreudigen Stoffen können in speziell gekühlten Mischkammerelementen sehr hohe Temperaturen erzeugt werden. In derartige Einrichtungen können dann Stoffe zur Verbrennung eingemischt werden. Insbesondere im Hinblick auf den Umweltschutz sind die Verbrennung von Chemikalien, Altölen und Fetten, Kunststoffen jeglicher Art sowie Gummiwaren und kommunaler und industrieller Abfälle besonders wichtig. Derartige Verbrennungsvorgänge vollziehen sich durch nachgeschaltete Katalysestrecken, Biowäscheranlagen und eventuell Biofiltern schadstofffrei.By Diffuse oxygen and hydrogen or other reactive substances Substances can in specially cooled Mixing chamber elements are produced very high temperatures. In such Facilities can then substances are mixed for combustion. Especially in the In terms of environmental protection, the burning of chemicals, waste oils and greases, plastics of all kinds, as well as rubber goods and municipal and industrial waste particularly important. Such combustion processes take place through downstream Catalyst lines, bioscrubber plants and possibly biofilters pollutant-free.

Beispiel 6: Mikrobiologische WasserstoffgewinnungExample 6: Microbiological Hydrogen production

Purpurbakterien können organische Polysacharide umsetzen, wobei neben Kohlendioxid auch Wasserstoff entstehet. Die für diesen Prozeß notwendige Energie nehmen die heterophototroph lebenden Purpurbakterien aus dem Licht. Wie in der Abwasseraufbereitung bei den autophototroph lebenden Blaualgen beschrieben, können die gleichen Mischkammerelemente verwendet werden. Es ist lediglich eine andere Leuchtstoffbeschichtung aufzubringen, weil die Bakterien ein anderes Leuchtspektrum bevorzugen.Purple bacteria can convert organic polysaccharides, which in addition to carbon dioxide also produces hydrogen. The energy necessary for this process removes the heterophototroph-living purple bacteria from the light. As described in wastewater treatment in the autophototrophic blue-green algae, the same Mixing chamber elements are used. It is only a different phosphor coating to apply, because the bacteria prefer a different spectrum of light.

Beispiel 7: Abtöten von Mikroorganismen durch Ozon.Example 7: Killing of Microorganisms by ozone.

Werden die Mischkammerelemente mit Ozon gespült, so ist es möglich, Mikroorganismen abzutöten, die sich in den Radialkanälen befinden und für einen bestimmten Verwendungszweck der Mischkammerelemente nicht erwünscht sind.Become rinsing the mixing chamber elements with ozone, it is possible to kill microorganisms that in the radial channels located and for a certain purpose of the mixing chamber elements not he wishes are.

Es ist somit ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Mischkammereinheiten 28 sehr vielseitige Anwendungsgebiete umfassen. Es können verschiedene Mischkammereinheiten zusammengefaßt werden, wobei jede Mischkammereinheit eine andere Funktion aufweist, so daß beispielsweise Abwasser hintereinander durch verschiedene Mischkammereinheiten durchgeleitet wird, so daß es zunächst unter anaeroben Bedingungen in einer ersten Stufe aufbereitet wird, und anschließend mit Hilfe der. oben beschriebenen aeroben Abwasserreinigung weiterbehandelt wird. Schließlich kann sich hieran noch der oben beschriebene Phosphat- und/oder Nitratabbau anschließen. Somit ist es möglich geworden, den Wirkungsgrad von Abgas- und/oder Abwasserreinigung zu verbessern und den wirtschaftlichen Aufwand dafür zu reduzieren.It is thus apparent that the mixing chamber units according to the invention 28 very versatile application areas. Various mixing chamber units can be combined, each mixing chamber unit having a different function, so that, for example, wastewater is passed through successive different mixing chamber units, so that it is first processed under anaerobic conditions in a first stage, and then with the aid of. treated aerobic wastewater treatment described above. Finally, this can be followed by the above-described phosphate and / or nitrate degradation. Thus, it has become possible to improve the efficiency of exhaust gas and / or wastewater treatment and to reduce the economic effort for it.

Claims

Mixing chamber element with an outer ring and an inner ring, which is arranged coaxially to the outer ring, and with radially inwardly directed from the outer ring and connected to the inner ring webs, characterized in that the outer ring, inner ring and webs ( 14 ) to form an outer ring channel ( 8th ), an inner ring channel ( 12 ) and are made hollow by radial channels, wherein the channels communicate with each other, and that at least one communicating with the outer channel inlet is provided for a fluid.

Mixing chamber element according to claim 1, characterized in that it comprises an upper and a lower mixing chamber half ( 4 . 6 ), which are formed mirror-inverted identical and sealingly arranged one above the other.

Mixing chamber element according to claim 1 or 2, characterized in that at least one axially continuous recess ( 16 . 18 . 20 . 22 ) outside the outer raceway ( 8th ) is arranged.

Mixing chamber element according to claim 3, characterized in that the channels ( 8th ; 12 ) and the recesses ( 16 . 18 . 20 . 22 ) by removable or breakable partitions ( 52 ) from each other and from the webs ( 14 ) are separated and by selectively removing or breaking through the partitions ( 52 ) the channels ( 8th . 12 ) and the recesses ( 16 . 18 . 20 . 22 ) with each other or with the webs ( 14 ), whereby the channels ( 8th . 12 ) are selectively chargeable with a medium or with media.

Mixing chamber element according to claim 3 or 4, characterized in that four recesses ( 16 . 18 . 20 . 22 ) equidistant from each other about the outer ring channel ( 8th ) are arranged.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer ring channel ( 8th ) has any cross-sectional shape.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer ring channel ( 8th ) has axially directed formations for the positive stacking of several mixing chamber elements.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 7, characterized in that a radial inlet nozzle ( 48 ) and a radial drain neck ( 50 ) with the outer ring channel ( 8th ) are connected.

Mixing chamber element according to claim 8, characterized in that the inlet connection ( 48 ) and the drain neck ( 50 ) are offset by 180 ° from each other.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the mixing chamber element ( 2 ) has two separate chambers for two separate fluid streams.

Mixing chamber element according to claim 10, characterized in that the mixing chamber element ( 2 ) a partition extending in the median plane ( 52 ) having the mixing chamber element ( 2 ) divided into two equal chambers.

Mixing chamber element according to one of claims 3 to 11, characterized in that a second outer ring channel ( 10 ) is provided, which the recesses ( 16 . 18 . 20 . 22 ) surrounds from the outside.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 12, characterized in that the webs ( 14 ) have an unequal cross-section over their radial length.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is made a metal like iron, copper, stainless steel or ceramic or made of glass.

Mixing chamber element according to claim 14, characterized in that the mixing chamber element made of metal ( 2 ) is perforated and / or coated.

Mixing chamber element according to claim 14, characterized in that the mixing chamber element made of ceramic ( 2 ) is porous and / or coated.

Mixing chamber element according to claim 16, characterized in that that the Coating is a glaze, a plastic or a synthetic resin.

Mixing chamber element according to claim 16, characterized in that the ceramic material of the mixing chamber element ( 2 ) has an electrically conductive filler and the inner or outer surface of the mixing chamber element ( 2 ) has a galvanically applied iron or nickel layer.

Mixing chamber element according to claim 14, characterized in that the mixing chamber element made of glass ( 2 ) is designed as a luminous body.

Mixing chamber element according to one of claims 1 to 19, characterized in that it is to be provided with a disc of sealing material which is flush with the recesses ( 16 . 18 . 20 . 22 ), the ring channels ( 8th . 10 . 12 ) and / or the webs ( 14 ) has aligned openings or selectively closes.

Mixing chamber element according to one of claims 3 to 20, characterized in that in addition to the recesses ( 16 . 18 . 20 . 22 ) Drilling ( 24 ) are provided, which are usable for receiving support elements or for cable entry.

Mixing chamber unit for a heat and mass transfer, characterized by a plurality of mixing chamber elements stacked on top of each other ( 2 ) according to any one of claims 1-21, wherein the mixing chamber elements ( 2 ) define a tubular flow channel in which a fluid flowing through it is intensively fluidized and mixed.

Mixing chamber unit according to claim 22, characterized in that the outer ring channels ( 8th ) of the mixing chamber elements ( 2 ) are stackable to a column whose interior is flowed through by the medium to be treated.

Mixing chamber unit according to claim 22 or 23, characterized in that the mixing chamber elements ( 2 ) progressively over the stack height in the circumferential direction, are offset from one another.

Mixing chamber unit according to one of Claims 22 to 24, characterized in that the inlet nozzles ( 48 ) and the drain sockets ( 50 ) of each mixing chamber element ( 2 ) are each charged by a common inlet pipe or disposed of each a common drain pipe.

Mixing chamber unit according to one of claims 22 to 25, characterized in that the wall thickness of the mixing chamber elements ( 2 ) And the porosity of the ceramic material are coordinated so that a fluid from the inner cavity can flow to the outside.

Mixing chamber unit according to one of claims 22 to 26, characterized in that a plurality of columns, consisting of mixing chamber elements arranged one above the other ( 2 ), connected in parallel or series by lines, are connected to form larger units.

Use of a mixing chamber unit according to one of claims 22 to 27 for biological, anaerobic wastewater treatment.

Use of a mixing chamber unit according to one of claims 22 to 27 for biological, aerobic wastewater treatment.

Use of a mixing chamber unit according to one of claims 22 to 27 for oxygen production from air.

Use of a mixing chamber unit according to one of claims 22 to 27 for the photosynthesis.

Use of a mixing chamber unit according to one of claims 22 to 27 for the exhaust gas treatment.