WO1996026021A1 - Treatment process and plant for the disposal of biologically contaminated substrates - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and the essential features of a treatment plant, which are used to clean batch vessels, which contain liquids with health-endangering potential and to dispose of the contents harmlessly for humans and the environment, the dangerousness of the contents being caused by biological cell substances, which are do not have inactivated by sterilization.
- DNA -Sequences are fragments of protein chains that represent the genetic information In genetic engineering research, they are decoded and specifically modified to produce certain desired properties of cells
- the invention has for its object to define an economical process and the crucial features of the associated system, the microorganisms and DNA sequences that are not inactivable by common sterilization methods, makes them biologically ineffective, and ensures that such a way by a closed system contaminated substances do not have to be discharged into the domestic wastewater or the atmosphere, and the auxiliary equipment is safely decontaminated.
- the aim of the treatment is the irreversible inactivation of the pathogenic microorganisms contained in the waste (column 4, lines 19-20).
- the waste is treated by means of a moist temperature of> 105 ° C. over a period of 10 minutes (column 5, lines 33-35) for comparison purposes
- This system is also designed for the processing of waste, which consists primarily of solids and only to a small extent from liquids. for comparison, subject of registration
- the invention has for its object to define an economical process and the crucial features of the associated system, the microorganisms and DNA sequences that are not inactivable by common sterilization methods, makes them biologically ineffective, and ensures that such a way by a closed system contaminated substances do not have to be discharged into the domestic wastewater or the atmosphere, and the auxiliary equipment is safely decontaminated.
- the containers are emptied (1) in such a way that the substrate only comes into contact with parts of the system that can themselves be decontaminated (description of the emptying device, see below).
- the containers and auxiliary equipment are then arranged on washing racks (Fig. 2; 101) , which either only serve as a holder, or also have pipe registers that allow the containers to be sprayed out intensively.
- the pipe registers of the washing racks are supplied with rinsing liquid via an automatic coupling device inside the washing chamber.
- the containers are then fed to a washing chamber (Fig. 2; 102) and first rinsed (2).
- cleaning liquid water is pumped from the pre-rinse water tank (3) into the washing chamber and distributed over the pipe register.
- cleaning aids such as detergents can be added.
- the contaminated waste water from this treatment step is preferably not returned to the pre-rinse water tank (3), but rather to the substrate collection tank (20) or to a treatment step in which a substrate solution of a similar degree of contamination is processed, e.g. cleaning and concentrating the thin phase (22) after the first concentration step.
- the containers and equipment are successively cleaned with rinsing water of a higher degree of purity.
- Main rinsing (4) with water from the main rinsing water tank (5) and then rinsing (6) with water from the rinsing water tank (7) follows.
- the drain water from the washing chamber is preferably fed to the rinsing water tank with the next higher degree of contamination.
- the various rinse water tanks are additionally connected to pipes so that water can be transferred from the cleaner tanks to the less clean ones without washing, if necessary, but not vice versa.
- acidic cleaning additives are used for main rinsing (4) and alkaline ones for rinsing (6), it may be disadvantageous to feed the waste water from the rinsing process (6) to the main rinsing water tank (5), since the alkalinity of this water increases consumption acidic cleaning additive during main rinsing (4).
- the temperature is regulated to the value that promises the best washing success by supplying heat to the relevant rinsing water tank or in the washing chamber.
- main rinsing (4) and rinsing (6) this will preferably be in the range between 45 ° C and 95 ° C.
- pre-wash (2) it may be necessary to cool the pre-wash water (3) by indirect heat exchange, since there is a risk of protein-containing substrate soiling that caking occurs on the containers and equipment. It is also possible to use cold fresh water for pre-rinsing.
- the disadvantage is that an additional amount of water has to get into the system and be treated, for which there may not be a possibility of reuse after the treatment.
- the different washing processes can take place in succession in one and the same washing chamber, or in separate chambers.
- the washing rack In the second case, the washing rack must be transported from one chamber to the next by a suitable transport device.
- the air must be heated to temperatures that safely inactivate the biologically active cell substances.
- This is preferably done by supplying it to the combustion chamber in which the dry substrate is also burned (32).
- Steam-air mixtures such as those formed when the rinsing water is heated, are preferably first freed of the steam component by indirect cooling and the condensation (12) associated therewith before the largely dry air component is fed to the combustion chamber.
- the condensate is fed into one of the rinse water tanks or combined with the thin phase from the substrate preparation (22).
- the heating can take place, for example, by circulating air and heating it by electric radiators or by heat exchange with the exhaust air from the
- the heat treatment (9) is preferably carried out in a specially designed
- Treatment chamber take place, but can optionally also take place in a washing chamber
- the heat treatment (9) is followed by active cooling of the
- Exhaust air from the heat treatment chamber is in turn preferably the combustion chamber
- the heat treatment of the container (9) can also be omitted if the container and
- the substrate in the substrate collection tank (20) is present in sufficient quantity, it is fed to a series of processing steps which serve to separate the dry mass of the substrate from the liquid phase.
- the technical equipment and separation processes depend on the properties of the substrate to be processed. The following parameters of the substrate are particularly important:
- the pure phase is fed to the pure water tank (23) or the collecting tank for the ultrapure water (25) if it is certainly completely free of biologically active cell substances
- the water in the pure water tank (23) does not necessarily have to be completely free of biologically active cell substances, since it is only used to make up the other rinse water tanks and is used to rinse the containers and equipment (8), which are then heat treated anyway.
- the entire flushing water volume remains in circulation; however, the amount of liquid from the prepared substrate also comes into the system.
- This amount is from the clean water tank (23) if necessary via a further post-cleaning stage (24), e.g. is carried out in the form of a reverse osmosis or distillation, to the collecting tank for the ultrapure water (25). From this it can be removed for reuse for the substrate preparation or for another use. If there is no use, it can also be sent to the domestic wastewater. For safety's sake, however, it should be subjected to a final check for DNA sequences (26) beforehand.
- the collecting tank for the ultra pure water (25) and the subsequent cleaning (24) can be omitted.
- the concentrate which is formed in the first stages of substrate concentration (21) is fed to a drying stage (30).
- a drying stage (30)
- several methods can be used, the application of which again depends on the properties of the substrate. Drying in a rotating drum, which is heated from the outside and in an inclined position by internal screw conveying, feeds the dried substrate to the combustion chamber for drying the dry substrate (32).
- a spray drying process is probably less suitable. If necessary, a drying aid can also be added during the drying process, which can also act as an additional fuel (e.g. sawdust).
- the exhaust steam rising during the drying of the concentrate (30) is condensed (31) by indirect heat exchange and fed to one of the processing stages for the thin phase (22).
- the non-condensable gases produced during the condensation of the exhaust steam (31) are introduced into the combustion chamber for dry substrate combustion (32).
- Adequate oxygen supply and sufficient dwell time within the combustion chamber must ensure that the dry substrate is completely burned, and that the polluted air supplied from various preparation stages is sufficiently long is kept at a temperature by which the biologically active cell substances are completely inactivated.
- the flue gas flow may have to be passed through reheater facilities.
- This method may be necessary to use a firing process that contributes to improved mixing in the combustion chamber.
- This can e.g. be a fluidized bed process.
- This method also has the advantage that it is particularly suitable for burning substances with poor calorific value, as may be the case. is the case with the dry substrate, is well suited.
- a disadvantage of this design is that water is lost from the system with the concentrate and additional fuel must be used in the combustion chamber for the evaporation and overheating of the water content. As a result of the additional volume of gas resulting from the evaporation of the water content, the combustion chamber and the flue gas discharge must be made significantly larger.
- the device for discharging the ash (33) is preferably designed so that the ash is still reheated for a defined period of time in order to reliably inactivate any adhering biologically active cell substances.
- This facility can e.g. in the form of an outside be carried out by the flue gas heated pipe with slow internal screw conveyance.
- the folding door preferably also serves as a pouring device for emptying the containers and as a drip tray when the containers are placed with the opening facing down on the washing frame (101).
- the substrate is fed directly to the washing chamber (102) via an inclined plane (104), which is incorporated in the folding door (103).
- a substrate collection and drip tray must be installed over the entire area of the inlet ramp (105).
- This is preferably designed in the form of individual trays (106) in such a way that the edges of the individual trays (106) overlap and, as a result, no substrate can pass between the trays.
- the individual tubs (106) can be dismantled and selected in size so that they can be accommodated on a washing rack (101) and can thus be washed and decontaminated within the system. This process can be carried out by the operator of the system at regular intervals. It is considered advantageous to convey the washing racks (101) in a hanging manner via an overhead transport rail (107), since in this case the transport rail does not come into contact with the drip off substrate, as would be the case with an underlying transport rail.
- the drip pan (108) can be attached to the washing rack so that it is inside the
- Wash chamber can be pivoted by a suitable drive so that it is completely emptied in the tilted position (109).
- the drip pan (108) can be provided at the deepest with an opening (110), the outside of the washing chamber by a spring-loaded valve plate (111) with a sealing ring
- valve plate (1 12) is closed.
- the valve plate is lifted from the tub floor against the spring force by a suitable movement element (113), thereby allowing the substrate and the rinsing water to flow away. Since any part of the system can leak, through which biologically active cell substances can escape, it is necessary to install suitable collecting devices below the system, but these must be carried out again so that they can be cleaned of substrate contaminants and decontaminated advantageous to build up a collecting device in the form of individual divisible tub elements (114), each of which is only large enough to be washed and decontaminated within the system.
- the tub elements (114) are designed so that they are tightly sealed to one another so that if a tray element (114) overflows, the substrate is taken up by the adjacent tray elements without liquid penetrating downwards.
- the collection volume of all tray elements (114) must be greater than the maximum liquid volume that can escape from the system
- a tightly welded large-area floor pan (115) is used either exclusively or in addition to the tub elements (114) under the entire area of the system, as this is not washed in the system and can be decontaminated, it is preferably equipped with panel heaters (116) on the underside and the rare walls, by means of which it is possible to heat the tub after pumping out the leaked liquid to such an extent that residual adhering biologically active cell substances are safely inactivated
- the drip pans are equipped with a suitable alarm device to report a leak, as well as with a pumping device that can be decontaminated within the system when disassembled
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Abstract
Description
Verfahren und Aufbereitungsanlage zur Entsorgung von biologisch belasteten SubstratenProcess and treatment plant for the disposal of biologically contaminated substrates
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die wesentlichen Merkmale einer Aufbereitungsanlage, die dazu dienen, Ansatzgefäße zu reinigen, die Flüssigkeiten mit gesundheitsgefährdendem Potential enthalten und den Inhalt ungefährlich für Mensch und Umwelt zu entsorgen, wobei die Gefährlichkeit des Inhalts durch biologische Zellsubstanzen bedingt ist, die sich nicht durch Sterilisation inaktivieren lassen.The invention relates to a method and the essential features of a treatment plant, which are used to clean batch vessels, which contain liquids with health-endangering potential and to dispose of the contents harmlessly for humans and the environment, the dangerousness of the contents being caused by biological cell substances, which are do not have inactivated by sterilization.
Insbesondere bei wissenschaftlichen Untersuchungen in Labors der mikrobiologischen und gentechnischen Forschung oder pharmazeutischen Poduktion entstehen Substrate mit Inhaltstoffen, die ein Risiko für Mensch und Umwelt darstellen Derartige Labors oder Produktionsstätten müssen erhöhten Sicherheitsanforderungen genügen So können sie z B nur über Schleusen und in besonderer Schutzkleidung betreten werden Um einen unkontrollierten Luftaustausch von innen nach außen und die damit verbundene Keimverschleppung sicher zu vermeiden, wird der Luftdruck leicht unter dem Umgebungsdruck gehalten und die Abfuhr von verbrauchter Luft erfolgt nur über besondere Filtereinrichtungen Nicht eindeutig sicher unterbunden ist jedoch die Verschleppung von biologisch wirksamen Zellsubstanzen über das Abwasser, das im Labor anfallt Insbesondere die Entsorgung von verbrauchten Nährboden ist unzureichend gelöst Üblicherweise wird zur Entsorgung der Ansatzsubstrate, die gesundheitsgefahrdende Organismen enthalten, ein gangiges Steπlisationsverfahren eingesetzt, wie z B die Dampfsteπlisation bei 121 °C oder 134°C, und die Losungen anschließend dem Hausabwasser zugeführt Der größte Teil aller Organismen wird durch die Sterilisation bleibend inaktiviert und stellt keine Gefahr mehr dar Es gibt jedoch auch Organismen, die durch die gangigen Stenlisationsverfahren nicht sicher inaktiviert werden können, z B der sogenannte BSE-Virus Noch größere unkalkulierbare Risiken gehen von Substraten aus, die manipulierte genetische Informationsträger, sogenannte DNS-Sequenzen, beinhalten (DNS = Desoxyribonukleinsäure) DNS-Sequenzen sind Bruchstucke von Eiweißketten, die die Erbinformationen darstellen Bei der gentechnischen Forschung werden sie entschlüsselt und gezielt verändert, um bestimmte erwünschte Eigenschaften von Zellen zu erzeugenIn particular, scientific investigations in laboratories in microbiological and genetic engineering research or pharmaceutical production result in substrates with ingredients that pose a risk to people and the environment. Such laboratories or production facilities must meet increased safety requirements. For example, they can only be entered via locks and in special protective clothing To avoid uncontrolled air exchange from the inside to the outside and the associated carry-over of germs, the air pressure is kept slightly below the ambient pressure and the removal of used air takes place only through special filter devices. However, the carry-over of biologically active cell substances via the waste water is not clearly prevented that accumulates in the laboratory In particular the disposal of used nutrient medium is insufficiently solved. The organisms which are hazardous to health are usually used to dispose of the preparation substrates contain a common sterilization process, such as steam sterilization at 121 ° C or 134 ° C, and the solutions are then fed to the domestic wastewater. The majority of all organisms are permanently inactivated by the sterilization and no longer pose a danger However, there are also organisms that cannot be safely inactivated by the common stencilization processes, e.g. the so-called BSE virus. Even greater incalculable risks arise from substrates that contain manipulated genetic information carriers, so-called DNA sequences (DNA = deoxyribonucleic acid) DNA -Sequences are fragments of protein chains that represent the genetic information In genetic engineering research, they are decoded and specifically modified to produce certain desired properties of cells
Falls solche bislang nicht natürlich vorkommenden DNS-Sequenzen in das Abwasser oder die Atmosphäre gelangen, besteht die Gefahr, daß sie von Mikroorganismen aufgenommen und in deren eigene DNS eingebunden werden Die dadurch veränderte Erbinformation dieser Organismen konnte Eigenschaften mit sich bringen, die für den Menschen und die Umwelt gefährlich sindIf such previously non-naturally occurring DNA sequences get into the wastewater or the atmosphere, there is a risk that they will be absorbed by microorganisms and integrated into their own DNA the environment is dangerous
Charakteristisch für die DNS-Sequenzen ist, daß sie in flussigen Medien praktisch nicht zerstört werden können Untersuchungen haben gezeigt, daß sie bei Temperaturen um ca 800°C zwar "schmelzen", aber u U beim Erkalten sich sogar wieder rekombinierenIt is characteristic of the DNA sequences that they can practically not be destroyed in liquid media. Studies have shown that they "melt" at temperatures around 800 ° C, but may even recombine when cooled
Selbst wenn ein Stenlisationsverfahren bei über 800°C Erfolg verspräche, wäre der technische Aufwand unverhältnismäßig hoch Um in einer wassngen Phase 800°C zu erzeugen, musste der dazu erforderliche Behandlungsraum einem Druck von mehreren hundert bar standhaltenEven if a stenciling process promised success at over 800 ° C, the technical effort would be disproportionately high. In order to produce 800 ° C in a water phase, the treatment room required had to withstand a pressure of several hundred bar
Nach derzeitigem Stand der Technik werden derartige Substrate lediglich in der gangigen Weise sterilisiert und anschließend dem Abwasser zugeführt, wobei das Risiko häufig als minder erklart wird, ohne es jedoch genau kalkulieren zu könnenAccording to the current state of the art, such substrates are only sterilized in the usual way and then fed to the wastewater, the risk often being declared less, but without being able to calculate it exactly
Im Zuge der bereits durchgeführten Prüfung der Erfindung durch das Deutsche Patentamt wurden die nachfolgend genannten 2 Entgegenhaltungen aufgeführtAs part of the review of the invention by the German Patent Office, the following 2 citations were listed
(11 DE 43 03 034 A1(11 DE 43 03 034 A1
Mobile Desinfektionsanlage, insbesondere für KlinikabfälleMobile disinfection system, especially for hospital waste
• Aufgabe dieser Anlage ist es, infektiösen Mull zu desinfizieren und hinsichtlich seines Volumens zu reduzieren (Spalte 1 , Zeile 50 -55) zum Vergleich Anmeldungsαegenstand• The task of this system is to disinfect infectious gauze and reduce its volume (column 1, lines 50-55) for comparison, subject of registration
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren und die entscheidenden Merkmale der dazugehörigen Anlage zu definieren, das Mikroorganismen und DNS-Sequenzen, die durch gängige Sterilisationsmethoden nicht inaktivierbar sind, sicher biologisch unwirksam macht, und durch ein geschlossenes System dafür sorgt, daß derart belastete Stoffe nicht in das Hausabwasser oder die Atmosphäre abgeleitet werden müssen, und die Hilfsgerätschaften sicher dekontaminiert werden.The invention has for its object to define an economical process and the crucial features of the associated system, the microorganisms and DNA sequences that are not inactivable by common sterilization methods, makes them biologically ineffective, and ensures that such a way by a closed system contaminated substances do not have to be discharged into the domestic wastewater or the atmosphere, and the auxiliary equipment is safely decontaminated.
• Die Anlage ist auf die Verarbeitung von Müll ausgelegt, der in erster Linie aus Feststoffen besteht und nur zu einem geringen Anteil aus Flüssigkeiten (Sp. 1 , Z. 30 -35). zum Vergleich Anmeldungsgegenstand• The system is designed for the processing of waste, which consists primarily of solids and only to a small extent from liquids (column 1, lines 30-35). for comparison subject of registration
In erster Linie ausgelegt auf Entsorgung von flüssigen Abfällen und aufDesigned primarily for liquid waste disposal and
Reinigung von Behältnissen.Cleaning of containers.
• Ziel der Behandlung ist die irreversible Inaktivierung der im Abfall enthaltenen pathogenen Mikroorganismen (Sp. 4, Z. 19-20).• The aim of the treatment is the irreversible inactivation of the pathogenic microorganisms contained in the waste (column 4, lines 19-20).
Hierzu wird der Müll durch feuchte Temperatur von > 105βC über eine Zeit von 10 min behandelt (Sp. 5, Z. 33-35) zum Vergleich AnmeldungsgegenstandFor this purpose, the waste is treated by means of a moist temperature of> 105 ° C. over a period of 10 minutes (column 5, lines 33-35) for comparison purposes
Keine Behandlung durch feuchte Hitze, sondern Inaktivierung der Mikroorganismen und sonstigen biologisch wirksamen Zellsubstanzen durch Verbrennung (Trockensubstrat) bzw. trockene Hitze (Behältnisse). Der Wirkbereich reicht wesentlich weiter als lediglich zur Desinfektion pathogener Keime, er schließt auch die Zellsubstanzen ein, die nicht durch gängige Methoden der Desinfektion oder auch Dampfsterilisation inaktivierbar sind.No treatment by moist heat, but inactivation of the microorganisms and other biologically active cell substances by combustion (dry substrate) or dry heat (containers). The effective range extends far beyond the disinfection of pathogenic germs, it also includes the cell substances that cannot be inactivated by common methods of disinfection or steam sterilization.
Die in der Entgegenhaltung (1) beschriebene Anlage ist weder zur Inaktivierung von höher resistenten Keimen oder gar DNS-Sequenzen geeignet, noch zur Reinigung von Behältnissen und Rückgewinnung von Flüssigkeiten. (2) PE 39 38 54g C2The system described in document (1) is not suitable for inactivating more resistant germs or even DNA sequences, nor for cleaning containers and recovering liquids. (2) PE 39 38 54g C2
Hochtemperatur - PesinfektionsanlageHigh temperature pesinfection system
• Diese Anlage ist ebenfalls auf die Verarbeitung von Müll ausgelegt, der in erster Linie aus Feststoffen besteht und nur zu einem geringen Anteil aus Flüssigkeiten. zum Vergleich Anmeldunαsgegenstand• This system is also designed for the processing of waste, which consists primarily of solids and only to a small extent from liquids. for comparison, subject of registration
In erster Linie ausgelegt auf Entsorgung von flüssigen Abfällen und aufDesigned primarily for liquid waste disposal and
Reinigung von Behältnissen.Cleaning of containers.
• Ziel der Behandlung ist die zuverlässige Inaktivierung auch hochresistenter Keime (Sp. 2, Z. 17-19).• The aim of the treatment is the reliable inactivation of even highly resistant germs (Col. 2, lines 17-19).
Hierzu wird Wasserdampf von ca. 140°C eingesetzt. (Sp. 2, Z. 21) zum Vergleich AnmeldungsgegenstandWater vapor of approx. 140 ° C is used for this. (Col. 2, line 21) for comparison subject of application
Keine Behandlung durch feuchte Hitze, sondern Inaktivierung der Mikroorganismen und sonstigen biologisch wirksamen Zellsubstanzen durch Verbrennung (Trockensubstrat) bzw. trockene Hitze (Behältnisse). Der Wirkbereich reicht weiter als dies durch Dampf-Sterilisation bei 140°C möglich ist. Er schließt auch die Zellsubstanzen ein, die nicht durch gängige Methoden der Dampfsterilisation inaktivierbar sind.No treatment by moist heat, but inactivation of the microorganisms and other biologically active cell substances by combustion (dry substrate) or dry heat (containers). The effective range extends beyond what is possible by steam sterilization at 140 ° C. It also includes the cell substances that cannot be inactivated by standard steam sterilization methods.
Die in der Entgegenhaltung (2) beschriebene Anlage ist weder zur Inaktivierung von DNS-Sequenzen geeignet, noch zur Reinigung von Behältnissen und Rückgewinnung von Flüssigkeiten.The system described in document (2) is not suitable for inactivating DNA sequences, nor for cleaning containers and recovering liquids.
Eine sichere biologische Inaktivierung der DNS-Sequenzen wäre durch Verbrennung möglich. Demzufolge ist es denkbar, die Substrate einer Verbrennungsanlage zuzuführen, jedoch ist die Verbrennung von flüssigen Abfällen technologisch aufwendig. Solange während des Verbrennungsvorgangs noch wäßrige Phase vorliegt, wird die Temperatur nicht über die Dampftemperatur ansteigen. Erst nach vollständiger Verdampfung der flüssigen Phase kann die oxidative Zerstörung der DNS-Sequenzen erreicht werden, indem der Dampf stark überhitzt wird. Die entsprechende Verweilzeit des Dampf-Gasstroms im Überhitzer muß sichergestellt werden.A safe biological inactivation of the DNA sequences would be possible by burning. As a result, it is conceivable to feed the substrates to an incineration plant, but the incineration of liquid waste is technologically complex. As long as there is still an aqueous phase during the combustion process, the temperature will not rise above the steam temperature. Only after the liquid phase has completely evaporated can the oxidative destruction of the DNA sequences be achieved by strongly overheating the steam. The corresponding dwell time of the steam-gas flow in the superheater must be ensured.
Selbst wenn diese Entsorgungsmethode sicher gelingt, ist unklar, wie die Behältnisse, in denen sich die Substrate zuvor befanden, zu behandeln sind. Es ist zwar denkbar, für derartige Untersuchungen ausschließlich Einwegbehältnisse z.B. aus Kunststoff einzusetzen und diese mitzuverbrennen, jedoch wird dies z.T. unwirtschaftlich sein, da es sich häufig um teuere Reaktionsgefäße handelt, z.B. Fermenter, die aufgrund ihrer Einsatzbedingungen in Glas oder Edelstahl ausgeführt sein müssen. Lediglich für einfache Substratansätze in Reagenzröhrchen o.a. erscheint dieser Weg möglich.Even if this method of disposal is successful, it is unclear how to treat the containers in which the substrates were previously located. It is Although it is conceivable to use only disposable containers made of plastic, for example, and burn them for such tests, this will be partly uneconomical, since it is often expensive reaction vessels, e.g. fermenters, which have to be made of glass or stainless steel due to their operating conditions. This route only appears possible for simple substrate batches in test tubes or the like.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren und die entscheidenden Merkmale der dazugehörigen Anlage zu definieren, das Mikroorganismen und DNS-Sequenzen, die durch gängige Sterilisationsmethoden nicht inaktivierbar sind, sicher biologisch unwirksam macht, und durch ein geschlossenes System dafür sorgt, daß derart belastete Stoffe nicht in das Hausabwasser oder die Atmosphäre abgeleitet werden müssen, und die Hilfsgerätschaften sicher dekontaminiert werden.The invention has for its object to define an economical process and the crucial features of the associated system, the microorganisms and DNA sequences that are not inactivable by common sterilization methods, makes them biologically ineffective, and ensures that such a way by a closed system contaminated substances do not have to be discharged into the domestic wastewater or the atmosphere, and the auxiliary equipment is safely decontaminated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren innerhalb einer Aufbereitungsanlage gelöst, das folgende Bearbeitungsstufen umfaßt:This object is achieved according to the invention by a method within a processing plant, which comprises the following processing stages:
vgl. Bild 1 , Grundfließbildsee. Figure 1, basic flow diagram
zunächst wird der Aufbereitungsablauf der Behälter und Gerätschaften beschrieben:First of all, the preparation process for the containers and equipment is described:
Im Aufbereitungsschritt 1 werden die Behälter in der Art entleert (1), daß das Substrat nur mit Anlagenteilen in Berührung kommt, die selbst wieder dekontaminierbar sind (Beschreibung der Entleerungseinrichtung s.u.) Anschließend werden die Behälter und Hilfsgerätschaften auf Waschgestellen (Bild 2; 101 ) angeordnet, die entweder nur zur Halterung dienen, oder zusätzlich auch über Rohrregister verfügen, über die ein intensives Ausspritzen der Behälter möglich ist. Die Rohrregister der Waschgestelle werden über eine automatische Kuppelvorrichtung innerhalb der Waschkammer mit Spülflüssigkeit versorgt.In preparation step 1, the containers are emptied (1) in such a way that the substrate only comes into contact with parts of the system that can themselves be decontaminated (description of the emptying device, see below). The containers and auxiliary equipment are then arranged on washing racks (Fig. 2; 101) , which either only serve as a holder, or also have pipe registers that allow the containers to be sprayed out intensively. The pipe registers of the washing racks are supplied with rinsing liquid via an automatic coupling device inside the washing chamber.
Anschließend werden die Behälter einer Waschkammer (Bild 2; 102) zugeführt und zunächst vorgespült (2). Als Reinigungsflüssigkeit wird Wasser aus dem Vorspülwassertank (3) in die Waschkammer gepumpt und über die Rohrregister verteilt. Je nach Eigenschaft des Substrates können Reinigungshilfsstoffe, wie z.B. Detergenzien, zugegeben werden. Das verschmutzte Ablaufwasser aus diesem Behandlungsschritt wird vorzugsweise nicht in den Vorspülwassertank (3) zurückgeführt, sondern in den Substratsammeitank (20) oder zu einem Behandlungsschritt, bei dem eine Substratiösung ähnlichen Verschmutzungsgrades aufbereitet wird, z.B. Reinigen und Aufkonzentrieren der dünnen Phase (22) nach dem ersten Aufkonzentrierungsschritt.The containers are then fed to a washing chamber (Fig. 2; 102) and first rinsed (2). As cleaning liquid, water is pumped from the pre-rinse water tank (3) into the washing chamber and distributed over the pipe register. Depending on the properties of the substrate, cleaning aids such as detergents can be added. The contaminated waste water from this treatment step is preferably not returned to the pre-rinse water tank (3), but rather to the substrate collection tank (20) or to a treatment step in which a substrate solution of a similar degree of contamination is processed, e.g. cleaning and concentrating the thin phase (22) after the first concentration step.
In weiteren Behandlungsschritten werden die Behälter und Gerätschaften nacheinander mit Spülwässern höheren Reinheitsgrades gereinigt. So folgt zunächst das Hauptspülen (4) mit Wasser aus dem Hauptspülwassertank (5) und danach das Nachspülen (6) mit Wasser aus dem Nachspülwassertank (7). Nicht zwingend, aber vorteilhaft wird es in vielen Anwendungsfällen sein, einen abschließenden Reinspülvorgang (8) mit Wasser aus dem Reinwassertank (23) anzuschließen. Bei jedem Spülvorgang wird das Ablaufwasser aus der Waschkammer vorzugsweise dem Spülwassertank mit dem nächst höheren Verschmutzungsgrad zugeführt. Dadurch wird der Verlust in den jeweiligen Spülwassertanks stetig ausgeglichen und der Verbrauch an Spülwasser gering gehalten, wodurch auch wenig Spülwasser aufbereitet werden muß.In further treatment steps, the containers and equipment are successively cleaned with rinsing water of a higher degree of purity. Main rinsing (4) with water from the main rinsing water tank (5) and then rinsing (6) with water from the rinsing water tank (7) follows. In many applications, it will not be mandatory, but advantageous, to connect a final rinsing process (8) with water from the pure water tank (23). With each rinsing process, the drain water from the washing chamber is preferably fed to the rinsing water tank with the next higher degree of contamination. As a result, the loss in the respective rinse water tanks is constantly compensated for and the consumption of rinse water is kept low, so that little rinse water also has to be treated.
Die verschiedenen Spülwassertanks sind zusätzlich mit Rohrleitungen so verbunden, daß bei Bedarf auch ohne Waschvorgang Wasser von den reineren Tanks zu den unreineren überführt werden kann, jedoch nicht umgekehrt.The various rinse water tanks are additionally connected to pipes so that water can be transferred from the cleaner tanks to the less clean ones without washing, if necessary, but not vice versa.
Je nach Anforderung durch die Art der Verschmutzungen an den Behältern und Gerätschaften ist es denkbar, mit noch mehr, oder auch mit weniger Waschstufen zu arbeiten.Depending on the requirements due to the type of contamination on the containers and equipment, it is conceivable to work with even more or with fewer washing stages.
Falls eine Waschstufe mit Reinigungszusätzen betrieben wird, deren Wirkung durch die Reinigungszusätze des nachfolgenden Waschschrittes gehemmt wird, so wird das Ablaufwasser aus der nachfolgenden Waschstufe nicht dem Spülwassertank dieser Waschstufe zugeführt, sondern direkt zu einer Substrat- und Spülwasser-Reinigungsstufe, die dem Verschmutzungsgrad angemessen ist (22). Beispiel:If a washing stage is operated with cleaning additives, the effect of which is inhibited by the cleaning additives of the subsequent washing step, the waste water from the subsequent washing stage is not fed to the rinsing water tank of this washing stage, but directly to a substrate and rinsing water cleaning stage that is appropriate for the degree of soiling (22). Example:
Falls beim Hauptspülen (4) mit saueren Reinigungszusätzen gearbeitet wird, und beim Nachspülen (6) mit alkalischen, so ist es u.U. nachteilig, das Ablaufwasser aus dem Nachspülvorgang (6) dem Hauptspülwassertank (5) zuzuführen, da die Alkalität dieses Wassers einen erhöhten Verbrauch an sauerem Reinigungszusatz beim Hauptspülen (4) verursachen würde. Bei jedem Waschvorgang wird durch Wärmezufuhr am betreffenden Spülwassertank oder in der Waschkammer die Temperatur auf den Wert geregelt, der den besten Wascherfolg verspricht. Beim Hauptspülen (4) und beim Nachspülen (6) wird dies vorzugsweise im Bereich zwischen 45°C und 95°C liegen. Beim Vorspüleπ (2) kann es erforderlich sein, das Vorspülwasser (3) durch indirekten Wärmetausch zu kühlen, da bei eiweißhaltigen Substratverschmutzungen, die Gefahr besteht, daß es zur Anbackung an den Behältern und Gerätschaften kommt. Es ist auch möglich für das Vorspülen kaltes Frischwasser einzusetzen. Nachteil dabei ist jedoch, daß eine zusätzliche Wassermenge in das System gelangt und aufbereitet werden muß, für die u.U. nach der Aufbereitung keine Wiederverwendungsmöglichkeit besteht.If acidic cleaning additives are used for main rinsing (4) and alkaline ones for rinsing (6), it may be disadvantageous to feed the waste water from the rinsing process (6) to the main rinsing water tank (5), since the alkalinity of this water increases consumption acidic cleaning additive during main rinsing (4). With each washing process, the temperature is regulated to the value that promises the best washing success by supplying heat to the relevant rinsing water tank or in the washing chamber. For main rinsing (4) and rinsing (6) this will preferably be in the range between 45 ° C and 95 ° C. In the pre-wash (2) it may be necessary to cool the pre-wash water (3) by indirect heat exchange, since there is a risk of protein-containing substrate soiling that caking occurs on the containers and equipment. It is also possible to use cold fresh water for pre-rinsing. The disadvantage, however, is that an additional amount of water has to get into the system and be treated, for which there may not be a possibility of reuse after the treatment.
Die verschiedenen Waschvorgänge können nacheinander in ein und derselben Waschkammer ablaufen, oder auch in jeweils separaten Kammern. Im zweiten Fall muß das Waschgestell durch eine geeignete Transporteinrichtung von einer Kammer zur nächsten transportiert werden.The different washing processes can take place in succession in one and the same washing chamber, or in separate chambers. In the second case, the washing rack must be transported from one chamber to the next by a suitable transport device.
Bei jedem Waschvorgang wird aus der Waschkammer Luft bzw. Dampf-Luft-Gemisch verdrängt, zum einen durch das Einspeisen des Spülwassers, und zum anderen infolge des zusätzlich entstehenden Dampfdruckes beim Erwärmen des Spülwassers. Da diese Gase auch Träger von biologisch wirksamen Zellsubstanzen sein können, dürfen sie nicht unbehandelt in die Atmosphäre entweichen, wie dies bei gängigen Reinigungsanlagen üblich ist.With each washing process, air or steam-air mixture is displaced from the washing chamber, on the one hand by feeding the rinsing water, and on the other hand due to the additional steam pressure that occurs when the rinsing water is heated. Since these gases can also be carriers of biologically active cell substances, they must not escape into the atmosphere untreated, as is common in common cleaning systems.
Aus diesem Grund muß die Luft auf Temperaturen aufgeheizt werden, durch die die biologisch wirksamen Zellsubstanzen sicher inaktiviert werden. Dies geschieht vorzugsweise, indem sie dem Brennraum zugeführt wird, in dem auch das Trockensubstrat verbrannt wird (32). Dampf-Luft-Gemische, wie sie beim Erwärmen des Spülwassers entstehen, werden vorzugsweise zuerst vom Dampfanteil durch indirekte Kühlung und die damit verbundene Kondensation (12) befreit, bevor der weitestgehend trockene Luftanteil dem Brennraum zugeführt wird. Das angefallene Kondensat wird in einen der Spülwassertanks geleitet, oder mit der dünnen Phase aus der Substrataufbereitung (22), zusammengeführt.For this reason, the air must be heated to temperatures that safely inactivate the biologically active cell substances. This is preferably done by supplying it to the combustion chamber in which the dry substrate is also burned (32). Steam-air mixtures, such as those formed when the rinsing water is heated, are preferably first freed of the steam component by indirect cooling and the condensation (12) associated therewith before the largely dry air component is fed to the combustion chamber. The condensate is fed into one of the rinse water tanks or combined with the thin phase from the substrate preparation (22).
Nach den verschiedenen Stufen der Feuchtreinigung (2; 4; 6; 8) werden die Behälter und Gerätschaften mit trockener Hitze behandelt (9). Durch die trockene Hitze ist zu erwarten, daß die restlichen noch anhaftenden Zellsubstanzen durch einen oxidativen Vorgang, sozusagen Verbrennung, sicher inaktiviert werden Die dafür erforderlichen Temperaturen werden über 200°C liegen. Wie eingangs beschrieben, wurden DNS-Sequenzen im feuchtenAfter the various stages of wet cleaning (2; 4; 6; 8), the containers and equipment are treated with dry heat (9). Due to the dry heat it can be expected that the remaining cell substances still adhering are reliably inactivated by an oxidative process, combustion so to speak. The temperatures required for this will be above 200 ° C. As described at the beginning, DNA sequences were in the wet
Milieu bei diesen Temperaturen noch nicht sicher inaktiviert In trockener Umgebung lauft jedoch ein anderer physikalisch-chemischer Reaktionsmechanismus ab, der zur bleibendenEnvironment not yet safely inactivated at these temperatures In a dry environment, however, another physicochemical reaction mechanism takes place, the permanent one
Inaktivierung aller biologisch aktiven Zellsubstanzen fuhrt Wahrend der Hitzebehandlung muß ausreichend Luftsauerstoff in der Behandlungskammer verfugbar seinInactivation of all biologically active cell substances results in sufficient atmospheric oxygen being available in the treatment chamber during the heat treatment
Die erforderliche Haltezeit wird um so hoher liegen, je niedriger die Temperatur derThe lower the temperature of the, the longer the required holding time will be
Hitzebehandlung liegtHeat treatment lies
Die Aufheizung kann beispielsweise erfolgen durch Umwälzen von Luft und Aufheizen dieser durch elektrische Heizkörper oder über Warmetausch mit der Abluft aus derThe heating can take place, for example, by circulating air and heating it by electric radiators or by heat exchange with the exhaust air from the
Trockensubstratverbrennung (32) oder durch Einsatz von Infrarotstrahlern innerhalb derDry substrate burning (32) or by using infrared radiators within the
BehandlungskammerTreatment chamber
Die Hitzebehandlung (9) wird vorzugsweise in einer speziell dafür ausgelegtenThe heat treatment (9) is preferably carried out in a specially designed
Behandlungskammer erfolgen, kann gegebenenfalls aber auch in einer Waschkammer stattfindenTreatment chamber take place, but can optionally also take place in a washing chamber
Vorzugsweise erfolgt im Anschluß an die Hitzebehandlung (9) eine aktive Abkühlung derPreferably, the heat treatment (9) is followed by active cooling of the
Behalter (10), die in der gleichen Kammer stattfinden kann, in der die Hitzebehandlung stattfandContainer (10), which can take place in the same chamber in which the heat treatment took place
Abluft aus der Hitzebehandlungskammer wird wiederum vorzugsweise dem Brennraum derExhaust air from the heat treatment chamber is in turn preferably the combustion chamber
Trockensubstratverbrennung (32) zugeführtDry substrate combustion (32) supplied
Der Hitzebehandlung der Behalter (9) kann auch entfallen, wenn die Behalter undThe heat treatment of the container (9) can also be omitted if the container and
Geratschaften den kritischen Labor- oder Produktionsbereiches nicht verlassen, und wenn evtl anhaftende restliche biologisch wirksame Zellsubstanzen nicht schädlich sind bei derDevices do not leave the critical laboratory or production area, and if any remaining biologically active cell substances are not harmful to the
Wiederverwendung der BehaltnisseReuse of the containers
Alternativ zur Hitzehandlung der Behältnisse ist auch eine Behandlung mit starken Sauren, z B Salzsaure, möglich, durch die die biologisch wirksamen Zellsubstanzen inaktiviert wurden Nach der Saurebehandlung musste eine Neutralisation folgen DieseAs an alternative to the heat treatment of the containers, treatment with strong acids, for example hydrochloric acid, is also possible, by means of which the biologically active cell substances have been inactivated. After the acid treatment, this had to be neutralized
Behandlungsart ist jedoch nachteilig gegenüber der ersten, da ein erheblich höhererHowever, the type of treatment is disadvantageous compared to the first, since it is considerably higher
Aufwand bei der technischen Ausfuhrung entstünde und zusatzliche Probleme mit derEffort in the technical implementation would arise and additional problems with the
Entsorgung der Wirklosungen entstunden lm folgenden wird der Aufbereitungsweg des Substrates und des Spülwassers beschrieben:Dispose of the effective solutions The processing route for the substrate and the rinsing water is described below:
Nachdem das Substrat im Substratsammeitank (20) in ausreichender Menge vorliegt, wird es einer Folge von Bearbeitungsstufen zugeführt, die dazu dienen, die Trockenmasse des Substrates von der flüssigen Phase zu trennen. Die anlagentechnischen Einrichtungen und Trennverfahren richten sich nach den Eigenschaften des aufzubereitenden Substrates. Besonders zu beachten sind dabei folgende Parameter des Substrates:After the substrate in the substrate collection tank (20) is present in sufficient quantity, it is fed to a series of processing steps which serve to separate the dry mass of the substrate from the liquid phase. The technical equipment and separation processes depend on the properties of the substrate to be processed. The following parameters of the substrate are particularly important:
* Ausgangstrockenmasse* Initial dry matter
* Viskosität * Viscosity
* Neigung zur Schaumbildung * Tendency to foam
* Neigung zum Anbacken unter Temperatureinfluß * Tendency to bake under the influence of temperature
* Neigung zum Gerinnen, Flockenbildung * Tendency to clot, flaking
* Anteil an dampfflüchtigen Stoffen * Proportion of volatile substances
* Anteil an abrasiven Stoffen * Percentage of abrasive substances
* Anteil an Stoffen, die zu exothermen Reaktionen neigen * Percentage of substances that tend to exothermic reactions
* Anteil an chemisch aggressiven Stoffen (pH-Wert usw.) * Proportion of chemically aggressive substances (pH value, etc.)
* Anteil an nicht gelösten oder emulgierten Stoffen * Proportion of undissolved or emulsified substances
Demzufolge kommen eine Vielzahl von bekannten Trennverfahren in Frage, von denen beispielhaft folgende zu nennen sind:Accordingly, a large number of known separation processes are possible, of which the following may be mentioned as examples:
* Beigabe von Flockungshilfsmitteln * Addition of flocculants
* Zentrifugieren, Dekantieren * Centrifugation, decanting
* Filtrieren, Filterpressen * Filtration, filter presses
* Zyklonabscheidung * Cyclone separation
* Fallfilmverdampfung u.U. unter Vakuum * Falling film evaporation under vacuum
* Filmverdampfer mit mechanisch bewegten Teilen * Film evaporator with mechanically moving parts
* Destillation * Distillation
* Rektifikation * Rectification
* Ultrafiltration * Ultrafiltration
* Umkehr-Osmose * Reverse osmosis
* Elektrodialyse * Electrodialysis
* lonenaustausch Bei den zu erwartenden Eigenschaften der Substrate erscheinen als erste Stufen der Substrat-Aufkonzentnerung (21 ) unter den mechanischen Trennverfahren die Maßnahmen "Beigabe von Flockungsmitteln" und "Zentrifugieren, Dekantieren" besonders erfolgversprechend Unter den thermischen Trennverfahren erscheint bei den ersten Stufen der Substrat-Aufkonzentnerung (21) die "Filmverdampfung mit mechanisch bewegten Teilen" erfolgversprechend * ion exchange With the properties of the substrates to be expected, the measures "addition of flocculants" and "centrifuging, decanting" appear to be particularly promising as the first stages of substrate concentration (21) under the mechanical separation processes. The thermal separation processes appear in the first steps of substrate concentration (21) the "film evaporation with mechanically moving parts" promising
Bei den nachfolgenden Stufen zur Reinigung der dünnen Phase des Substrates (22) ist zu erwarten, daß sich die Verfahren Ultrafiltration, Umkehrosmose und Destillation bzw die Kombination aus mehreren besonders gut eignen Um die kritischen biologisch wirksamen Zellsubstanzen abzuscheiden, müssen erwartungsgemäß alle Partikel abgeschieden werden, die großer als ca 10_8 bis 10"9 m sind Mit den genannten Verfahren ist dieser Abscheidegrad nach Stand der Technik zu erreichenIn the subsequent stages for cleaning the thin phase of the substrate (22), it can be expected that the methods ultrafiltration, reverse osmosis and distillation or the combination of several are particularly suitable. As expected, all particles must be separated out in order to separate the critical biologically active cell substances. which are larger than approx. 10 _ 8 to 10 "9 m. With the methods mentioned, this degree of separation can be achieved according to the prior art
Die Destillation ist zu bevorzugen, da dieses Verfahren praktisch verschleißfrei arbeitet Bei der Ultrafiltration und Umkehr-Osmose sind Membranen im Einsatz, die gegengespult werden müssen und nach bestimmter Gebrauchsdauer verblockt sind Die Entsorgung der ausgebauten Membranen stellt ein Problem dar, da sie vermutlich nicht für die Reinigung und Hitzbehandlung in der Aufbereitungsanlage geeignet sind Sie müssen entweder in einer Sondermullverbrennungsanlage verbrannt werden, oder es ist der Brennraum zur Trockensubstratverbrennung (32) so ausgelegt, daß darin diese Membranen verbrannt werden können Gunstig ist es bei Kombination der Verfahren, die Membrantrennverfahren (Ultrafiltration, Umkehr-Osmose) erst im Anschluß an die Destillation auszufuhren, sodaß die Membranen nur noch mit wenigen Restverschmutzungen belastet werdenDistillation is preferred because this process works practically wear-free.Ultrafiltration and reverse osmosis use membranes that have to be rewound and blocked after a certain period of use.The disposal of the removed membranes is a problem, since they are probably not for the Cleaning and heat treatment in the treatment plant are suitable. They either have to be burned in a special waste incineration plant, or the combustion chamber for dry substrate combustion (32) is designed so that these membranes can be burned in it. It is advantageous for a combination of the processes, the membrane separation process (ultrafiltration, Reverse osmosis) only after the distillation, so that the membranes are only loaded with a few residual contaminants
Die Verfahren Elektrodialyse und lonenaustausch haben ebenfalls den Nachteil, daß Entsorgungsprobleme entstehen, sobald ihre Kapazität erschöpft istThe electrodialysis and ion exchange processes also have the disadvantage that disposal problems arise as soon as their capacity is exhausted
Nach der bzw den Stufen zur Reinigung und Aufkonzentnerung der dünnen Phase (22) wird die reine Phase dem Reinwassertank (23) oder dem Sammeltank für das Reinstwasser (25) zugeleitet, falls es sicher völlig frei von biologisch wirksamen Zellsubstanzen istAfter the or the stages for cleaning and concentration of the thin phase (22), the pure phase is fed to the pure water tank (23) or the collecting tank for the ultrapure water (25) if it is certainly completely free of biologically active cell substances
Das Wasser im Reinwassertank (23) muß nicht zwingend gänzlich frei sein von biologisch wirksamen Zellsubstanzen, da es nur zum Nachspeisen der anderen Spulwassertanks und zum Reinspülen der Behälter und Gerätschaften (8) eingesetzt wird, die anschließend ohnehin noch hitzebehandelt werden.The water in the pure water tank (23) does not necessarily have to be completely free of biologically active cell substances, since it is only used to make up the other rinse water tanks and is used to rinse the containers and equipment (8), which are then heat treated anyway.
Das gesamte Spülwasservolumen bleibt ständig im Umlauf; zusätzlich in das System kommt jedoch die Flüssigkeitsmenge aus dem aufbereiteten Substrat. Diese Menge wird vom Reinwassertank (23) erforderlichenfalls über eine nochmalige Nachreinigungsstufe (24), die z.B. in Form einer Umkehr-Osmose oder Destillation ausgeführt ist, zum Sammeltank für das Reinstwasser (25) abgeleitet. Aus diesem kann es zur Wiederverwendung für den Substratansatz oder für eine andere Verwendung entnommen werden. Falls keine Verwendungsmöglichkeit besteht, kann es auch dem Hausabwasser zugeleitet werden. Zuvor sollte es aber sicherheitshalber noch einer Endkontrolle auf DNS-Sequenzen (26) unterzogen werden.The entire flushing water volume remains in circulation; however, the amount of liquid from the prepared substrate also comes into the system. This amount is from the clean water tank (23) if necessary via a further post-cleaning stage (24), e.g. is carried out in the form of a reverse osmosis or distillation, to the collecting tank for the ultrapure water (25). From this it can be removed for reuse for the substrate preparation or for another use. If there is no use, it can also be sent to the domestic wastewater. For safety's sake, however, it should be subjected to a final check for DNA sequences (26) beforehand.
Falls bereits der Reinwassertank (23) aufgrund der vorangegangenen Aufbereitungsmaßnahmen völlig frei ist von biologisch wirksamen Zellsubstanzen, können der Sammeltank für das Reinstwasser (25) und die Nachreinigung (24) entfallen.If the pure water tank (23) is already completely free of biologically active cell substances due to the previous treatment measures, the collecting tank for the ultra pure water (25) and the subsequent cleaning (24) can be omitted.
Das Konzentrat, das bei den ersten Stufen der Substrat-Aufkonzentrierung (21) entsteht, wird einer Trocknungsstufe (30) zugeführt. Auch hier kommen mehrere Verfahren in Frage, deren Anwendung wieder von den Eigenschaften des Substrates abhängt. Besonders geeignet erscheint die Trocknung in einer rotierenden Trommel, die von außen beheizt wird und in schräg gestellter Stellung durch innenliegende Schneckenförderung das getrocknete Substrat dem Brennraum zur Trockensubstrat -Verbrennung (32) zuführt. Weniger geeignet ist vermutlich ein Sprühtrocknungsverfahren. Während des Trocknungsvorgangs kann bei Bedarf auch ein Trocknungshilfsmittel beigegeben werden, der auch als Zusatzbrennstoff wirken kann (z.B. Sägespäne). Der bei der Trocknung des Konzentrates (30) aufsteigende Abdampf wird durch indirekten Wärmetausch kondensiert (31) und einer der Aufbereitungsstufen für die dünne Phase (22) zugeführt. Die bei der Kondensation des Abdampfes (31) anfallenden nicht kondensierbaren Gase werden in den Brennraum zur Trockensubstrat-Verbrennung (32) eingeleitet.The concentrate which is formed in the first stages of substrate concentration (21) is fed to a drying stage (30). Here, too, several methods can be used, the application of which again depends on the properties of the substrate. Drying in a rotating drum, which is heated from the outside and in an inclined position by internal screw conveying, feeds the dried substrate to the combustion chamber for drying the dry substrate (32). A spray drying process is probably less suitable. If necessary, a drying aid can also be added during the drying process, which can also act as an additional fuel (e.g. sawdust). The exhaust steam rising during the drying of the concentrate (30) is condensed (31) by indirect heat exchange and fed to one of the processing stages for the thin phase (22). The non-condensable gases produced during the condensation of the exhaust steam (31) are introduced into the combustion chamber for dry substrate combustion (32).
Innerhalb des Brennraums muß durch ausreichende Sauerstoffzufuhr und ausreichende Verweilzeit dafür gesorgt werden, daß das Trockensubstrat vollständig verbrannt wird, und die aus verschiedenen Aufbereitungsstufen zugeführte belastete Luft ausreichend lange auf einer Temperatur gehalten wird, durch die die biologisch wirksamen Zellsubstanzen vollständig inaktiviert werden. Dazu muß der Rauchgasstrom ggf. über Nacherhitzereinrichtungen geleitet werden.Adequate oxygen supply and sufficient dwell time within the combustion chamber must ensure that the dry substrate is completely burned, and that the polluted air supplied from various preparation stages is sufficiently long is kept at a temperature by which the biologically active cell substances are completely inactivated. For this purpose, the flue gas flow may have to be passed through reheater facilities.
Es kann erforderlich sein ein Feuerungsverfahren anzuwenden, das zu einer verbesserter Durchmischung in der Brennkammer beiträgt. Dies kann z.B. ein Wirbelschichtverfahren sein. Dieses Verfahren hat auch den Vorteil, daß es besonders zur Verbrennung von Stoffen mit schlechtem Brennwert, wie dies u.U. beim Trockensubstrat der Fall ist, gut geeignet ist.It may be necessary to use a firing process that contributes to improved mixing in the combustion chamber. This can e.g. be a fluidized bed process. This method also has the advantage that it is particularly suitable for burning substances with poor calorific value, as may be the case. is the case with the dry substrate, is well suited.
Bei Einsatz einer Wirbelschichtfeuerung ist es ggf. auch möglich das Konzentrat aus den ersten Substrat-Aufkonzentrierungen (21) direkt der Brennkammer zuzuführen, ohne es vorher noch zu trocknen.When using a fluidized bed combustion system, it may also be possible to feed the concentrate from the first substrate concentrates (21) directly to the combustion chamber without drying it beforehand.
Nachteilig an dieser Ausführung ist jedoch, daß mit dem Konzentrat Wasser aus dem System verloren geht und in der Brennkammer zusätzlicher Brennstoff zur Verdampfung und Überhitzung des Wasseranteils eingesetzt werden muß. Infolge des zusätzlichen Gasvolumen, das aus der Verdampfung des Wasseranteils entsteht, muß die Brennkammer und die Rauchgasabführung deutlich größer ausgeführt werden.A disadvantage of this design, however, is that water is lost from the system with the concentrate and additional fuel must be used in the combustion chamber for the evaporation and overheating of the water content. As a result of the additional volume of gas resulting from the evaporation of the water content, the combustion chamber and the flue gas discharge must be made significantly larger.
Falls durch der Austrag von noch biologisch wirksamen Zellsubstanzen über das Rauchgas nicht sicher ausgeschlossen werden kann, müssen diese noch nachgereinigt werden, indem sie in der Rauchgasnachreinigung (34) über geeignete Partikelabscheider geführt werden z.B. einen Elktrofilter oder Gewebefilter. Die abgeschiedenen Partikel werden der Einrichtung zum Ausschleusen der Asche (33) zugeführt.If the discharge of still biologically active cell substances via the flue gas cannot be reliably ruled out, they still have to be cleaned by passing them through suitable particle separators in the flue gas post-purification (34) e.g. an electric filter or fabric filter. The separated particles are fed to the device for discharging the ash (33).
Die Einrichtung zum Ausschleusen der Asche (33) wird vorzugsweise so ausgeführt, daß die Asche beim Ausschleusen über die Dauer eines definierten Zeitraumes noch nacherhitzt wird, um eventuell noch anhaftende biologisch wirksame Zellsubstanzen sicher zu inaktivieren. Diese Einrichtung kann z.B. in Form eines von außen u.U. durch das Rauchgas beheizten Rohres mit innenliegender langsamer Schneckenförderung ausgeführt sein.The device for discharging the ash (33) is preferably designed so that the ash is still reheated for a defined period of time in order to reliably inactivate any adhering biologically active cell substances. This facility can e.g. in the form of an outside be carried out by the flue gas heated pipe with slow internal screw conveyance.
Im Folgenden werden Beispiele von Einrichtungen beschrieben, die sicherstellen können, daß beim Entleeren der Substratbehälter vor dem Waschvorgang keine Substratreste unkontrolliert an außenliegenden Anlagenteilen zurückbleiben. Bei einer Waschkammer (102), die über eine einfache Klapptür (103) beschickt wird, dient die Klapptür vorzugsweise auch als Ausgußeinrichtung zur Entleerung der Behälter und als Abtropfwanne, wenn die Behälter mit der Öffnung nach unten auf dem Waschgestell (101) aufgesteckt werden. Das Substrat wird über eine schiefe Ebene (104), die in die Klapptür (103) eingearbeitet ist, direkt der Waschkammer (102) zugeleitet.In the following, examples of devices are described which can ensure that when the substrate container is emptied prior to the washing process, no substrate residues remain uncontrolled on external system parts. In the case of a washing chamber (102), which is fed via a simple folding door (103), the folding door preferably also serves as a pouring device for emptying the containers and as a drip tray when the containers are placed with the opening facing down on the washing frame (101). The substrate is fed directly to the washing chamber (102) via an inclined plane (104), which is incorporated in the folding door (103).
Falls die Anlage mit einer Zulauframpe (105) ausgeführt ist, muß über den ganzen Bereich der Zulauframpe (105) eine Substratauffang- und Abtropfwanne installiert sein. Diese ist vorzugsweise in Form von Einzelwannen (106) in der Art ausgeführt, daß die Ränder der Einzelwannen (106) sich überlappen und dadurch kein Substrat zwischen den Wannen durchlaufen kann. Die Einzelwannen (106) sind demontierbar und in ihrer Größe so gewählt, daß sie auf einem Waschgestell (101) unterzubringen sind und dadurch innerhalb der Anlage gewaschen und dekontaminiert werden können. Dieser Vorgang kann vom Betreiber der Anlage in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Es wird als vorteilhaft angesehen, die Waschgestelle (101) über eine obenliegende Transportschiene (107) hängend zu fördern, da in diesem Fall die Transportschiene nicht mit Abtropf Substrat in Berührung kommt, wie dies bei einer untenliegenden Transportschiene der Fall wäre.If the system is designed with an inlet ramp (105), a substrate collection and drip tray must be installed over the entire area of the inlet ramp (105). This is preferably designed in the form of individual trays (106) in such a way that the edges of the individual trays (106) overlap and, as a result, no substrate can pass between the trays. The individual tubs (106) can be dismantled and selected in size so that they can be accommodated on a washing rack (101) and can thus be washed and decontaminated within the system. This process can be carried out by the operator of the system at regular intervals. It is considered advantageous to convey the washing racks (101) in a hanging manner via an overhead transport rail (107), since in this case the transport rail does not come into contact with the drip off substrate, as would be the case with an underlying transport rail.
Um größere Mengen Substrat auffangen zu können, kann es vorteilhaft sein, jedesIn order to be able to collect large amounts of substrate, it can be advantageous to use each
Waschgestell (101 ) mit einer Auffangwanne (108) auszurüsten. Beim Beladen derEquip the washing rack (101) with a drip pan (108). When loading the
Waschgestelle wird das Substrat in die Auffangwannen (108) entleert und dasWashing racks emptied the substrate into the collecting trays (108) and that
Abtropfsubstrat aufgefangen. Beim Durchlauf der Waschgestelle durch die Anlage werden die Auffangwannen (108) automatisch entleert und mitgewaschen.Drained substrate. When the washing racks pass through the system, the collecting trays (108) are automatically emptied and washed with them.
Zur Entleerung der Auffangwannen (108) innerhalb der Anaige können z.B. folgendeFor emptying the collecting trays (108) within the Anaige, e.g. the following
Prinzipien eingesetzt werden:Principles are used:
Die Auffangwanne (108) kann am Waschgestell so befestigt sein, daß sie innerhalb derThe drip pan (108) can be attached to the washing rack so that it is inside the
Waschkammer durch einen geeigneten Antrieb soweit geschwenkt werden kann, daß sie sich in gekippter Stellung (109) vollständig entleert.Wash chamber can be pivoted by a suitable drive so that it is completely emptied in the tilted position (109).
Die Auffangwanne (108) kann an der tiefsten mit einem Öffnung (110) versehen sein, die außerhalb der Waschkammer durch einen federbelasteten Ventilteller (111) mit DichtringThe drip pan (108) can be provided at the deepest with an opening (110), the outside of the washing chamber by a spring-loaded valve plate (111) with a sealing ring
(1 12) verschlossen ist. Innerhalb der Waschkammer wird der Ventilteller durch ein geeignetes Bewegungselement (113) entgegen der Federkraft vom Wannenboden abgehoben, und dadurch das Abfließen des Substrates und der Spülwässer ermöglicht. Da an irgendeinem Teil der Anlage eine Undichtigkeit auftreten kann, über die biologisch wirksame Zellsubstanzen austreten können, ist es erforderlich unterhalb der Anlage geeignete Auffangeinrichtungen zu installieren, die jedoch wieder so ausgeführt werden müssen, daß sie von Substratverunreinigungen befreit und dekontaminiert werden können Hierzu ist es vorteilhaft, eine Auffangeinrichtung in Form von einzelnen teilbaren Wannenelementen (114) aufzubauen, die jeweils nur so groß sind, daß sie innerhalb der Anlage gewaschen und dekontaminiert werden können Vorzugsweise werden die Wannenelemente (114) so ausgeführt, daß sie zueinander dicht abschließen, so daß bei Überfließen eines Wannenelementes (114) das Substrat von den benachbarten Wannenelementen aufgenommen wir, ohne daß Flüssigkeit nach unten durch- dringt Das Auffangvolumen aller Wannenelemente (114) muß großer sein als das maximale Flussigkeitsvolumen, das aus der Anlage austreten kann(1 12) is closed. Within the washing chamber, the valve plate is lifted from the tub floor against the spring force by a suitable movement element (113), thereby allowing the substrate and the rinsing water to flow away. Since any part of the system can leak, through which biologically active cell substances can escape, it is necessary to install suitable collecting devices below the system, but these must be carried out again so that they can be cleaned of substrate contaminants and decontaminated advantageous to build up a collecting device in the form of individual divisible tub elements (114), each of which is only large enough to be washed and decontaminated within the system. Preferably, the tub elements (114) are designed so that they are tightly sealed to one another so that if a tray element (114) overflows, the substrate is taken up by the adjacent tray elements without liquid penetrating downwards. The collection volume of all tray elements (114) must be greater than the maximum liquid volume that can escape from the system
Falls die Abdichtung zwischen den einzelnen Wannenelementen (114) nicht als sicher genu angesehen werden kann, wird entweder ausschließlich oder zusatzlich zu den Wannenelementen (114) eine dichtgeschweißte großflächige Bodenwanne (115) unter dem gesamten Bereich der Anlage eingesetzt Da diese nicht in der Anlage gewaschen und dekontaminiert werden kann, wird sie vorzugsweise mit Flachenheizungen (116) an der Unterseite und den Seltenwanden ausgerüstet, durch die es möglich ist die Wanne nach dem Abpumpen der ausgetretenen Flüssigkeit soweit aufzuheizen, daß restliche anhaftende biologisch wirksame Zellsubstanzen sicher inaktiviert werdenIf the seal between the individual tub elements (114) cannot be regarded as safe enough, a tightly welded large-area floor pan (115) is used either exclusively or in addition to the tub elements (114) under the entire area of the system, as this is not washed in the system and can be decontaminated, it is preferably equipped with panel heaters (116) on the underside and the rare walls, by means of which it is possible to heat the tub after pumping out the leaked liquid to such an extent that residual adhering biologically active cell substances are safely inactivated
Die Auffangwannen werden mit einer geeigneten Alarmeinrichtung zur Meldung einer Undichtigkeit ausgerüstet, sowie mit einer Abpumpeinrichtung, die im zerlegten Zustand innerhalb der Anlage dekontaminierbar ist The drip pans are equipped with a suitable alarm device to report a leak, as well as with a pumping device that can be decontaminated within the system when disassembled
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- 1995-02-22 DE DE19506151A patent/DE19506151C1/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-02-20 WO PCT/DE1996/000262 patent/WO1996026021A1/en active Application Filing
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Publication number | Publication date |
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DE19506151C1 (en) | 1996-09-26 |
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