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Verfahren und Vorrichtung zum Bekämpfen von Verunrei-
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nigungen aus Mineralöl und Mineralölprodukten Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zum Bekämpfen von Verunreinigungen aus
Schadstoffen auf Oberflächen an und in Bauwerken, Fahrzeugen, Behältern, wie Tanks
und Kessel, Maschinen usw., sowie auch an der Erdoberfläche, insbesondere auf Wasseroberflächen,
unter Anwendung von chemisch, physikalisch, phydikochemisch, biochemisch oder biologisch
wirkenden Entgiftungsmitteln und anderen Behandlungsmedien, insbesondere zum Bekämpfen
von Mineralöl-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Verunreinigungen unter Anwendung von
Behandlungsmedium aus für den Abbau der jeweiligen Mineralöl-Kohlenwasserstoffe
bekannten Nikroorganismen, insbesondere Bakterien und für diese geeignetem Nährbodenmaterial.
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Es ist bekannt, Mineralöl-Kohlenwasserstoffe abbauende Mikroorganismen
und deren Nährbodenmaterial auf mit solchen Mineralöl-Kohlenwasserstoffen verunreinigte
Flächen,
beispielsweise Wasseroberflächen, zu streuen (vergl. FR-PS 71 20 003). Bei dieser
Behandlungsweise werden die Mikroorganismen unmittelbar und mehr oder weniger frisch
aus der Kultur kommend auf der verunreinig ten Stelle angebracht. Es ist daher schwer,
solche Mikroorganismen in für den Mineralöl-Abbau optimaler Weise gleichmässig über
grössere Flächen zu verteilen. Ausserdem werden grosse Mengen von Mikroorganismen
benötigt, wie sie in der Praxis kaum zur Verfügung stehen.
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Es ist auch bekannt, für den Abbau der jeweiligen Mineralöl-Kohlenwasserstoffe
geeigneten Mikroorganismen zusammen mit Nährbodenmaterial an vorher berechneter
Stelle auszusetzen und unter den jeweils herrschenden Witterungsbedingungen auf
die zu behandelnde Stelle niedergehen zu lassen. Bei günstigen Witterungsbedingungen
kann die Aerosolwolke relativ lang, ggf. einige Tage in Atmosphäre gehalten werden,
um dadurch die Mikroorganismen stark zu vermehren (vergl. DE-OS 25 06 612). Dieses
bekannte Verfahren ist aber von den Witterungsverhältnissen abhängig.
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Es kann praktisch auch nur an freien Erdoberflächen, insbesondere
auf See, angewandt werden und es kommt für dieses Verfahren auch nur das Aufbringen
relativ
kleiner Mengen von Mikroorganismen in Betracht und deshalb
auch nur die Bekämpfung von Verunreinigungsfilmen.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Bekämpfen von Verunreinigungen aus Mineralöl und Mineralölprodukten
zu schaffen, die sich in allen in der Praxis vorkommenden Fällen anwenden lassen,
insbesondere auch zum Bekämpfen von derartigen Verunreinigungen an der Innenfläche
von Hohlräumen. Ausserdem soll ermöglicht werden, eine der jeweiligen Stärke der
Verunreinigung entsprechende, ggf. auch grosse Menge von Mikroorganismen auf der
verunreinigten Stelle zu lagern.
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Schliesslich soll durch die Erfindung auch der Einfluss der Atmosphäre,
insbesondere des Luft-Sauerstoffes an den Mikroorganismen ausgeschlossen werden,
so dass auch anaerobe Mikroorganismen für den Abbau verunreinigender Mineralöl-Kohlenwasserstoffe
eingesetzt werden können.
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Die gestellte Aufgabe wird im erfindungsgemässen Verfahren dadurch
gelöst, dass das Behandlungsmedium in einen quasi stabilen Schaum aus für das aufge-
nommene
und in ihm transportierte Behandlungsmedium zumindest freundlichem, chemisch physikochemisch,
biochemisch oder biologisch, abbaufähigem, aufschäumbarem Stoff in Art eines Mehrphasensystems
eingelagert und mit diesem Schaum auf der verunreinigten Fläche gelagert wird.
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Dieser Schaum hat die Fähigkeit, die Kikroorganismen und das Nährbodenmaterial
in seinem intrazellularen Räumen, also in den zwischen den Blasenlamellen gebildeten
kapillaren Räumen in Art eines Zweistoffsystems zu "schleppen" oder auch in Art
einer Emulsion in einer Flotte zu lagern. Durch die Aufnahme der Mikroorganismen
und des Nährbodenmaterials wird die Kinematik des Schaumes nicht gestört, insbesondere
nicht die Kinematik eines Polyederschaumes.
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Der Schaum, insbesondere ein Polyederschaum baut sich nach und nach
an seiner Berührungsfläche mit der zu behandelnden Oberfläche ab, insbesondere in
Berührung mit Mineralöl-Kohlenwasserstoffen. Die dabei platzenden Schaumblasen geben
die in den Intra-zellularen Räumen gelagerten Mikroorganismen an die Oberfläche
der Verunreinigungen ab. Andererseits bietet ein solcher Schaum durch seine relativ
grosse Verweilzeit auf der Verunreinigung vorzügliche flöglichkeiten, um das Wachstum
der Mikroorganismen zu ermöglichen und
zu fördern. Es lässt sich
dadurch eine Vermehrung der ilikroorganismen noch in weit höherem Masse erreichen
als dies bei in der Atmosphäre in Schwebe gehaltenen Aerosolwolken möglich ist.
Da die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial in die zwischen den Schaumblasen
gebildeten kapillaren Räume aufgenommen sind, ist auch eine wirksame Ab-schirmung
der Mikroorganismen gegen die #tmosphäre, insbesondere den Luft-Sauerstoff gewährleistet,
so dass auch gegen Luftsauerstoff empfindliche Mikroorganismen in erfindungsgemässen
Verfahren ohne weiteres eingesetzt werden können.Da der Schaum sich praktisch jeglicher
Oberflächengestalt anzupassen vermag, bietet das erfindungsgemässe Verfahren auch
die Möglichkeit der Bekämpfung von Mineralöl-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Verunreinigungen
an jeglicher Stelle, beispielsweise in und an Bauwerken, Fahrzeugen, Behältern usw..
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Bevorzugt können im erfindungsgemässen Verfahren als aufschäumbares
Material hoch-molekulare, eiweißartige Stoffe, z.B. teilweise abgebaute Einweißstoffe
benutzt werden, denen man einen Stabilisierungszusatz beigibt. Insbesondere kommen
hierzu im wesentlichen hydrolisierte Proteine ggf. unter Zugabe von Stabili-
satoren
in betracht. Solches aufschäumbares Material ist relativ billig und auch bereits
zu Feuerlöschzwecken bewährt. Es bietet ausserdem den besonderen Vorteil, dass es
selbst ~eine nennenswerte Umweltbelastung verursacht und sich evtl. durch Mikroorganismen
selbst wieder zersetzen lässt.
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Man kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren die für die Beseitigung
der Verunreinigungen zu benutzenden Mikroorganismen so auswählen, dass sie auch
für den biologischen Abbau der aufschäumbaren Stoffe geeignet sind. Man kann aber
auch den für die Beseitigung der Verunreinigung ausgewählten Mikroorganismen solche
Mikroorganismen in mehr oder weniger geringer Menge beigeben, die die Schaum bildenden
Stoffe biologisch abbauen.
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Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann auch jederzeit Schaun nachgegeben
werden, und zwar entweder einmal oder mehrfach in seitlichen Abständen. Solcher
nachgegebener Schaum lagert sich dann auf dem ursprünglichen Schaum oder in dem
ursprünglichen Schaum.
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Auf diese Weise können erhebliche Mengen von Mikroorganismen und Nährbodenmaterial
nachträglich zugegeben werden.
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Die Anwendungsweise des Schaumes lässt sich im erfindungsgemässen
Verfahren auf jeden Einzelfall abstimmen.
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So kann beispielsweise eine Maschine oder ein Gebäudeteil mit dem
Mikroorganismen und Nährbodenmaterial enthaltenden Schaum intensiv eingeschäumt
werden, ähnlich wie man dies bei einer Brandbekämpfung ausführt.
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Ein Hohlraum, dessen Innenfläche Mineralöl-Kohlenwasserstoffe enthaltende
Verunreinigungen trägt, kann im erfindungsgemässen Verfahren mit dem die Mikroorganismen
und das Nährbodenmaterial enthaltenden Schaum gefüllt werden. Dadurch gelangt der
Schaum an alle Teile der Hohlraum-Innenfläche und trägt damit auch an alle Innenflächen
die für den Abbau der Mineralöl-Kohlenwasserstoffe ausgewählten Mikroorganismen
heran. Diese Variante des erfindungsgemässen Verfahrens kann beispielsweise zum
Reinigen von Öltanks, zum Reinigen von Laderäumen an Fahrzeugen, insbesondere Schiffen
u.dgl. eingesetzt werden. Wenn eine einmalige Schaumfüllung des Hohlraumes nicht
ausreichend Mikroorganismen heranbringt, kann im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens
ein Nachfüllen einmal oder mehrmals jederzeit vorgenommen werden.
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An freiliegenden Flächen, sei es auf der Erdoberfläche d.h. Land oder
See, können ohne weiteres mehrere Zentimeter dicke, beispielsweise 2 bis 10 cm dicke,
die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial enthaltende Schaumschichten gebildet
werden. Man kann auch in einem Abstand, beispielsweise 50 bis 100 m, oberhalb der
verunreinigten Fläche, beispielsweise eines Öltargets, einen Mikroorganismen und
Nährbodenmaterial führenden Schaum in Art von Schnee bilden und diesen schneeartigen
Schaum zur Bildung eines gleichmässigen Schaumbelages auf die verunreinigte Fläche
abschneien lassen. Diese Anwendungsmöglichkeit eignet sich insbesondere in solchen
Gebieten, wo man eine gleichmässige Schaumschicht nicht vom Boden her ausbilden
kann, beispielsweise in Hafengebieten oder in mehr oder weniger durchschnittenen
Gelände. Der Schaumschnee kann dabei durch Versprühen eines Gemisches von aufschäumbarem
Stoff und Gas, vorzugsweise Kohlendioxid entwickelnden Partikel gebildet werden
unter gleichzeitigem Zumischen des Nährbodenmaterials und der Mikroorganismen. Es
ist aber auch möglich den Schaumschnee durch intensives Verblasen von in einen Gasstrom,
beispielsweise Luftstrom gesprühtem aufschäumbaren Stoff zu bilden unter gleichzeitigem
Zumischen
des Nährbodenmaterials und der Mikroorganismen.
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Für die Bekämpfung sehr starker Verunreinigungen, beispielsweise öltargets,
bietet das erfindungsgemässe Verfahren eine besonders vorteilhafte Variante dahingehend,
dass auf einem Umfangsbereich und bzw. oder am Umfang der verunreinigten Flächen,
beispielsweise ei öltargets, eine dicke, beispielsweise 20 cm bis 50 cm dicke, Schaumbarriere
aufgebaut wird unter gleichzeitiger Zugabe des Nährbodenmaterials und der Mikroorganismen.
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Diese Schaumbarriere kann an denjenigen Randbereichen der Verunreinigung
angeordnet werden, von denen eine besonders starke Gefährdung ausgeht. Beispielsweise
kommt hierzu der der Küste zugewandte Rand einer küstennahen ölverunreinigung auf
See in betracht.
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Vielfach wird man aber die Schaumbarriere rings um die verunreinigte
Fläche herum aufbauen.
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In allen Fällen ist es möglich, dass ein von vornherein mit Nährbodenmaterial
und Mikroorganismen beladener Schaum auf die zu behandelnde Fläche aufgebracht,
bzw. in den zu behandelnden Hohlraum eingebracht und nachträglich mit zusätzlichem,
mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial beladenen Schaum überdeckt bzw.
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nachgefüllt wird, ggf. mehrfach in zeitlichen Abständen.
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Für die Durchführung des Verfahrens eignet sich eine einfache, hoch
wirksame Vorrichtung, die sich kennzeichnet durch: einen Schaumerzeuger, bei dem
ein Paar von Verteilerscheiben, die an ihrem Umfang einen ringförmigen Auslass-Schlitz
lassen, innerhalb einer ringförmigen Führungswand angebracht ist, und an seinen
Umfangskanten einen ringförmigenspalt gegenüber der Führungswand bildet, diesem
ringförmigen Spalt Einrichtungen zum Hindurchblasen von gasförmigem Medium parallel
zur Mittelachse des Verteilerscheibenpaares und der Führungswand zugeordnet sind,
während das Verteilerscheibenpaar selbst mit Einrichtungen zum Zuführen des aufzuschäumenden
Stoffes, des Nährbodenmaterials und der Mikroorganismen, vorzugsweise in seinem
mittlen Bereich versehen ist.
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Diese Vorrichtung lässt sich einfach und sicher stationär und beweglich
einsetzen, um je nach Anwendung fall dicke Schaumbarrieren, Schaumsohichten oder
auch Schaumschnee zu erzeugen. Um diese Vorrichtung den
verschiedensten
Anwendungsfällen gut anpassen zu können, ist es besonders vorteilhaft, den ringförmigen
Auslass-Schlitz des Verteilerscheibenpaares in seiner Weite verstellbar zu machen.
Aus gleichem Grund ist es auch vorteilhaft stattdessen oder auch zusätzlich den
Spalt zwischen der F#ührungswand und dem Umfang des Verteilerscheibenpaares in seiner
Weite verstellbar zu machen. Diese letztere Möglichkeit lässt sich besonders leicht
dadurch erreichen, dass die Führungswand sich nach dem Auslass hin axial erweiternd
ausgebildet ist und das Verteilerscheibenaar relativ zu dieser Führungswand axial
verstellbar angebracht ist.
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Eine Schaum erzeugende Vorrichtung dieser Art mit besonders hoher
Wirksamkeit ergibt sich dadurch, dass die Verteilerscheiben als kreisrunde, um ihre
Mittelachse rotierbare Schleuderscheiben und die Führungswand als zur Mittelachse
der Verteilerscheiben rotationssymmetrische Prallwand ausgebildet sind.
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Eine weitere Erhöhung der Wirksamkeit einer solchen Schaum#.Erzeugervorrichtung
kann dadurch erreicht werden, dass zwei oder mehr Verteilerscheibenpaare voreinander
angeordnet sind, und an ihrem jeweiligen
rückwärtigen zentralen
Einlass sich nach rückwärts erstreckende koaxiale zylindrische Einlasskragen aufweisen.
Mit dieser Vorrichtung kann die Beladung des Schaumes mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial
von Fall zu Fall variiert werden. Man kann beispielsweise die Mikroorganismen und
das Nährbodenmaterial in ein rückwärtiges Verteilerscheibenpaar eingeben, so dass
die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial mit dem Gasstrom intensiv in den an
einem vorderen Verteilerscheibenpaar entstehenden Schaum hineingeblasen werden.
Man kann aber auch den Schaum an einem rückwärtigen Verteilerscheibenpaar erzeugen
und die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial an einem vorderen Verteilerscheibenpaar
in diesen soeben erzeugten und sich noch aufweitenden und stabilisierenden Schaum
einimpfen.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Polyederschaum bei a)
in etwas vergrösserter
Darstellung und bei b) in nochmals vergrössertem
Schnitt; Fig. 2 schematisch die Behandlung eines Kessels an seiner Innenfläche mit
Mikroorganismen und Nährbodenmaterial enthaltendem Schaum; Fig. 3 schematisch das
Aufbringen einer Schaumbarriere mittels Hubschrauber; Fig. 4 das AufbrIngen einer
Schaumbarriere mittels Schiff; Fig. 5 eine küstennahe öl verunreinigung auf See
mit aufgebrachter Schaumbarriere; Fig. 6 das Aufbringen einer Schaumschicht oder
Schaummatte mittels Hubschrauber auf eine ölverunreinigung auf See; Fig. 7 das Abschneien
von Schaumschnee auf eine ölverunreinigung auf See; Fig. 8 eine öl verunreinigung
mit umgebender Schaumbarriere und aufgebrachter Schaumschneeschicht in Draufsicht;
Fig.
9 einen vertikalen Schnitt nach der Linie 9-9 der Figur 8; Fig. 10 einen mit Druckgas
arbeitenden Schaumerzeuger mit feststehendem Verteilerscheibenpaar in axialem Schnitt;
Fig. 11 einen mit Elektromotor arbeitenden, ein' Gebläse für die Erzeugung des benötigten
Gasstromes enthaltenden Schaumerzeuger in axialem Schnitt; Fig. 12 einen mit Stauluftstrom
arbeitenden, an ein Fahrzeug, insbesondere Luftfahrzeug, anzusetzenden Schaumerzeuger
in axialem Schnitt; Fig. 13 einen Schaumerzeuger mit Druckgasmotor als Antrieb in
teilweise axialem Schnitt; Fig. 14 einen Schaumerzeuger mit zwei hintereinander
angeordneten Verteilerscheibenpaaren in teilweisem axialem Schnitt und Fig. 15 einen
gegenüber Fig. 14 dahingehend abgewandelten Schaumerzeuger, dass das rückwärtige
Verteilerscheibenpaar feststehend und das vordere Verteilerscheibenpaar rotierend
ist.
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Der in Figur 1 dargestellte Polyederschaum 20 stellt einen Verband
polyedrisch geformter Blasen 21 dar, welche ihre Selbständigkeit verloren haben.
Zur Erzeugung von solchem Polyederschaum aus wässrigen Lösungen muss, wie bei der
Erzeugung von Schaum überhaupt, die Grenzflächenspannung gegenüber der Luft herabgesetzt
werden und durch mechanische Massnahmen Luft unter die Flottenoberfläche gebracht
werden.
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Dabei bilden sich an der Grenzfläche der Luft im Inneren der Flotte
Absorbtionsschichten, deren hydrophobe Gruppen der Luft und deren hydrophile Gruppen
der Wasserphase zugekehrt sind. Die aus der flüjsi,#en Phase aufsteigende Luftblase
umgibt sich beim Durchstossen der Flottenoberfläche mit einer Doppelsehieht, deren
Ausbildung von der kritischen Mizellenkonzentration .abhängig ist. An diesen Phasengrenzflächen
werden vorzugsweise solche Substanzen angereichert, deren Moleküle oder Ionen eine
Affinität für die jeweilige Phase haben, in der sie gelöst oder dispergiert sind.
Dies wird durch die hydrophoben oder hydrophilen Eigenschaften der Collidelektrolyten
oder Mizellencolloide begünstigt.
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Bei der Entstehung von Polyederschäumen handelt es sich somit, wie
bei der Entstehung von Schäumen überhaupt, um eine orientierte Adsorbtion von geeigneten
Molekülen an den Grenzflächen und die damit verbundene Erniedrigung der Oberflächenspannung.
Da die thermodynamischen Beziehungen zwischen der Konzentration der gelösten Substanz
und der Grenzfläche der Gibbsch'schen Gleichung folgen, erkennt man, dass die Grenzflächenaktivität
mit dem Adsorbtionsgrad steigt. Die Schaumlamelle 22 wird als Schicht charakterisiert,
welche beiderseits von einem Oberflächenfilm 23 oder von einem Oberflächenhäutchen
bedeckt ist. So enthält sie zwischen den solvatationsfähigen Gruppen Flüssigkeit.
Bei den mehr oder weniger stabilen Schaumgebilden verlangsamt sich mit abnehmender
Schichtdicke das Auslaufen der Flüssigkeit aus der Lamelle 22, und die Stabilität
des Schaumes nimmt zu, entsprechend dem Hagen-Poiseulle'schen Gesetz.
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Im Polyederschaum bildet sich der Blasenverband nur aus Film-- bzw.
Lamellenblasen 21. Das Bestreben des Oberflächenenergiepotentials nach einem Minimum
zwingt freie Luftblasen in eine minimale Krümmung, d.h. eine Kugelform. Es zwingt
Jedoch dem Blasenverband eine be-
stimmte Gleichgewichtsstruktur
auf. Bei einer lückenlosen Aufteilung des Raumes ist diese Gleichgewichtsstruktur
durch folgende Gesetze gekennzeichnet: In der Polyederkante müssen drei Polyederflächen
zusammenlaufen, von denen sich zwei unter einem Winkel von 1200 treffen (Plateau-Border).
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Die Polyederkanten müssen polyedrisch angeordnet sein.
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Diese Gleichgewichtsstruktur muss vorhanden sein, weil die Lamellen
22 sich spontan räumlich solange bewegen, bis dieses Gleichgewicht der Kapillarkräfte
erreicht ist.
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Bei den Polyederschäumen bilden sich zwischen und in den Blasenlamellen
22 kapillare Räume, in die sich Flüssigkeiten und ggf. kleine Teilchen einschleusen
lassen. Diese werden entweder in einem Zweistoffsystem "geschleppt oder auch in
die Flotte als Emulsion eingebracht, wobei die Kinematik des Polyederschaumes nicht
gestört werden darf und auch bei geeigneterWahl der Flüssigkeiten bzw. kleinen Teilchen
nicht gestört wird. Der in Figur 1 gezeigte Polyederschaum ist somit ein Schaumsystem,
das eine Suspension von Mikroorganismen in einer schaumfreundlichen Nährlösung enthält.
Dabei kann diese Nährlösung bereits in den
Schaumausgangsstoffen
gelöst oder emulgiert werden.
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Damit wird eine optimale Verteilung der Mikroorganismen im Schaumsystem
erreicht und bei den Abbauprozessen des Schaumes eine protrahierte, statistische
Verteilung von Mikroorganismen auf der zu behandelnden Oberfläche erzielt. Der Abbau
des Schaumes und damit das Freisetzen der Mikroorganismen und des Nährbodenmaterials
aus den Schaumlamellen 22 erfolgt nämlich im wesentlichen an derjenigen Oberfläche,
an die sich der Schaum anlagert, weil nämlich durch diese Anlagerung an die Oberfläche
die oben erläuterten Gleichgewichtsbedingungen der Schaumstruktur gestört sind.
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Als Schaummaterialien können z.B. abgebaute Eiweißstoffe dienen, die
man durch Zusatz von Acrylsäure, Saponin, Harnstoff, Tioharnstoff, Schwermetallsalze
u.dgl. stabilisiert. Auch können abbaufähige Kunstharzzusätze verwendet werden.
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Der in Figur 1 dargestellte Polyederschaum 20 ist als Nehrstoffsystem
aufgebaut und daher befähigt, Fremdstoffe zu tragen. Als solches Mehrstoffsystem
für einen Polyederschaum kommt beispielsweise auch Aryl-
alcylsulfonat
mit sog. Scheinstabilisatoren in betracht. Hierbei muss jedoch darauf geachtet werden,
dass für den Abbau oder sonstiges Entfernen des Arylacrylsulfonats Sorge getragen
wird.
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Für die Entwicklung des Schaumes ist auch daran zu denken beispielsweise
Gas entwickelnde Substanzen, beispielsweise CO2-Entwickler zu benutzen. Man kann
dann das Schaummaterial zusammen mit solchem C02-Entwickler wie bei einem Aerolisierungsprozess
vernebeln. Hierdurch kann eine Gasentwicklung und damit die Schaumbildung in den
Transportvorgang (Sedimentation) verzögert werden, so dass der Schaum erst in einer
Aerosolwolke entsteht und wie ein Schnee ausfällt, also abschneit.
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Als Mikroorganismen kommen praktisch alle bekannten, Mineralöl-Kohlenwasserstoffe
abbauende Mikroorganismen in betracht soweit sie mit dem jeweils ausgewählten Schaummaterial
verträglich sind. Hierzu kommen beispielsweise folgende Bakterien in betracht:
Candida
parapsilosis Candida tropicalis Candida utilis Aureobasidium pullulans Myrothecium
verrucaria Cladosporium cladosporiodes Saccharomyces cerevisiae Aspergillus sp.
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Rhodotorula sp.
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Candida lipolytica Micrococcus colpogenes Nocardia corallina Nocardia
globerula N-39 Nocardia globerula N-45 Nocardia opaca Nocardia rubra Nocardia paraffinae
Hierzu kommen die bereits zu diesen Mikroorganismen geeigneten, bekannten Nährbodenmaterialien
in betracht.
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Beispiele hierfür sind:
Nährboden I Handelsübliches
Nährbodenmaterial angepasst auf die jeweilige Bakterienart (~Difco',) 23,0 g Hefeextrakt
3,0 g Athylenclycol 5,0 ml Glycose 5,0 g Agar-agar 15,0 g destilliertes Wasser 1000
ml Nährboden II Proteine aus Baumwollfasern 510g NHLINO, 2,5 g (NH4)2HPO4 2,5 g
MgS04 0,2 g K2HP04 1,0 g Rohpetroleum 5,0 ml Meeressalz 35,0 g Leitungswasser 1000
ml Anstelle dieser Nährbodenmaterialien kommen auch jegliche anderen bekannten Thioglycolat-Nährböden
in betracht.
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Anstelle der genannten Bakterien können auch Pilze als Mikroorganismen
eingesetzt werden, beispielsweise Aureobasidium pullulans Myrotheciunj verrucarin
Cladosporium cladosporioides Aspergillus sp.K Für diese Pilze kommt insbesondere
mit Glycose angereichertes Agar-agar als Nährbodenmaterial in betracht.
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Im Rahmen der Erfindung können auch Mineralöl-Kohlenwasserstoffe abbauende
Hefen mit geeignetem Nährbodenmaterial in den Schaum eingefügt werden, wie sie bereits
in der obigen Liste mit angeführt sind. Für solche Hefen eignen sich insbesondere
Nährbodenmaterialien auf Thioglycolat-Basis.
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Da die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial in die Blättchenlamellen
des Schaumes aufgenommen werden, sind sie weitgehend gegen Einfluss der Luft und
des in den Blaschen enthaltenen, zur Bildung des Schaumes benutzten Gases (das in
den meisten Fällen ebenfalls Luft sein wird) abgeschirmt. Es können daher in dem
Schaum
bevorzugt auch solche Mikroorganismen eingesetzt werden, die gegen Luft, insbesondere
Sauerstoff empfindlich sind. Dadurch wird die durchaus beachtliche Gruppe der Anaerobier
für die mit der Erfindung verfolgten Zwecke eingesetzt werden.
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Die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial können von vornherein
dem Schaummaterial beigemischt oder in dem Schaummaterial dispergiert werden, sodass
die Schaumbildung aus einem solchen Gemisch oder einer solchen Dispersion erfolgt.
Man kann aber auch die Mikroorganismen und deren Nährbodenmaterial bei der Schaumbildung
selbst in das Schaummaterial einbringen, beispielsweise durch Einführen zusammen
mit dem den Schaum bildenden Gasstrom. Eine andere Möglichkeit besteht beispielsweise
darin, die Mikroorganismen und das Nährbodenmaterial in den entstehenden Schaum
hineinschleudern, beispielsweise mit einem zentrifugenartig rotierenden Verteilerscheiben-paar.
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Der mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial beladene Schaum lässt
sich in besonders einfacher, sicherer Weise handhaben, um mit Mineralöl-Kohlenwasserstoffen
verunreinigte Flächen verschiedenster Art zu behandeln.
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Figur 2 zeigt als ein Beispiel wie ein Kessel 30 an seiner Innenfläche
mit dem mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial beladenen Schaum 20 zu behandeln
ist. Hierzu wird ein Schaumerzeuger 31 über eine Schlauchleitung 32 an den Kessel
angeschlossen.
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Wie Figur 2 zeigt, kann die Schlauchleitung 32 durch das Mannloch
33 des Kessels eingeführt werden, während man vorzugsweise die Entlüftungsöffnung
34 des Kessels 30 öffnet. Der Schaumerzeuger 31, der beispielsweise ein solcher
nach Figur 10 sein kann, wird von einer Druckgasquelle 35 mit der zur Bildung und
zum Transport des Schaumes benötigten Druckluft gespeist. Von dem Behälter 36 wird
Schaummaterial in den Schaumerzeuger 31 überführt und vom Behälter 37 eine ausgewählte
Mikroorganismen-Nährboden-Suspension.
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Der im Schaumerzeuger 31 gebildete Schaum wird durch die Schlauchleitung
32 in den Kessel 30 geblasen, wobei die zum Transport des Schaumes benutzte Druckluft
durch das Mannloch 33 und die Entlüftungsöffnung 34 entweicht. Der Kessel 30 wird
auf diese Weise vollständig mit Schaut gefüllt und über einen gewünschten Zeitraum,
beispielsweise zwei bis drei Tage, mit der Schaumfüllung belassen. Zwischenzeitig
kann einmal oder mehrfach mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial beladener Schaum
nachgefüllt werden.
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Nach Ablauf der Behandlungszeit wird der Kessel ausgewaschen, wobei
man den Waschmedium schaumbrechende mittel beigeben kann.
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Figur 3 betrifft die Anwendung des mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial
beladenen Schaumes bei der Bekämpfung von öl verunreinigungen auf See. Speziell
zeigt FigUr 3, wie mit Hilfe eines Hubschraubers 40 eine Schaumbarriere 43 ani Rand
eines öltargets 42 aufgebaut werden kann. Der Hubschrauber 40 trägt dazu einen Schaumerzeuger
~41, der in diesem Beispiel einen Aufbau haben kann, wie er in Figur 11 wiedergegeben
ist. Man könnte sich vorstellen, einen Schaumerzeuger entsprechend Figur 12 zu benutzen,
jedoch ist zu überlegen, dass der Hubschrauber 40 für die Bildung der Schaumbarriere
~43 relativ langsam und in sehr geringer Höhe über der Wasserfläche bzw. dem öltarget
42 zu fliegen hat. Es ist deshalb bei solchem Einsatz nicht mit der Bildung eines
für den Antrieb eines Schaumerzeugers nach Figur 12 erforderlichen Luftstaus zu
rechnen. Wie Figur 3 zeigt, sind im Hubschrauber die für die Speisung des Schaumerzeugers
41 erforderlichen Aggregate, nämlich ein Drucklufterzeuger 35 beispielsweise ein
Kompressor, ein Vorratstank 36 für
Schaummaterial und ein Vorratstank
37 für Mikroorganismen-Nährboden-Suspension untergebracht. Das Vermischen der Mikroorganismen-Nährboden-Suspension
mit dem Schaummaterial erfolgt vor der Schaumbildung in dem Schaumerzeuger 41. Der
Hubschrauber 40 fliegt mit geringer Geschwindigkeit und geringer Höhe, beispielsweise
2 bis 5 m Höhe entlang des Randes der ölverunreinigung 42. Wie Figur 3 zeigt, legt
sich dann der aus der Öffnung des Schaumerzeugers 41 kommende Schaumstrom als Barriere
über den Rand der jeweiligen öl verunreinigung. Dicke und Breite der so gebildeten
Schaumbarriere 43 lassen sich durch die Fluggeschwindigkqt des Hubschraubers variieren.
Wenn es nicht möglich ist, mit einmaligem Überfliegen des Randes einer ölverunreinigung
42 eine ausreichend breite Schaumbarriere 43 zu bilden, kann der Hubschrauber 40
wiederholt entlang des Randes der ölverunreinigung 42 fliegen, um dadurch die Schaumbarriere
43 in gewünschter Weise hinsichtlich Breite und Dicke zu verstärken. Wenn die Schaumbarriere
im Laufe der Behandlungszeit zu dünn geworden ist, kann mit dem Hubschrauber 40
erneut Schaum aufgetragen werden.
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Wie Figur 4 zeigt, kann eine Schaumbarriere 43 auch in der Weise gebildet
werden, dass man den Schaumerzeuger 41 auf einem Boot oder Floß 45 anbringt, das
von einem Schiff 46 am Rand, jedoch innerhalb der ölverunreinigung 42 geschleppt
wird. Die zur Speisung des Schaumerzeugers notwendigen Aggregate sind dann auf dem
Schiff 46 untergebracht, und über eine Leitung, vorzugsweise Schlauchleitung 47
mit dem Schaumerzeuger 1 verbunden. Die Arbeitsweise ist dabei im wesentlichen gleich
derjenigen, wie oben hinsichtlich Figur 3 erläutert. Um zu verhindern, dass der
den Schaumerzeuger 41 verlassende Schaumstrom 48 zu früh auf die Oberfläche der
ölverunreinigung 42 gelangt, bevor er sich ausreichend ausbreitet, kann der Schaumerzeuger
41 auf dem Boot 45 mit seiner Schaumauslassöffnung etwas schräg nach oben angestellt
werden.
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Figur 5 zeigt die Anordnung einer Schaumbarriere 43 am Rand einer
küstennahen öl verunreinigung 42, und zwar insbesondere für einen Anwendungsfall,
bei dem die öl verunreinigung 42 durch Einfluss von Wind und Meeresströniung gegen
die Küste 49 gedrückt wird.
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Wenn bei solchen Voraussetzungen die ölverunreinigung 42 nicht allzugrosse
Ausmasse hat, kann die Anlage der Schaumbarriere 43 bereits für die wirksame Bekämpfung
der
ölverunreinigung 42 ausreichen. Evtl. ist diese Schaumbarriere 43 von Zeit zu Zeit
aufzufrischen bzw. zu erneuern. Die ölverunreinigung 42 wird dann durch Wind- und
Strömungseinflüsse in die Schaumbarriere 43 hineingeschoben. Da der Schaum ein starkes
Haftvermögen auf der öloberfläche hat, kann die ölverunreinigung 42 nicht unter
der Schaumbarriere 43 hinweg gegen die Küste 49geschoben werden. Ausserdem hat die
Schaumbarriere 43 den besonderen Vorteil, dass sie ausreichend Schaumvorrat bereithält,
um die durch die Bewegung der Ölverunreinigung im Bereich der Barriere 43 frei werdenden
öl flächen sofort zu besetzen. Die durch die Meeresoberfläche verursachte Bewegung
in der ölverunreinigung 42 hat ferner zur Folge, dass beim Abbau des Schaumes on
Flüssigkeit oder Suspension übergehendes Gemisch von Schaummaterial, Nährbodenmaterial
und Mikroorganismen in die ölverunreinigung eingearbeitet werden, und mit dem Öl
ein Gemisch oder eine Suspension bilden, die die Mikroorganismen zum Abbau des Öles
hoch wirksam werden lässt.
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Die Schaumbarriere 43 hat auch den Vorteil, dass sie das Auftreten
von olfilmen aus der ölverunreinigung 42 nach der Küste hin unmöglich macht, weil
der Schaum jegliches verunreinigendes öl in den Bereich
Selbst
wenn Teile des öls aus dem Bereich der Schaumbarriere 43 entweichen und einen Film
bilden könnten, wären diese aus dem Bereich der Schaumbarriere 43 kommenden Ölteile
bereits stark mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial geimpft und würden dadurch
zu sehr schnellem Abbau solcher Ölfilme neigen.
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Figur 6 zeigt eine Variante für die Anwendung von mit Mikroorganismen
und Nährbodenmaterial beladenem Schaum zur Bekämpfung von öl verunreinigungen 42
auf Wasseroberflächen 50, beispielsweise auf hoher See. Auch in diesem Beispiel
wird ein Hubschrauber 40 eingesetzt, der ebenso wie im Beispiel der Figur 3 mit
einem Schaumerzeuger 41 ausgerüstet ist. Der Unterschied gegenüber dem Anwendungsfall
nach Figur 3 besteht im wesentlichen darin, dass der Hubschrauber 40 in grösserer
Höhe und mit grösserer Geschwindigkeit über die Ölverunreinigung 42 fliegt. Der
den Schaumerzeuger 41 verlassende Schaumstrom wird dadurch stärker verteilt und
bildet eine mattenartige Schaumauflage 52 auf der ölverunreinigung 42, beispielsweise
mit einer Schaumdicke von 10 bis 30 cm. Diese Schaummatte 52 wird man bevorzugt
über die gesamte Verunreinigung, also ein ganzes öl target 42 legen. Hierzu hat
der Hubschrauber
lediglich durch Hin- und Herfliegen über der Ölverunreinigung
42 eine Schaumbahn neben die andere zu legen.
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Da der Hubschrauber in einer Höhe von etwa 10 bis 20 m über die ölverunreinigung
42 fliegt, ist das Nebeneinanderlegen solcher Schaumstreifen ohne weiteres möglich.
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Mit der Schaummatte 52 wird eine gleichmässige Verteilung von Nährbodenmaterial
und Mikroorganismen über die ölverunreinigung 42 gelegt. Durch die Stabilität des
Schaumes und damit seine Verweilzeit auf der öl verunreinigung 42 werden die Mikroorganismen
innerhalb des Schaumes, bevor sie mit dem verunreinigenden Mineralöl-Kohlenwasserstoff
in Berührung kommen, stark vermehrt und in hoch wirksame vegetative Form übergeführt.
Durch die Berührung mit dem verunreinigenden Mineralöl wird der Schaum bevorzugt
abgebaut. Dadurch wird ständig ein Gemisch oder eine Suspension von Schaummaterial,
Nährbodenmaterial und Mikroorganismen filmartig oder schichtartig auf die Oberfläche
der ölverunreinigung 42 gegeben (vergl. bei 54 in Figur 1b).
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Durch die durch die Bewegung der Wasseroberfläche hervorgerufene ständige
gedämpfte Bewegung der Ölverunreinigung 42 werden ständig Teile der Öloberfläche
unterhalb der ölmatte 52 von der Beschichtung 54 aus dem genannten Gemisch oder
der genannten Suspension frei.
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Es tritt dann an solchen Stellen durch die Berührung von Schaum mit
Mineralölverunreinigung ein verstärkter Schaumabbau ein, so dass sofort wieder dieser
freiwerdenden Verunreinigungsfläche Mikroorganismen und Nährbodenmaterial zugeführt
werden. Die erläuterte Umhüllung bzw. Beschichtung 54 der ölverunreinigung 42 mit
einem Gemisch oder einer Suspension aus Schaummaterial, Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
wird auch bei der Bildung einer solchen Schaummasse 52 das Austreten von öl filmen
aus der ölverunreinigung 42 verhindern oder zumindest stark behindern. Sollten dennoch
aus irgendwelchen Gründen öl filme aus der Ölverunreinigung 42 austreten, so sind
diese bereits stark mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial geimpft und werden
dann relativ schnell abgebaut.
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Für sehr grossflächige ölverunreinigungen 42, bei denen es schon allein
aus Gründen der notwendig würdenden Materialmengen nicht möglich ist, eine geschlossene
Schaummatte 52 aufzulegen, kann gemäss Figur 7 ein dünnerer, beispielsweise ein
1 bis 5 cm dicker Schaumbelag 55 gebildet werden,stda# der in beispielsweist 50
bis 100 m Höhe über der öl verunreinigung 42 beispielsweise mittels eines Hubschraubers
40 freigesetzte Schaumstrom 48 flockenartig aufgelöst wird und
eine
Art Schneewolke 53 aus Schaum bildet. Diese Schaumflocken schneien dann wie Schnee
auf die Ölverunreinigung 42 ab, um dort einen gleichmässigen Schaumbelag 55 zu bilden.
Der Hubschrauber 40 kann, wie in den Beispielen der Figuren 3 und 6, mit einem Schaumerzeuger
41 ausgerüstet sein. Das Auflösen des Schaumstrahles 48 wird dann durch Einstellung
an dem Schaumerzeuger erhöhte Fluggeschwindigkeit des Hubschraubers 40 hervorgerufen.
Es ist aber auch möglich, den Hubschrauber 40 mit einem Schaumerzeuger 51 auszustatten,
der im wesentlichen entsprechend Figur 12 aufgebaut ist. Dieser Schaumerzeuger benutzt
die an seiner Vorderseite durch die Fluggeschwindigkeit des Hubschraubers aufgestaute
Luft zum Aufschäumen des Schaummaterials, wie dies im Zusammenhang mit Figur 12
näher erläutert wird. Eine weitere abgewandelte Möglichkeit zur Bildung einer Schaumschneewolke
53 besteht darin, dass ein Gemisch oder eine Suspension von Schaummaterial, Gase
abgebendem Material, Nährbodenmaterial und Mikroorganismen als Aerosol oberhalb
der Öl verunreinigung 42 in die Atmosphäre abgegeben wird. Durch die von dem Gas
abgebenden Material freiwerdenden Gase wird dann das Schaummaterial aufgeschäumt
und die Aerosolwolke in eine Schaumschne-ewolke Uber-
geführt.
Das Gase abgebende Material kann feinkörniger Feststoff sein. Bevorzugt kommen Kohlendioxid
abgebende Materialien in betracht. Solche Gase abgebenden Materialien sind ansich
im Handel erhältlich.
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Die auf diese Weise gebildete dünne Auflageschicht verhält sich im
wesentlichen gleich wie die in Figur 6 gezeigte Schaummatte 52, wobei sie allerdings
nur eine geringere Menge an Mikroorganismen pro Flächeneinheit der ölverunreinigung
42 zur Verfügung stellen kann.
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Da aber die Mineralöl-Kohlenwasserstoff abbauenden Mikroorganismen
sich auch in der ölverunreinigung weiter vermehren, hat die Zugabe einer kleineren
Menge von Mikroorganismen lediglich zur Folge, dass der Abbau der öl verunreinigung
42 etwas mehr Zeit in Anspruch nimmt.
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Die Figuren 8 und 9 zeigen eine kombinierte Anwendung von Schaumbarriere
43 und aufgeschneitem Schaumbelag 55. Die Schaumbarriere 43 ist in diesem Beispiel
um den gesamten Umfang der ölverunreinigung 42 gelegt, während der aufgeschneite,
wesentlich dünnere Schaumbelag 55 in die von der Schaumbarriere 43 umgebende Oberfläche
der öl verunreinigung 42 hineingelegt ist.
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Wie die Figur 9 zeigt, ist die Schaumbarriere 43 so breit ausgebildet,
dass sie über den Umfangsrand der ölverunreinigung 42 hinausgreift, also auf eine
gewisse Breite noch auf der im wesentlichen verunreinigungsfreien Wasseroberfläche
liegt. Auf diese Weise wird das Austreten von öl filmen aus der Verunreinigung 42
praktisch unmöglich gemacht. Bei dieser kombinierten Anwendung sind am Umfangsrand
der Ölverunreinigungen 42 grössere Mengen von Mikroorganismen und Nährbodenmaterial
zur Verfügung, so dass dort beschleunigter Abbau der ölverunreinigung 42 eintritt.
Da der Schaum der Barriere 43 wesentlich höhere Affinität zur Adsorbtion mit dem
Mineralöl als mit dem Meereswasser hat, ist die Schaumbarriere mit ihren über den
Umfang der Ölverunreinigung hinausgreifenden Bereichen bestrebt, sich auf die ölverunreinigung
zurückzuziehen. Dadurch wird einerseits die ölverunreinigung 42 in ihrer Fläche
zusammengehalten, und andererseits auchdle Schaumbarriere bei beschleunigtem Abbau
der Ölverunreinigung 42 am Umfangsbereich zusammengezogen. Durch die ständige Walkwirkung
der Bewegung in der Meeresoberfläche werden sowohl im Bereich der Schaumbarriere
43 als auch im Bereich des dünneren Belages 55 die Mikroorganismen intensiv mit
dem abzubauenden verunreinigenden öl in Berührung gebracht, so dass sich eine
entsprechend
Fig. 8 und 9 behandelte Ölverunreinigung von außen nach innen fortschreitend abbauen
läßt.
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Die Fig. 10 bis 15 zeigen einige Ausführungsbeispiele für den Aufbau
von Schaumerzeugern. Alle dargestellten Schaumerzeuger können auch als Aerosolerzeuger
eingesetzt werden,beispielsweise für den Fall, dass der Schaum durch Beigabe von
Gas abgebenden Mitteln zu einem Aerosol aus Schaummaterial gebildet werden soll.
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Bei dem in Figur 10 gezeigten Beispiel ist ein Schaumerzeuger 31 im
Inneren eines sich nach der Schaumauslassöffnung 60 hin aufweitenden Gehäuses 61
ein Paar von Verteilerscheiben 62, 63 eingesetzt. Die rückwärtige Verteilerscheibe
62 ist an ihrer Rückseite im wesentlichen als aerodynamischer Körper ausgebildet
und in einen entsprechenden Aufnahmekörper 64 des Gehäuses 61 eingesetzt derart,
dass zwischen diesem Aufnahmekörper 64 und der rückwärtigen Verteilerscheibe 62
ringsum verteilt Führungskanäle 65 für gasförmiges Aufschäummedium, beispielsweise
Druckluft, gebildet sind. Diese Kanäle münden in einen zwischen der Gehäusewand
66 und dem Umfang der Verteilerscheiben 62 und 63 gebildeten Ringspalt 67. Die Zuführung
des gasförmigen Aufschäummedium erfolgt über einen Zuführungsstutzen 68.
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Die rückwärtige Verteilerscheibe 62 ist mittels nicht dargestellter
Schraubenverbindungen oder dergleichen an den rippenförmig einwärts vorstehenden
Teilen 69 des Aufnahmekörpers 64 gehalten. Die rückwärtige Verteilerscheibe 62 ist
zu einer Mulde 70 ausgebildet, die von der kalottenförmig ausgebildeten vorderen
Verteilerscheibe 63 überdeckt ist. Beide Verteilerscheiben 62 und 63 bilden einen
ringörmigen Auslassschlitz 71. Die Zuführung des Schaummaterials und der Suspension
von Nährbodenmaterial und Mikroorganismen erfolgt von Anschlußnippeln 72 über Zuführungskanäle
73 in eine zentral zur rückwärtigen Verteilerscheibe 62 angeordnete Mischkammer
74 und von dort in die Mulde 70 der rückwärtigen Verteilerscheibe 62.
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Zur Einstellung der Weite des Schlitzes 71 ist die vordere Verteilerscheibe
63 mit einem zentralen, axial angeordneten Gewindeschaft 75 in einer zentralen axial
angeordneten Gewindebohrung 76 der rückwärtigen Verteilet scheibe 62 gehalten. Die
Einstellung der Weite des Schlitzes 71 erfolgt durch Verdrehen des Schaftes 75 bzw.
der Einheit von Schaft 75 und vorderer Verteilerscheibe 63.
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Die Einstellung der Weite des Spaltes zwischen dem Umfang der Verteilerscheiben
62 und 63 und der Führungswand 66 erfolgt durch axiales Verstellen dieser sich zur
Auslassöffnung 60 hin erweiternden Führungswand 66 am Aufnahmekörper 64, wobei die
jeweilig vorgenommene Einstellung mittels Klemmschrauben 77 gesichert wird.
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Durch Einblasen von gasförmigem Medium in den Anschlussstutzen 68
wird ein ringförmiger Gasstrom durch den Spalt 67 erzeugt, der das in der zentralen
Mischkammer 74 gebildete und von dort in die Mulde 70 der rückwärtigen Verteilerscheibe
62 eingeführte Gemisch von Schaummaterial, Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
durch den Schlitz 71 mitreisst und hinter der vorderen Verteilerscheibe 63 unter
Schaumbildung verwirbelt und dann als Schaumstrom entlang der Führungswand 66 durch
die Auslassöffnung 60 bläst. Die Schaumdiaite lässt sich reproduzierbar durch Einstellung
der Weite des Schlitzes 71 und des Spaltes 67 regeln. Das Mass der Beladung des
Schaumes mit Nährbodenmaterial und Mikroorganismen lässt sich durch Einstellung
des Mischungsverhältnisses von Schaummaterial, Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
reproduzierbar regeln.
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Das optimale Beladungsmass des Schaumes mit Mikroorganismen und Nährbodenmaterial
ist anhand des gewählten Schaummaterials und der gewählten Mikroorganismen und
des
gewählten Nährbodenmaterials von Fall zu Fall durch Vorversuche leicht zu ermitteln
und soll so beschaffen sein, dass der Schaum möglichst viel Nährbodenmaterial und
Mikroorganismen aufnimmt, aber optimale Stabilität behält.
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Eine abgewandelte Ausführungsform des Schaumerzeugers 81 ist in Figur
11 gezeigt. Innerhalb des Schaumerzeugergehäuses 61 ist ein rotierendes Paar von
Verteilerscheibep 82, 83 angeordnet. Diese Verteilerscheiben 82, 83 haben kreisrunden
Querschnitt und sind von einer zur Mittelachse der Verteilerscheiben 82 und 83 rotationssymmetrischen
Führungs- und Prallwand 66 umgeben, die wie im Beispiel der Figur 10 sich nach dem
Auslassltn erweitert und mit dem Umfang der Verteilerscheiben 82 und 83 einen ringsumlaufenden
Spalt 67 bildet, während zwischen den Verteilerscheiben 82 und 83 der Auslass-Schlitz
71 besteht. Zu dem Rotationsantrieb der Verteilerscheiben 82 und 83 ist die vordere
Verteilerscheibe 83 mit einer axial verstellbaren Verbindung 84 auf der von einem
Elektromotor 87 in Drehung versetzten Antriebswelle 85 befestigt, während die rückwärtige
Verteilerscheibe 82 mit Hilfe eines spinnenartigen Verbindungsstückes 86 fest auf
der Antriebswelle 85 sitzt. Die rückwärtige Verteilerscheibe
82
hat einen mittleren zylindrischen rückwärtigen Kragen 88, der in die Mischkammer
74 greift und das Schaummaterial und die Suspension von Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
aufnimmt. Im Unterschied zu dem Schaumerzeuger 71 gemäss Figur 10 sind im Schaumerzeuger
81 hinter der rückwärtigen Verteilerscheibe 82 Aufnahmetanks 89 und 90 für das Schaummaterial
und die Suspension von Nährbodenmaterial und Mikroorganismen angeordnet. Aus diesen
Aufnahmetanks 89 und 90 führen Beschickungsleitungen 91 über von aussen zu steuernde
Beschickungspumpen oder Beschichtungsventile 92 zum Inneren des zylindrischen Kragens
88. Die Tanks 89 und 90 sind mit nicht dargestellten, aus dem Schaumerzeugergehäuse
61 nach aussen führenden Füllanschlüssen versehen, die auch während des Betriebes
des Schaumerzeugers 81 ständig an Nachbeschickungsleitungen angeschlossen sein können.
Da in diesem Beispiel die Rotationsbewegung des Verteilerscheibenpaares 82, 83 durch
den Elektromotor 87 erfolgt, ist an diesen Elektromotor 87 noch ein axial ansaugendes
und radial blasendes Gebläse 93 angeschlossen, das Luft von einer Ansaugleitung
94 über Zweigleitungen 95 in einen ringförmig die Tanks 89 und 90 umgebenden Luftkanal
96 fördert. Dieser ringförmige Luftkanal 96 endet in dem durch axiales Verstellen
der Führungs- und Prallwand in der Weite verstellbaren Ringspalt 67.
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Die Arbeitsweise dieses Schaumerzeugers ist im wesentlichen gleich
derjenigen eines Schaumerzeugers nach Figur 10. Jedoch kommt hinzu, dass durch die
Rotation der Verteilerscheiben 82 und 83 den aus dem Schlitz 71 austretenden Schaummaterial
und Suspension aus Nährbo denmaterial und Mikroorganismen eine zusätzliche radiale
Bewegungskomponente erteilt wird, durch die dieses Material zumindest teilweise
gegen die Innenfläche der Führungs- und Prallwand geschleudert wird. Hierdurch wird
die Intensität der Verteilung des Materials und des Aufschäumens in der den ringförmigen
Spalt 67 durchströmenden Luft wesentlich verstärkt, wie dies durch die Bewegung
des Schaummaterials und der Suspension von Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
wiedergebenden punktierten Pfeile angedeutet ist. Dabei ist zu beachten, dass im
Schlitz 71 bereits fein verteiltes Material direkt von der Luft im ringförmigen
Spalt 67 aufgenommen wird, während noch relativ grob verteiltes Material eine Feinverteilung
durch Auftreffen auf die Führungs- und Prallwand 66 erhält.
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Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Schaumerzeuger 51,
der an mehr oder weniger schnell bewegte Fahrzeuge, beispielsweise Flugzeuge angesetzt
werden kann. Bei diesem Schaumerzeuger wird die an der Vorder-
seite
durch die Bewegung in der Atmosphäre aufgestaute Luft einerseits als Aufschäummittel
benutzt und andererseits gleich zur Erzeugung der Rotationsbewegung der Verteilerscheibe
82, 83 ausgenutzt. Im Unterschied zu einem Schaumerzeuger 81 nach Figur 10 hat deshalb
der Schaumerzeuger 51 der Figur 12 an der Vorderseite eine Luftauffang- und Einlassöffnung
100, in der eine von der aufgestauten Luft angetriebene Turbine 101 auf der sich
axial durch das Gehäuse 102 des Schaumerzeugers 51 erstreckenden Antriebswelle 85
sitzt.
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Die Auslassöffnung 60 des Schaumerzeugers ist an dessen rückwärtigen
Ende angeordnet und wiederum mit einer sich nach dem Auslass hin erweiternden Führungs-
und Prallwand 66 ausgestattet, die mit der Umfangskante der Verteilerscheiben 82
und 83 einen ringförmigen Spalt 67 bildet. Die Weite dieses Spaltes ist dadurch
verstellbar, dass die Gesamtheit von Turbine 101, Antriebswelle 85 und Verteilerscheiben
82, 83 sowie Zwischenturbine 101 und Verteilerscheiben 82, 83 angeordneten Tanks
89, 90 axial im Gehäuse 102 verstellbar und mit nicht dargestellten Einrichtungen
feststellbar ist.
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Die Weitenverstellung des Schlitzes 71 zwischen den Verteilerscheiben
82 und 83 erfolgt mit einer verstellvorrichtung 84 analog z.B. der Figur 11.
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Im Unterschied zum Beispiel nach Figur 11 ist das Gehäuse 102 als
Zusatztank 103 ausgebildet, von dem eine flexible Leitung 104 über eine von aussen
gesteuerte Zuteilerpumpe 105 oder ein entsprechendes Zuteilerventil mit der Mischkammer
74 verbunden ist, in die auch die über die von aussen gesteuerten Zuteilerpumpen
92 bzw. Zuteilerventile geführten Zuführungsleitungen 91 aus den Tanks 89 und 90
münden.
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Abgesehen von der Art der Erzeugung des zum Aufschäumen im ringförmigen
Spalt 67 benutzten Luftstromes und der für die Rotationsbewegung der Verteilerscheiben
82 und 83 benutzten Drehbewegung ist die Arbeitsweise des Schaumerzeugers 51 gemäss
Figur 12 die gleiche wie des Schaumerzeugers 81 gemäss Figur 10.
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In Figur 13 ist ein Schaumerzeuger 41 gezeigt, der ausgehend von einem
Schaumerzeuger 81 gemäss Figur 11 folgende Abwandlungen aufweist: 1) Die Rotationsbewegung
der Verteilerscheiben 112, 113 wird durch einen Druckluftmotor 114 erzeugt. Hierzu
wird die Druckluft tangential in eine im wesentlichen zylindrische Wirbelkammer
115 eingeführt, an deren Umfangswand Auslässe 116 im wesentlichen radial angebracht
sind. Von diesen Auslässe 116 wird Druckluft über die Leitungen 117 zu dem Ringspalt
67
geführt. Zentral wird Luft aus der Wirbelkammer 115 mit der
Leitung 118 zum Antrieb des Motors 114 entnommen.
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2) Die Verteilerscheiben 112 und 113 bilden nicht mehr einen verstellbaren
Schlitz, sondern sind an ihrem Umfang mit einem ringförmigen porösen Verteilerkörper
119 ausgestattet, durch dessen sich im wesentlichen radial erstreckenden Durchlässe
das Gemisch von Schaummaterial und Suspension aus Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
gedrückt wird, um fein verteilt in den Spalt 67 und damit in den Einfluss des dort
herrschenden axialen Luftstromes zu gelangen. Im allgemeinen reicht die Botationsbewegung
der Verteilerscheiben 112, 113 und des zwischen ihnen eingesetzten ringfömigen porösen
Verteilerkörpers 119, um diese Materialien in ausreichender Menge austreten zu lassen.
Eine Unterstützung kann dadurch erfolgen, dass - wie bei 120 angedeutet - die Auspuffluft
des Motors 114 ganz oder teilweise in die Mischkammer 74 und von dort zusammen mit
dem zu verteilenden Gemisch durch den Verteilerkörper 120 gedrückt wird. Im übrigen
ist der Aufbau grundsätzlich der gleiche wie im Beispiel der Figur 11. Es werden
deshalb im übrigen auch die gleichen Bezugszeichen in Figur 13 benutzt.
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Figur 14 zeigt einen Schaumerzeuger 81, der gegenüber demjenigen nach
Figur 11 dahingehend abgewandelt ist, dass zwei Paare von Verteilerscheiben 82,
83; 82', 83' hintereinander angeordnet sind. Wie Figur 14 zeigt, ist es dadurch
möglich, die verschiedenen Materialien getrennt durch je ein Verteilerscheibenpaar
zu führen. Beispielsweise kann man die Suspension von Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
aus dem Tank 90 in das rückwärtige Paar von Verteilerscheiben 82, 83 durch deren
zylindrischen Kragen 88 einleiten, während das Schaummaterial aus dem Tank 89 über
den zylindrischen Kragen 88' in das vordere Verteilerscheibenpaar 82', 83' geführt
wird. Bei dieser Arbeitsweise wird im Ringspalt 67 zunächst ein Aerosol von diesen
Ringspalt 67 durchströmender Luft mit der Suspension von Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
gebildet.
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Dieses Aerosol wird dann als im wesentlichen gasförmiges Medium zur
Erzeugung eines Schaumes mit dem aus dem Verteilerscheibenpaar 82', 83' tretenden
Schaummaterial im ringförmigen Spalt 67' benutzt.
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Eine weitere Abwandlungsmöglichkeit ist in Figur 15 gezeigt. Hiernach
ist ein rückwärtiges feststehendes Verteilerscheibenpaar 62 , 63 vorgesehen, das
in ähnlicher Weise wie im Beispiel der Figur 10 aufgebaut ist.
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Vor dieses rückwärtige, feststehende Verteilerscheibenpaar 62, 63
ist ein rotierendes Verteilerscheibenpaar 82', 83', wie im Beispiel der Figur 14,
eingesetzt. Die Arbeitsweise dieses Schaumerzeugers 81 gemäss Figur 15 ist praktisch
die gleiche wie diejenige des Schaumerzeugers 81 nach Figur 14. Man wird einen Schaumerzeuger
81' nach Figur 15 in solchen Fällen bevorzugen, in denen das eine oder andere Material
nicht besonders für die Verteilung mittels rotierender Verteilerscheiben geeignet
ist. Es ist nämlich sowohl gemäss Figur g als auch gemäss Figur 15 möglich, den
Schaum wahlweise entweder, wie erläutert, im vorderen Verteilerscheibenpaar 82',
83' oder auch im rückwärtigen Verteilerscheibenpaar zu erzeugen. Im letzteren Fall
wird die im rotierenden Verteilerscheibenpaar 82', 83' verteilte Suspension von
SErbodenmaterial und Mikroorganismen in den soeben erzeugten Schaum geschleudert
wird.
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In allen Ausführungsbeispielen bietet die Erfindung den Vorteil, dass
der zur Bekämpfung von Verunreinigungen benutzte, mit Nährbodenmaterial und Mikroorganismen
beladene Schaum keine nennenswerte Belastung der Umwelt darstellt und vor allem
keine toxische Wirkung für Mensch, Fauna und Flora hat.
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Vor allem kann auch das Schaummaterial so ausgewählt werden, dass
es nach dem Abbau des Schaumes als eine Art von Düngemittel wirkt, so dass der gemäss
der Erfindung zur Bekämpfung von Verunreinigungen zu benutzende Schaum auf Land
nachträglch als Dünger wirken kann oder bei Anwendung auf See die Plankton-Bildung
unterstützt. Diese ;1wirkung lässt sich besonders dadurch verbessern, dass teilweise
abgebaute Eiweißstoffe als Schaummaterial genutzt werden, und diese Materialien
durch die Mikroorganismen oder den Mikroorganismen zugegebene zusätzliche Organismen
weiterhin abgebaut wird.
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Bei Anwendung der Erfindung auf Landflc.chen bietet sich der besondere
Vorteil, dass die sich bei Abbau des Schaumes bildende flüssige Phase (siehe bei
54 in Figur 1) in das Erdreich einsickern und dadurch eine Tiefenbehandlung gewährleisten
kann, wenn Verunreinigungen, beispielsweise Mineralöle in das Erdreich eingesickert
sind.
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Ausser den erläuterten Beispielen können Schäume mit Entgiftungsmitteln
oder sonstigen Behandlungsmedien eingesetzt werden, um auch andere Schadstoffe als
Mineralöl-Kohlenwasserstoffe enthaltende Verunreinigungen mit entsprechenden Mitteln
unter Anwendung chemischer,
physikalischer, physikochemischer,
biochemischer oder biologischer Vorgänge unschädlich zu machen.
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Die Benutzung von Schaum als Träger der Behandlungsmedien bietet auch
besondere Vorteile bei der Entseuchung von Mensch, Tier und Material.