DE102009049831A1

DE102009049831A1 - Kühlanlage und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE102009049831A1
Application number: DE102009049831A
Authority: DE
Inventors: Marc Alexander Flettner; Jürgen Dr. Scheen
Original assignee: DAT DYNAMIC AQUABION TOWER GmbH
Current assignee: Dat Dynamic Aquabion Tower De GmbH
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-04-21
Also published as: RU2012120117A; EP2488458A2; WO2011045071A3; WO2011045071A2; US20120234753A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage umfassend eine Kühlvorrichtung (1), insbesondere einen Kühlturm (1), zur Kühlung von Kühlwasser und wenigstens einen zu kühlenden Verbraucher (4), wobei die Kühlvorrichtung (1) und der wenigstens eine Verbraucher (4) in einem Kühlwasserkreislauf (1, 2, 3, 4) angeordnet sind, wobei im Kühlwasserkreislauf (1, 2, 3, 4) zwischen dem wenigstens einen Verbraucher (4) und Kühlvorrichtung (1) oder in einem damit verbundenen separaten Kreislauf (1, 9, 10, 11, 12) ein Filter (11) mit immobilisierten Mikroorganismen, insbesondere mit einer Mikroorganismen-Kolonie angeordnet ist zur gezielten Ausfilterung von Nährstoffen aus dem Kühlwasser mittels Verstoffwechselung und/oder Speicherung der Nährstoffe durch die Mikroorganismen im Filter (11). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlanlage umfassend einen Wasserkreislauf (1, 2, 3, 4) in welchem Kühlwasser zirkuliert, das in wenigstens einem Verbraucher (4) erwärmt und in einer Kühlvorrichtung (1), insbesondere einem Kühlturm (1) gekühlt wird, wobei das Kühlwasser im Kühlwasserkreislauf (1, 2, 3, 4) zwischen dem wenigstens einen Verbraucher (4) und der Kühlvorrichtung (1) oder in einem damit verbundenen separaten Kreislauf (1, 9, 10, 11, 12) durch einen Filter (11) geleitet wird, der immobilisierte Mikroorganismen, insbesondere eine Mikroorganismen-Kolonie umfasst, wobei in dem Filter (11) die im Kühlwasser mitgeführten Nährstoffe durch die Mikroorganismen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage, umfassend eine Kühlvorrichtung zur Kühlung von Kühlwasser und wenigstens einen zu kühlenden Verbraucher, wobei Kühlvorrichtung und der wenigstens eine Verbraucher in einem Kühlwasserkreislauf angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlanlage, umfassend einen Kühlwasserkreislauf, in welchem Kühlwasser zirkuliert, welches in wenigstens einem Verbraucher erwärmt und in einer Kühlvorrichtung gekühlt wird.
Kühlanlagen mit einem solchen Kühlwasserkreislauf sind im Stand der Technik bekannt und werden oftmals eingesetzt, um jegliche Arten von Verbraucher, z. B. wenigstens einen Wärmetauscher zur Übertragung der Kälte an weitere Kreisläufe zu kühlen. Als eine mögliche Kühlvorrichtung können beispielsweise Kühltürme zum Einsatz kommen, in denen das Kühlwasser versprüht und somit durch den Verdunstungseffekt gekühlt und wieder aufgefangen wird.
Sowohl bei der Anwendung von Kühltürmen als Kühlvorrichtung als auch bei anderen alternativen Kühlvorrichtungen ist es bekannt, Teilmengen des umlaufenden Kühlwassers abzuschlämmen und durch frisches Kühlwasser zu ersetzen.
Bei Kühlanlagen dieser im Stand der Technik bekannten Art ist das Problem bekannt, dass das umlaufende Wasser Bakterien sowie auch Nährstoffe umfasst, die beispielsweise von außen zugeführt werden, bei der Anwendung von Kühltürmen als Kühlvorrichtung beispielsweise dadurch, dass atmosphärische Außenluft, die entsprechend kontaminiert sein kann, in den Kühltürmen zum Einsatz kommt. Es können sich daher bei den im Stand der Technik bekannten Kühlanlagen innerhalb des Kühlwasserkreislaufs und der damit verbundenen Anlagenteile Bakterienfilme bilden, welche die Kühlanlagenfunktion beeinträchtigen. Auch kann Kühlwasserdampf oder -aerosol stark zu einer Luftkontamination beitragen, z. B. durch Legionellen oder andere pathogene Mikroorganismen.
Es ist daher im Stand der Technik bekannt, das in einer Kühlanlage umlaufende Kühlwasser sowie gegebenenfalls auch das als Frischwasser hinzugefügte Kühlwasser einer Behandlung zu unterziehen, um ein Bakterienwachstum in der Kühlanlage zu verhindern. Hierfür kommen zum einen Filtrationsstufen zum Einsatz, um mögliche Kontamination des Ausgangswassers zu entfernen oder zumindest zu reduzieren sowie darüber hinaus auch Injektionstechniken, um das zirkulierende oder hinzuzufügende Wasser mit gegen Mikroorganismen wirkenden Giften zu versehen, insbesondere Biozide.
Solche Maßnahmen können zu stark toxischem Kühlwasser führen, so dass der Umgang mit dem Kühlwasser einer Kühlanlage als Gefahr einzustufen ist und Kühlwasser dieser Art auch einer besonderen Entsorgung bedarf.
Neben einer Behandlung des Kühlwassers hinsichtlich derartiger mikrobiologischer Aspekte ist darüber hinaus auch eine Behandlung des Kühlwassers vorgesehen, um Korrosionen in den Kühlwasserleitungen zu vermeiden. Beispielsweise ist es bekannt, Kühlwasser zu enthärten, d. h. Härtebildner, wie Kalk aus dem Wasser zu entfernen, um Ablagerungen innerhalb des Kühlkreislaufes zu vermeiden. Auch solche Maßnahmen sind kosten- und wartungsintensiv aufgrund der eingesetzten Enthärterharze und der dafür benötigten abwasserintensiven Regeneration.
Kühlanlagen dieser beschriebenen herkömmlichen Art stellen demnach stark umweltbelastende Anlagen dar.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kühlanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlanlage der eingangs genannten gattungsgemäßen Art bereitzustellen, welche eine hohe Umweltverträglichkeit aufweisen und auf konstruktiv einfache sowie wartungsfreundliche Art hergestellt und betrieben werden können.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass bei einer Kühlanlage der beschriebenen Art im Kühlwasserkreislauf zwischen Verbraucher und Kühlvorrichtung oder in einem damit verbundenen separaten Kreislauf ein Filter mit immobilisierten Mikroorganismen, z. B. als eine Kolonie von Mikroorganismen angeordnet ist, zur gezielten Ausfilterung von Nährstoffen aus dem Kühlwasser mittels Verstoffwechselung und/oder Speicherung der Nährstoffe durch die Mikroorganismen im Filter.
Hinsichtlich des Verfahrensaspektes wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Kühlwasser im Kühlwasserkreislauf zwischen Verbraucher und Kühlvorrichtung oder in einem damit verbundenen separaten Kreislauf durch einen Filter geleitet wird, der immobilisierte Mikroorganismen, z. B. eine Mikroorganismenkolonie, beispielsweise als lokal konzentrierte Ansammlung von Bakterien umfasst, wobei in dem Filter und somit an einer lokal konzentrierten Stelle innerhalb des Kreislaufes die im Kühlwasser mitgeführten Nährstoffe durch die Mikroorganismen verstoffwechselt und/oder gespeichert werden.
Der Kerngedanke der Erfindung beruht auf der Überlegung, statt bisher das mögliche Bakterienwachstum innerhalb einer Kühlanlage chemisch zu bekämpfen, den frei in einer Kühlanlage vorkommenden Bakterien die Lebensgrundlage durch Nahrungsentzug zu nehmen.
Dies wird gezielt gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass innerhalb der Kühlanlage eine spezielle Filterstufe vorgesehen ist, in der lokal konzentriert immobilisierte Mikroorganismen angesiedelt sind, z. B. eine Mikroorganismenkolonie angesiedelt ist, welche durch Verstoffwechselung die im Wasser vorkommenden Nährstoffe verbraucht. Bevorzugt wird dabei unter immobilisierten Mikroorganismen verstanden, dass diese an Ort und Stelle verbleiben, insbesondere somit also nicht den Filter verlassen können.
Andere Mikroorganismen, die an anderen Orten innerhalb der Kühlanlage vorkommen, finden demnach keine Nahrung bzw. nicht mehr genügend Nahrung vor, um zu überleben und einen den Anlagenbetrieb störenden Mikroorganismenfilm/Biofilm in der Anlage bilden zu können.
Durch die hochkonzentrierte Ansammlung von Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien, innerhalb der Filterstufe wird demnach gemäß der Erfindung vorrangig und in hohem Maße innerhalb dieser Filterstufe jegliches Nährstoffvorkommen verbraucht, so dass selbst dann, wenn bereits in der Anlage Bakterienfilme entstanden sind, nach der Hinzufügung eines erfindungsgemäßen Filters in eine Kühlanlage diese bereits gebildeten Biofilme absterben.
Lediglich innerhalb des mit dem Mikroorganismen versehenen Filters können die Mikroorganismen/Bakterien überleben, da Ihnen dort genügende Nährstoffe aus dem Kühlwasser im Kreislauf zur Verfügung gestellt werden, wobei die Mikroorganismen innerhalb des Filters aufgrund ihrer hohen Anzahl von Mikroorganismen im Vergleich zu den freien Organismen im übrigen Kreislauf selbst bei einer potentiellen Nährstoffarmut z. B. als Kolonie überleben, wohingegen kleinere, im freien System vorhandenen Bakterienstämme absterben.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Kühlanlage kann es vorgesehen sein, dass die Mikroorganismen, die in dem Filter zum Einsatz kommt, autochthone und/oder insbesondere bei Bedarf auch allochthone Mikroorganismen, insbesondere Bakterien umfasst. Unter den autochthonen Mikroorganismen werden dabei solche verstanden, die in der Kühlanlage ohnehin vorkommen, insbesondere vorkommen, bevor ein Filter mit der erfindungsgemäßen Mikroorganismenkolonie in die Kühlanlage integriert wird.
Es ist daher verfahrensgemäß in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass eine Mikroorganismenkolonie für den erfindungsgemäßen Filter kreislaufextern mit autochthonen und/oder allochthonen Mikroorganismen der Kühlanlage geimpft und angezüchtet wird und sodann als funktionsbereite Ansammlung von Mikroorganismen, z. B. als Kolonie, beispielsweise nach Überschreiten einer gewünschten Mindestgröße (Mindestanzahl von Mikroorganismen), in die Kühlanlage bzw. den Filter der Kühlanlage integriert wird.
Es besteht so die Möglichkeit, bestehende Kühlanlagen auch nachträglich mit einer solchen biologischen Filterung zu versehen, indem nämlich aus dem umlaufenden Kühlwasser eine Probe entnommen und zur Impfung eines Substrates für den Aufbau der Mikroorganismen verwendet wird. Der Aufbau der Mikoorganismen kann gezielt nach einer Wasseranalyse der Wasserprobe durchgeführt werden, um so die benötigte Mikroorganismenzusammensetzung zu erhalten, die nötig ist, um die in dem Kühlwasser vorkommenden Nährstoffe bzw. schon vorhandenen Mikroorganismen nachhaltig zu eliminieren.
In einer alternativen Ausgestaltung kann es ebenso vorgesehen sein, dass der Filter innerhalb einer bestehenden Kühlanlage mit einem mikroorganismenfreien Substrat oder nur mit einer allgemeinen Impfkolonie befüllt wird und in situ in der Kühlanlage eingefahren wird. Hier, ebenso wie bei der anderen Ausführung kann es im Wesentlichen vorgesehen sein, ein Substrat zu verwenden, dass von Mikroorganismen bevorzugt, insbesondere bevorzugt gegenüber anderen Anlagenteilen besiedelt wird, um eine schnelle und nachhaltige Konzentration von Mikroorganismen innerhalb des Filters im Vergleich zu übrigen Anlagenteilen zu erzielen.
Sowohl in der vorbeschriebenen Einfahrphase als auch in der Anwendung, wenn bereits fertig erstellte immobilisierte Mikroorganismen als Filter in den Kreislauf integriert wird, kann es in weiterer Bevorzugung vorgesehen sein, dass die Mikroorganismen auf einem Substrat angeordnet ist, dessen Besiedlungsoberfläche größer ist als die Oberfläche der übrigen kühlwasserdurchströmten Anlagebereiche.
So besteht hier beispielsweise die Möglichkeit, die Oberflächengröße der Anlagenbereiche zu berechnen und eine Substratmenge auszuwählen, die eine darüber hinausgehende Fläche bereitstellt. Beispielsweise können hier stark poröse, insbesondere inerte, z. B. keramische Substrate zum Einsatz kommen, die Flächen in der Größenordnung von 200 bis über 400 Quadratmeter Fläche pro Liter Substrat bereitstellen können. Es besteht so also die sehr gute Möglichkeit, auf vergleichsweise kleinem Volumen eine sehr hohe Besiedlungsfläche für Mikroorganismen in einer Kolonie innerhalb des erfindungsgemäßen Filters bereitzustellen, um so gegenüber den übrigen Anlagenteilen eine extrem große Konkurrenzfläche für die Besiedlung von Mikroorganismen bereitzustellen. Insgesamt kann es bevorzugterweise vorgesehen sein, die Anzahl der Mikroorganismen größer einzustellen als in den übrigen Bereichen der Anlage.
Da insbesondere bei Kühlturmanwendungen durch die eingesetzte atmosphärische Luft stickstoffhaltige Nährstoffe, wie beispielsweise organische Abfälle oder auch Vogelkot in die Anlage eingetragen werden, ist es bevorzugterweise vorgesehen, Mikroorganismen einzusetzen, die Bakterienstämme umfassen, welche bevorzugt Stickstoffverbindungen verstoffwechseln und/oder speichern.
Beispielsweise können solche Bakterienstämme der Typen Nitrosomona bzw. Nitrobakter eingesetzt werden, welche allgemeine Stickstoffverbindungen, wie Ammonium bzw. Ammoniak zu Nitrit verstoffwechseln/speichern und andererseits Nitrit zu Nitrat verstoffwechseln/speichern. Um eine zu hohe Nitratanreicherung innerhalb des Kühlkreislaufes zu unterbinden, kann es sodann vorgesehen sein, Ionentauscherharze mit Nitrataffinität ergänzend im Kreislauf einzusetzen.
In einer darüber hinausgehenden Weiterbildung der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, im Kühlkreislauf, insbesondere stromabwärts des genannten erfindungsgemäßen Filters, mit den Mikroorganismen eine Wasserbehandlungsvorrichtung anzuordnen, mittels der insbesondere durch Zinkzugabe in das Kühlwasser im Kühlwasser vorkommende Kalzite in Aragonite und/oder Vaterit umgewandelt werden.
Beispielsweise kann hier eine Anordnung verwendet werden, die unter Verwendung einer Zinkopferanode mit galvanischem Wirkprinzip Zinkionen in das Wasser abgibt und somit eine Zinkanreicherung bewirkt, die zum einen korrosionshemmend in den Wasserleitungen der Kühlanlage wirkt und somit einen ersten Vorteil erzielt und zum anderen aber auch aufgrund der Zinkzugabe Kalzite in die genannten Aragonite und/oder Vaterit umwandelt und eine zweiten Vorteil bildet. Diese Aragonite haben gegenüber Kalziten den besonderen Vorteil, dass diese sich weniger an Anlagenteilen anlagern, also vorzugsweise im Wasser in der Schwebe bleiben und somit als abbrasive Partikel durch die Anlagenrohre bzw. wasserdurchströmte Anlagenteile mitgeführt werden. Aufgrund der Abbrasion wird hierdurch der Vorteil erzielt, dass gegebenenfalls bereits bestehende Bakterienfilme nachhaltig abgetragen werden, ebenso wie gegebenenfalls vorhandene, bereits bestehende Kalkablagerungen.
Eine derartige erfindungsgemäße Weiterbildung hat demnach den Vorteil, dass auf die klassischen, im Stand der Technik bekannten Enthärteranlagen zur ursprünglichen Wasseraufbereitung verzichtet werden kann, insbesondere da hier erfindungsgemäß die im Wasser vorkommenden Härtebildner mit einer positiven Wirkung zum Einsatz kommen. Gebildete Aragonite/Vaterit können auch in weiterer Ausführung durch eine Membranfilteranlage, insbesondere deren Filterporen auf die mittlere Aragonit-/Vateritgröße ausgerichtet ist, ausgefiltert werden. So kann eine mechanische Enthärtung durchgeführt werden.
Gerade bei der Verwendung einer Zugabe von Zink in den Kühlwasserkreislauf kann es vorgesehen sein, dass bei der kreislaufexternen Anzüchtung immobilisierter Bakterien für das nachträgliche Einfügen der Bakterien in einen Filter innerhalb des Kreislaufes, diese Bakterien bereits unter der Wirkung von Zink angezüchtet werden, so dass diese Bakterienkultur eine höhere Resistenz gegenüber Zink aufweist und eine hohe Überlebensrate in einem mit Zink versehenen Wasserkreislauf hat.
Die Erfindung hat gegenüber den im Stand der Technik bekannten Anlagen somit insgesamt den Vorteil, dass auf die chemische Anwendung von Mitteln zur Bakterienbekämpfung weitgehend oder vollständig verzichtet werden kann, da die bislang im Stand der Technik befürchtete negative Wirkung von Bakterien im Kühlkreislauf von Kühlanlagen erfindungsgemäß umgekehrt wird, um die im Kreislauf vorkommenden Bakterien gezielt in einer überhöhten Konzentration, d. h. einer Konzentration, die höher ist im Vergleich zu den freien Wasserbereichen des Kühlkreislaufes, einzusetzen, um in einer solchen Ansammlung von Bakterien oder auch anderen Mikroorganismen einen starken Nährstoffverbrauch und/oder eine Nährstoffspeicherung zu bewirken, so dass in den übrigen Bereichen der Anlage außerhalb dieses erfindungsgemäßen Filters gegebenenfalls vorhandene Bakterien keinerlei Nährstoffe mehr vorfinden und absterben.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist in der nachfolgenden Figur beschrieben.
Die 1 zeigt in einer Kühlanlage mit einem Kühlturm 1 als Kühlvorrichtung einen Wasserkreislauf beginnend am Kühlturm 1 und einer Wasserleitung 2, in welcher durch Wirkung einer Förderpumpe 3 Wasser durch einen Verbraucher 4, beispielsweise einen Wärmetauscher gepumpt wird, wobei das Wasser über die Leitung 2 zum Kühlturm zurückgeführt wird.
Innerhalb des Kühlturms kann ein Kühlen des Wassers durch Versprühen und Luftzuführung in bekannter Weise erfolgen, wobei auch eine Abschlämmung von Wasser vorgesehen sein kann, die vorliegend nicht gezeigt ist.
Dargestellt ist weiterhin eine externe Wasserzufuhr 5, beispielsweise mittels einer Pumpe 6, auf die eine Filtrationseinheit 7 folgt, um beispielsweise grobe oder Schwebepartikel aus dem zuzuführenden Wasser entfernt. Es kann eine weitere Nachbehandlung des Wassers in einer Behandlungsvorrichtung 8 erfolgen, beispielsweise auch durch Injektion von Behandlungsmitteln, wonach es in dieser hier dargestellten Ausführungsform vorgesehen ist, eine physikalische Behandlung in einer Behandlungsvorrichtung 9 nachfolgen zu lassen, in welcher Zinkionen in das Wasser auf galvanische Wirkweise mittels einer Zinkopferanode zugeführt wird. Dieses Wasser kann sodann hier am Ort des Kühlturms in den Wasserkreislauf der Kühlwasserleitung 2 hinzugefügt werden, z. B. zum Ausgleich von abgeschlämmtem Wasser.
Die bislang beschriebenen Anlageteile stellen im Wesentlichen bereits im Stand der Technik bekannte Vorrichtungen und Maßnahmen dar.
Der erfindungswesentliche Anteil der hier dargestellten Anlage ergibt sich durch den weiteren Wasserkreislauf durch die Leitung 10, wobei auch dieser Kreislauf mittels einer Pumpe betrieben werden kann. Die beiden beschriebenen Kreisläufe in den Leitungen 2 und 10 überschneiden sich in der Kühlvorrichtung, z. B. im Kühlturm bzw. weisen diesen als gemeinsamen Bestandteil auf.
Das erste wesentliche erfindungsgemäße Merkmal stellt in diesem Kreislauf durch die Wasserleitung 10 der Filter 11 dar, in welchem erfindungsgemäß eine beispielsweise substratgebundene immobilisierte Bakterien vorgesehen sind gegebenenfalls aus mehreren verschiedenen Bakterienstämmen, die dafür vorgesehen und geeignet sind, Nährstoffe innerhalb des Kühlwassers zu verstoffwechseln und/oder zu speichern, die ansonsten im Wesentlichen denselben Bakterien im freien Wasser des Kühlkreislaufes oder an bestimmten Anlagenteilen zur Besiedlung und zum Überleben zur Verfügung stehen würden. Die Filterfunktion beruht hier also im Wesentlichen darauf, Bakterien in den außerhalb des Filters liegenden Anlagenteilen die Nährstoffe und damit die Lebensgrundlage zu entziehen, so dass die Kühlanlage im Wesentlichen außerhalb des Filters biofilmfrei arbeiten kann.
Gegebenenfalls kann es vorgesehen sein, bestehende leichte Biofilme durch biozid- oder biostat wirkende Mittel zu bekämpfen, die in den Kühlkreislauf zugeführt werden. Solche Mittel können derart dosiert sein, dass sie ausreichen, um die leichten mikrobiologischen Filmanteile in den übrigen Anlagenbereichen in ausreichendem Maße zu bekämpfen, wobei jedoch die Dosierung nicht ausreicht, um die massenhafte Bakterienansammlung des Filters 11 nachhaltig zu gefährden.
Gegebenenfalls kann es bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung auch vorgesehen sein, eine sich gegebenenfalls verbrauchende Bakterienkolonie, insbesondere durch das Sterben der Mikroorganismen hervorgerufenes Verbrauchen gezielt einzusetzen, um eine nachhaltige Biofilmfreiheit innerhalb der übrigen Anlagenteile zu gewährleisten und sodann nach einem Verbrauch der Bakterien, diese Bakterien durch neue, insbesondere extern angezüchtete immobilisierte Bakterien zu ersetzen.
In einer anderen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, dass bei einem übermäßigen Bakterienwachstum sich aus dem Filter 11 lösende Bakterienstämme nachträglich ausgefiltert werden, so dass auch bei dieser Ausführung die Größe einer Bakterienkolonie im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Insbesondere wird sich erfindungsgemäß eine bestimmte Größe einer Bakterienkolonie hinsichtlich der Mikroorganismenanzahl einstellen, die sich aus dem Nährstoffangebot innerhalb des Kühlwasserkreislaufs ergibt.
Die Ausführungen in der 1 zeigt eine erfindungsgemäß darüber hinaus bevorzugte Ausführung, bei der stromabwärts des Filters 11 eine Wasserbehandlungsvorrichtung 9 eingesetzt ist, die im Wesentlichen derjenigen entspricht, die eingangs bei der Wasserzuführung über die Leitung 5 beschrieben wurde, nämlich hier mit dem Wirkprinzip, Zink in das Kühlwasser hinzuzufügen durch galvanische Wirkung in Verbindung mit einer Zinkopferanode.
Dies führt sodann zu einer Umwandlung von Kalziten zu Aragoniten und/oder Vaterit, die im Kühlwasser im Wesentlichen in der Schwebe bleiben und abrasiv wirken, so dass bereits bestehende mikrobiologische Filme sowie auch andere Ablagerungen innerhalb der Anlagenteile, die vom Kühlwasser durchströmt sind, mechanisch abgetragen und entfernt werden können. Diese Anteile, die gegebenenfalls im Sumpf eines Kühlturms angesammelt werden, können abgeschlämmt werden oder aber auch durch eine Filterstufe, beispielsweise einen Filter 12, vor dem mikrobiologisch arbeitenden Filter 11 ausgefiltert werden.
In der Schwebe gehaltene Aragonite/Vaterite haben darüber hinaus auch einen Vorteil dahingehend, dass diese eine Besiedlungsfläche für freie Bakterien innerhalb des Kühlwassers bilden können, so dass sich eventuelle Bakterien hieran anlagern und mit den Aragoniten/Vateriten entweder durch den Filter 12 ausgefiltert werden oder aber in den biologisch wirkenden Filter 11 eingetragen werden.
Vorgesehen sein kann hier weiterhin eine übergeordnete Steuerung 13, beispielsweise um in Abhängigkeit von gemessenen Parametern die Pumpen und damit die Wasserkreisläufe zu steuern oder zu regeln. Auch kann eine gezielte Abschlämmung und Hinzufügung von frischem Wasser mittels dieser Steuerung erfolgen.

Claims

Kühlanlage umfassend eine Kühlvorrichtung (1), insbesondere einen Kühlturm (1), zur Kühlung von Kühlwasser und wenigstens einen zu kühlenden Verbraucher (4), wobei die Kühlvorrichtung (1) und der wenigstens eine Verbraucher (4) in einem Kühlwasserkreislauf (1, 2, 3, 4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlwasserkreislauf (1, 2, 3, 4) zwischen dem wenigsten einen Verbraucher (4) und Kühlvorrichtung (1) oder in einem damit verbundenen separaten Kreislauf (1, 9, 10, 11, 12) ein Filter (11) mit immobilisierten Mikroorganismen, insbesondere mit einer Mikroorganismen-Kolonie angeordnet ist zur gezielten Ausfilterung von Nährstoffen aus dem Kühlwasser mittels Verstoffwechselung und/oder Speicherung der Nährstoffe durch die Mikroorganismen im Filter (11).
Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die immobilisierten Mikroorganismen autochthone und/oder allochthone Mikroorganismen, insbesondere Bakterien umfasst.
Kühlanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die immobilisierten Mikroorganismen auf einem Substrat angeordnet, insbesondere fixiert sind, dessen Oberfläche chemisch inert und/oder von der Fläche und/oder Anordnung größer ist als die Oberfläche der übrigen kühlwasserdurchströmten Anlagenbereiche.
Kühlanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Mikroorganismen größer eingestellt ist als im restlichen Teil der Anlage.
Kühlanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlwasserkreislauf (1, 9, 10, 11, 12), insbesondere stromabwärts des Filters (11), eine Wasserbehandlungsvorrichtung (9) angeordnet ist, mittels der, insbesondere durch Zinkzugabe in das Kühlwasser, im Kühlwasser vorkommende Kalzite in Aragonite und/oder Vaterite umgewandelt werden.
Verfahren zum Betrieb einer Kühlanlage umfassend einen Wasserkreislauf (1, 2, 3, 4) in welchem Kühlwasser zirkuliert, das in wenigstens einem Verbraucher (4) erwärmt und in einer Kühlvorrichtung (1), insbesondere einem Kühlturm (1) gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasser im Kühlwasserkreislauf (1, 2, 3, 4) zwischen dem wenigstens einen Verbraucher (4) und der Kühlvorrichtung (1) oder in einem damit verbundenen separaten Kreislauf (1, 9, 10, 11, 12) durch einen Filter (11) geleitet wird, der immobilisierte Mikroorganismen, insbesondere eine Mikroorganismen-Kolonie umfasst, wobei in dem Filter (11) die im Kühlwasser mitgeführten Nährstoffe durch die Mikroorganismen verstoffwechselt und/oder gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die immobilisierten Mikroorganismen kreislaufextern mit autochtonen und/oder allochthonen Mikroorganismen der Kühlanlage geimpft und angezüchtet werden und als funktionsbereite Ansammlung von Mikroorganismen, z. B. einer Kolonie, insbesondere nach Überschreiten einer gewünschten Mindestgröße, in die Kühlanlage integriert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (11) mit einem mikroorganismenfreien Substrat befüllt wird und in situ in der Kühlanlage eingefahren wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlwasserkreislauf der Kühlanlage bereits bestehende Ablagerungen, insbesondere Bakterienfilme, aktiv mechanisch abgebaut werden durch Hinzufügung von Zink in das Kühlwasser, mittels welchem im Kühlwasser vorhandene Kalzite in Aragonite und/oder Vaterite umgewandelt werden, die überwiegend in der Schwebe bleiben und abrasiv wirken.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Widerstandskraft der Mikroorganismen gegenüber Zink die Mikoorganismen unter Zinkeinfluss kreislaufextern angezüchtet wird.