DE19639267C1 - Biorotor for cleaning sewage and standing water - Google Patents
Biorotor for cleaning sewage and standing waterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Biorotor für Abwasserentsorgung und Gewässersanierung mit einem Antrieb.The invention relates to a biorotor for waste water disposal and Water remediation with a drive.
In der deutschen Patentanmeldung Nr. 195 36 930.0 ist eine Bio filtertrommel mit einem Antrieb für die Abwasserentsorgung und Gewässersanierung beschrieben, die im wesentlichen einen mit eine feinstrukturierte Oberfläche aufweisenden Spezialhohlkugeln gefüllten, halbgetaucht selbstschwimmfähigen und in einer gabel förmigen Haltevorrichtung gelagerten Trommelkörper aufweist. Der Trommelkörper wird aus einer Reihe nebeneinanderliegender, al ternierender Lochplatten gebildet, zwischen denen die Hohlkugeln im Bohrlochsystem der Lochplatten so angeordnet und arretiert sind, daß sie auf einer Ebene als auch mit den Hohlkugeln der benachbarten Ebenen kontaktieren. Der Trommelkörper besteht ein schließlich der Hohlkugeln aus Polyethylen.In German patent application No. 195 36 930.0 there is a bio filter drum with a drive for waste water disposal and Water restoration described, which essentially has a a fine-structured surface with special hollow spheres filled, semi-submersible and floating in a fork shaped holding device mounted drum body. Of the Drum body is made from a series of adjacent, al terning perforated plates formed between which the hollow spheres so arranged and locked in the borehole system of the perforated plates are that they are on one level as well as with the hollow spheres of the contact neighboring levels. The drum body is a finally the hollow spheres made of polyethylene.
Die Drehbewegung des Trommelkörpers erfolgt auftriebsgemäß durch einen Luftantrieb, indem die durch einen Motortauchverdichter erzeugte Druckluft unter den bis zur Welle getauchten Trommel körper gepumpt wird. Dazu ist ein mit Bohrungen unterschiedli chen Durchmessers versehenes Antriebs- und Belüftungsrohr im vorderen Trommeldrittel mittig und unterhalb der Wasseroberflä che angebracht.The rotary movement of the drum body is carried out by buoyancy an air drive by being powered by a submersible compressor generated compressed air under the drum submerged up to the shaft body is pumped. There is a different one with holes Chen diameter provided drive and ventilation pipe in front third of the drum in the middle and below the water surface che attached.
Die beschriebene Biofiltertrommel weist eine Reihe von Unzuläng lichkeiten auf.The described biofilter drum has a number of shortcomings options.
So erfolgt die Maximal- und Festbefüllung der Biofiltertrommel mit Hohlkugeln mit Hilfe von Lochplatten, die in zwei Varianten alternierend aufeinanderfolgen und die dazwischenliegenden, dicht gelagerten Hohlkugeln arretieren. Dabei werden die Kugel zwischenräume durch Lochplattensegmente so weit reduziert und verengt, daß der für hohe Wirksamkeit des Biofilterrasens auf der Kugeloberfläche erforderliche, ungehindert schnelle Wechsel von Luft und Wasser bis in die Mitte des Trommelkörpers unter bunden ist.This is how the biofilter drum is filled to the maximum and maximum with hollow balls with the help of perforated plates, in two variants alternating successively and the intermediate, lock tightly supported hollow balls. The ball gaps reduced by perforated plate segments so far and narrowed that up for high effectiveness of the biofilter lawn necessary, unimpeded quick change of the ball surface from air and water to the middle of the drum body below is bound.
Dies ist vor allem dann der Fall, wenn bei hoher Abwasserlast oder geringen Temperaturen im Winterbetrieb eine schnellere Dreh bewegung der Trommel zwischen 4 und 8 Umdrehungen/min notwendig wird.This is especially the case when there is a high wastewater load or low temperatures in winter a faster turn movement of the drum between 4 and 8 revolutions / min necessary becomes.
Außerdem ist die Fertigung einer Biofiltertrommel wegen der Lochplattenherstellung und der damit verbundenen, komplizierten Kugelbefüllung sehr aufwendig.In addition, the production of a bio filter drum is due to the Perforated plate production and the associated, complicated Ball filling very expensive.
Der vorgesehene Luftantrieb des Trommelkörpers führt bei einer Drehbewegung von mehr als zwei Umdrehungen/min dazu, daß die dafür erforderliche Zufuhr größerer Luftmengen unter den Trom melkörper und die dadurch verursachte stärkere Verwirbelung und Turbulenz von Wasser und Luft an der Wasseroberfläche den mikro biellen Bewuchs der Randrohre und der Kugeln vor allem im äuße ren Trommelbereich unterbindet bzw. zerstört.The intended air drive of the drum body leads to one Rotational movement of more than two revolutions / min so that the necessary supply of larger amounts of air under the trom body and the resulting turbulence and Turbulence of water and air on the surface of the water biological fouling of the edge pipes and the balls, especially on the outside prevents or destroys the drum area.
Aus diesem Grund ist ein alleiniger Luftantrieb nur bedingt für die Ausschöpfung der Reinigungskapazität einer Biofiltertrommel, insbesondere bei hoher Abwasserverschmutzung und/oder niederen Temperaturen, geeignet.For this reason, an air drive alone is only conditional for the utilization of the cleaning capacity of a biofilter drum, especially with high wastewater pollution and / or low Temperatures, suitable.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Biorotor für Abwasserentsor gung und Gewässersanierung unter Beseitigung der vorgenannten Unzulänglichkeiten zu schaffen, mit dem eine Erhöhung der wirk samen Oberfläche für den Biofilterrasen, eine Erhöhung des schnelleren Austausches von Wasser und Luft im Rotorkörper sowie ein wirksamerer Antrieb des Rotors realisiert wird.The object of the invention is a biorotor for waste water disposal treatment and water remediation while eliminating the aforementioned To create inadequacies with which to increase the effectiveness seed surface for the biofilter lawn, an increase in faster exchange of water and air in the rotor body as well a more effective drive of the rotor is realized.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Biorotor beste hend aus einem mit Spezialhohlkugeln festgefüllten, halbgetaucht selbstschwimmfähigen und in einer Haltevorrichtung gelagerten Rotorkörper, gelöst, bei dem der Rotorkörper aus einer Reihe nebeneinander liegender scheibenförmiger Platten sowie zwei den seitlichen Abschluß bildenden Endplatten aufgebaut ist, zwischen denen Hohlkugeln eine einlagige Schicht bilden und die durch die benachbarten Platten oder Endplatten arretiert sind und am äuße ren Umfang der Platten und Endplatten Randrohre vorgesehen sind, die parallel zum Zentralrohr laufen sowie durch die Platten und die Endplatten hindurchgeführt sind und die einen geringeren, lichten Abstand aufweisen als der Durchmesser der Hohlkugeln beträgt und dadurch die einlagigen Kugelschichten zwischen den Platten und den Endplatten in radialer Richtung blockieren.According to the invention the task is best by a biorotor starting from a semi-submerged, filled with special hollow spheres self-floating and stored in a holding device Rotor body, solved, in which the rotor body from a row adjacent disc-shaped plates and two den end plates forming the end is constructed between which hollow spheres form a single layer and which by the neighboring plates or end plates are locked and on the outside ren circumference of the plates and end plates edge pipes are provided, that run parallel to the central tube and through the plates and the end plates are passed through and the smaller ones have clear spacing than the diameter of the hollow spheres and thereby the single-layer spherical layers between the Block the plates and the end plates in the radial direction.
Zur Kraftübertragung von Antriebswelle auf den Rotorkörper ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Endplatten auf ihrer Außen seite einen als Flansch ausgebildetes Verbindungsstück aufwei sen.For power transmission from the drive shaft to the rotor body According to the invention provided that the end plates on their outside side has a connector designed as a flange sen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß als Antrieb des Rotorkörpers ein indirekter Antrieb mittels Druck luft sowie ein direkter Antrieb mittels Getriebemotor vorgesehen ist. Als indirekter Antrieb ist ein sich über die gesamte Länge des Rotorkörpers erstreckender und auf der gesamten Oberfläche mit feinporigen Schlitzen versehener Antriebs- und Belüftungs körper unterhalb des Rotorkörpers angeordnet, der über einen Druckschlauch die durch einen Motortauchverdichter erzeugte Luft zugeführt bekommt. Als direkter Antrieb ist ein Getriebemotor unmittelbar an der Antriebswelle befestigt.In an embodiment of the invention it is further provided that as Drive the rotor body an indirect drive by means of pressure air and a direct drive by means of a gear motor is. As an indirect drive, it extends over the entire length of the rotor body and extending over the entire surface drive and ventilation provided with fine-pored slots body arranged below the rotor body, which over a Pressure hose the air generated by a submersible compressor gets fed. A direct drive is a geared motor attached directly to the drive shaft.
Der erfindungsgemäße Biorotor weist eine Reihe von Vorteilen auf. Durch die Oberfläche der ungelochten Platten, der Hohlku geln und der Randrohre wird ein deutlich größeres, rotierendes Festbett erzielt. Je m³ Biorotor ist eine um ca. 1/3 größere Oberfläche realisierbar. Damit ist das funktionell wichtigste Element, der Bewuchs und die Besiedlung dieser Oberfläche mit natürlichen, abwasserreinigenden Mikroorganismen wie Bakterien und verschiedenen anderen Einzellern, wesentlich wirksamer.The biorotor according to the invention has a number of advantages on. Due to the surface of the non-perforated plates, the hollow gel and the edge tubes becomes a significantly larger, rotating one Fixed bed achieved. Each m³ biorotor is about 1/3 larger Realizable surface. This is the most important functionally Element, the vegetation and the colonization of this surface with natural, wastewater-cleaning microorganisms such as bacteria and various other unicellular organisms, much more effective.
Der durch die einlagige Kugelanordnung zwischen den Platten ermöglichte freie Zutritt von Luftsauerstoff und Abwasser bis in den Zentralbereich des Rotors hinein und die vorgenannte ver größerte Oberfläche sind mit einer Effizienzsteigerung um ca. 30 % verbunden. The through the single-layer ball arrangement between the plates allowed free access of atmospheric oxygen and wastewater up to into the central area of the rotor and the aforementioned ver Larger surface are with an efficiency increase of approx. 30 % connected.
Die stufenlos regelbare, zugeführte Luftmenge bewirkt eine Dreh bewegung des Rotors von 0 bis 2 Umdrehungen/min ohne den Biofil terrasen durch Turbulenzen an der Wasseroberfläche zu schädigen. Für eine höhere Drehzahl wird der Getriebemotor zugeschaltet Der Auftriebsschub der Luft bleibt dabei stets bestehen und sorgt gleichzeitig in Kombination mit dem Getriebemotor insbe sondere für eine intensive Belüftung des Biofilterrasens und für den bei höherer Rotordrehzahl verstärkten Luftsauerstoffeintrag in das Abwasser.The continuously adjustable, supplied air volume causes a rotation movement of the rotor from 0 to 2 revolutions / min without the biofil to damage terraces by turbulence on the water surface. The geared motor is switched on for a higher speed The boost of air always remains and ensures in combination with the gear motor in particular especially for intensive ventilation of the biofilter lawn and for the increase in atmospheric oxygen at higher rotor speeds into the sewage.
Mit diesem erfindungsgemäßen, kombinierten Antrieb wird bei spe zifisch angepaßter Rotorgröße und maximal möglicher Biofilter leistung der gezielten Ansteuerung und Brechung von Lastspitzen und dem Abbau einer dauerhaft hohen Schmutzfracht bei relativ kurzer Verweildauer des Abwassers Rechnung getragen.With this combined drive according to the invention is at spe specifically adjusted rotor size and maximum possible biofilter performance of targeted control and breaking of peak loads and breaking down a permanently high dirt load at relative short residence time of the waste water is taken into account.
Außerdem wird durch die Drehbewegung des Rotors gleichzeitig eine horizontal und vertikal weiträumige Versorgung des Wassers mit Sauerstoff erreicht. Dies trägt in hohem Maß zur mikrobiel len Aktivierung des gesamten Beckens bei und unterbindet die Geruchsbelästigung. Auf den biologischen Sauerstoffbedarf bezo gen, werden je m³ Biorotor hohe Abbauraten erreicht. Dementspre chend gehen der chemische Sauerstoffbedarf eines Gewässers und dessen Stickstoff- und Phosphorbelastung erheblich zurück.In addition, the rotary movement of the rotor simultaneously a horizontal and vertical wide supply of water reached with oxygen. This contributes greatly to the microbial len activation of the entire pelvis and prevents the Odor nuisance. On the biological oxygen demand high degradation rates are achieved per m³ biorotor. Dementia the chemical oxygen demand of a body of water and its nitrogen and phosphorus pollution significantly reduced.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Fertigungskosten erheblich reduziert werden.Another significant advantage of the solution according to the invention is that the manufacturing costs are significantly reduced will.
Der erfindungsgemäße Biorotor wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe biorotor according to the invention is based on an embodiment explained in more detail. Show in the accompanying drawings
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht, Fig. 1 is an overall perspective view,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Platte, Fig. 2 is a plan view of a plate,
Fig. 3 ein Schema der Anordnung der Hohlkugeln. Fig. 3 is a diagram of the arrangement of the hollow spheres.
Der in Fig. 1 dargestellte Biorotor besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Rotorkörper 1, der aus einer Reihe nebenein anderliegender scheibenförmiger Platten 10, zwei seitlichen Endplatten 14 und zwischen den scheibenförmigen Platten 10 sowie den Endplatten 14 arretierten Hohlkugeln 13 aufgebaut ist. Die Endplatten 14 bilden den seitlichen Abschluß und dienen gleichzeitig der seitlichen Stabilität des Rotors.The biorotor shown in Fig. 1 consists essentially of a cylindrical rotor body 1 , which is constructed from a series of adjacent disc-shaped plates 10 , two side end plates 14 and between the disc-shaped plates 10 and the end plates 14 locked hollow balls 13 . The end plates 14 form the side closure and at the same time serve the lateral stability of the rotor.
In den Platten 10 und den Endplatten 14 ist zentral eine Bohrung 12 vorgesehen, die ein Zentralrohr aufnimmt durch das eine stäh lerne Antriebswelle 5 geführt ist. Diese Antriebswelle 5 ist mit je einem als Flansch 4 ausgebildeten Verbindungselement fest verbunden, das zentral auf der Außenseite der Endplatte 14 an geordnet ist.In the plates 10 and the end plates 14 , a bore 12 is provided centrally, which receives a central tube through which a steel learning drive shaft 5 is guided. This drive shaft 5 is firmly connected to a connecting element designed as a flange 4 , which is arranged centrally on the outside of the end plate 14 .
Am äußeren Umfang der Platten 10 und der Endplatten 14 sind Bohrungen 11 vorgesehen, durch die Randrohre 2 hindurchgeführt werden, die parallel zum Zentralrohr laufen. Diese Randrohre 2 dienen sowohl der Stabilität als auch dem Antrieb und der Be lüftung des Rotors. Sie weisen deshalb entsprechende Bohrungen auf. Der lichte Abstand der Randrohre 2 zueinander ist geringer als der Durchmesser der Hohlkugeln 13. Fig. 2 zeigt die Anord nung der Bohrungen 11 und 12 einer Platte 10 für die Aufnahme der Randrohre 2 bzw. für das Zentralrohr der Antriebswelle 5.Bores 11 are provided on the outer circumference of the plates 10 and the end plates 14 , through which edge pipes 2 are guided, which run parallel to the central pipe. These edge tubes 2 serve both the stability and the drive and ventilation of the rotor Be. They therefore have corresponding holes. The clear distance between the edge tubes 2 is less than the diameter of the hollow balls 13 . Fig. 2 shows the arrangement of the holes 11 and 12 of a plate 10 for receiving the edge tubes 2 and for the central tube of the drive shaft 5th
In Fig. 3 ist ein Schema der Anordnung der Hohlkugeln 13 zwi schen den scheibenförmigen Platten 10 dargestellt. Die Hohlku geln 13 sind zwischen den Platten 10 bzw. einer Platte 10 und einer Endplatte 14 einlagig so angeordnet, daß sie untereinander und mit den Randrohren 2 kontaktieren. Damit ist ein schneller Luft-Wasser-Ausrausch um die Hohlkugeln 13 herum bis in den Zentralbereich des Rotors möglich.In Fig. 3 is a diagram of the arrangement of the hollow spheres 13 between the disc-shaped plates 10 is shown. The Hohlku gels 13 are arranged between the plates 10 or a plate 10 and an end plate 14 so that they contact each other and with the edge tubes 2 . A rapid air-water rush around the hollow balls 13 into the central region of the rotor is thus possible.
Der indirekte, auftriebsbedingte Antrieb des Rotors erfolgt dadurch, daß Normalluft durch einen Motortauchverdichter über einen Druckschlauch 7 in einen unter dem Rotor mittels Halterun gen 6 angeordneten Antriebs- und Belüftungskörper 8 gepumpt wird, von dort im Abwasser aufströmt, in den Randrohren 2 auf triebsgemäß komprimiert wird und dadurch den Rotor in Bewegung setzt. Der Antriebs- und Belüftungskörper 8 ist auf der gesamten Oberfläche mit feinporigen Schlitzen 15 versehen, um das Ein dringen von Wasser und Verschmutzungen in den Antriebs- und Belüftungskörper 8 zu vermeiden.The indirect, buoyancy-related drive of the rotor takes place in that normal air is pumped through a submersible compressor via a pressure hose 7 into a drive and ventilation body 8 arranged under the rotor by means of holders 6 , from where it flows into the waste water, compressed in the edge pipes 2 to drive-wise and thereby sets the rotor in motion. The drive and ventilation body 8 is provided on the entire surface with fine-pored slots 15 in order to avoid the penetration of water and dirt into the drive and ventilation body 8 .
Dieser indirekte Antrieb ist mit einem Direktantrieb durch einen Getriebemotor 3 ergänzt. Dazu ist der Getriebemotor 3 auf einem Ende auf die Antriebswelle 5 aufgesteckt und mit dieser fest verbunden. Die Kraftübertragung von der Antriebswelle 5 auf den Rotor erfolgt mittels des Flansches 4.This indirect drive is supplemented with a direct drive by a gear motor 3 . For this purpose, the geared motor 3 is plugged onto the drive shaft 5 at one end and firmly connected to it. The power transmission from the drive shaft 5 to the rotor takes place by means of the flange 4 .
Wie bereits ausgeführt, bewirkt der indirekte Antrieb mit einer stufenlos regelbaren, zugeführten Luftmenge von 0 bis ca. 150 m³/Stunde eine Drehbewegung des Rotors von 0 bis 2 Umdrehungen/ min. Für höhere Drehzahlen wird der Getriebemotor 3 zugeschal tet.As already stated, the indirect drive with a continuously adjustable, supplied air volume from 0 to approx. 150 m³ / hour causes a rotary movement of the rotor of 0 to 2 revolutions / min. For higher speeds, the geared motor 3 is switched on.
Die Halterungen 6 des Antriebs- und Belüftungskörpers 8 und der Getriebemotor 3 sind an einer gabelförmigen Haltevorrichtung 9 angebaut, die den Einbau des durch die Hohlkugeln 13 selbst schwimmfähigen, halbgetauchten Rotor an einem Steg oder einer Uferbefestigung problemlos macht.The brackets 6 of the drive and ventilation body 8 and the geared motor 3 are mounted on a fork-shaped holding device 9 , which makes the installation of the semi-submersible rotor, which is itself floatable through the hollow balls 13 , on a web or a bank fastening problem-free.
Die Herstellung des Biorotors ist sehr zügig in der Weise mög lich, daß nach dem Einziehen des Zentralrohres und der Randrohre 2 in die Bohrungen 12 bzw. 11 einer Endplatte 14 und dem festen Verbinden der Rohre mit der Endplatte 14 im rechten Winkel, durch z. B. Verschweißen, eine einlagige Schicht Hohlkugeln 13 lückenlos auf diese Endplatte 14 gebracht wird. Danach wird die erste scheibenförmige Platte 10 mit ihren Bohrungen 12 und 11 über das Zentralrohr und die Randrohre 2 geschoben und gegen die bereits vorhandene Kugelschicht gebracht und in dieser Stellung mit den Rohren fest verbunden. Damit ist diese Kugelschicht arretiert. Die Randrohre 2 und das Zentralrohr verhindern ein seitliches Ausweichen der Hohlkugeln 13 und blockieren die Ku gelschicht nach außen. Es folgen wiederum eine Kugellage und eine Platte 10 und schließlich der Abschluß des Rotors durch die zweite Endplatte 14. Eine den jeweiligen Gegebenheiten anzupas sende Segmentanzahl und Rotorbreite ist problemlos möglich.The production of the biorotor is very quick in the way possible that after pulling in the central tube and the edge tubes 2 into the bores 12 and 11 of an end plate 14 and firmly connecting the tubes to the end plate 14 at a right angle, by z. B. welding, a single-layer layer of hollow balls 13 is brought onto this end plate 14 without gaps. Thereafter, the first disk-shaped plate 10 with its bores 12 and 11 is pushed over the central tube and the edge tubes 2 and brought against the already existing spherical layer and firmly connected to the tubes in this position. This ball layer is locked in place. The edge tubes 2 and the central tube prevent lateral evasion of the hollow balls 13 and block the Ku gel layer to the outside. There is again a ball layer and a plate 10 and finally the rotor is terminated by the second end plate 14 . A segment number and rotor width that can be adapted to the respective circumstances is easily possible.
Der Biorotor besteht bis auf die stählerne Antriebswelle 5, die beiden seitlichen Lager sowie den Flanschen 4 vollständig aus dem umweltfreundlichen Polyethylen. Dabei weisen die scheiben förmigen Platten 10 eine Stärke von 2 mm und die Endplatten 14 eine Stärke von 10 mm auf.Except for the steel drive shaft 5 , the two lateral bearings and the flanges 4 , the biorotor consists entirely of the environmentally friendly polyethylene. The disc-shaped plates 10 have a thickness of 2 mm and the end plates 14 have a thickness of 10 mm.
BezugszeichenlisteReference list
1 Rotorkörper
2 Randrohr
3 Getriebemotor
4 Flansch
5 Antriebswelle
6 Halterung
7 Druckschlauch
8 Antriebs- und Belüftungskörper
9 Haltevorrichtung
10 Platte
11 Bohrung
12 Bohrung
13 Hohlkugel
14 Endplatte
15 Schlitz. 1 rotor body
2 edge tube
3 gear motor
4 flange
5 drive shaft
6 bracket
7 pressure hose
8 drive and ventilation elements
9 holding device
10 plate
11 hole
12 hole
13 hollow ball
14 end plate
15 slot.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996139267 DE19639267C1 (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Biorotor for cleaning sewage and standing water |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996139267 Expired - Fee Related DE19639267C1 (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Biorotor for cleaning sewage and standing water |
Country Status (1)
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---|---|
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-
1996
- 1996-09-25 DE DE1996139267 patent/DE19639267C1/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |