DE19928087A1 - Filteranlage zur biologischen Abluft- und Abgasreinigung - Google Patents
Filteranlage zur biologischen Abluft- und AbgasreinigungInfo
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Abstract
Eine Filteranlage zur biologischen Abluft- und Abgasreinigung umfaßt einen Biofilter, der eine im wesentlichen aus Aktivkohle bestehende Filterschüttung (2) als Trägermatrix für die Mikroorganismen umfaßt. Dem Biofilter ist ein Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter (3) zugeordnet, dessen Nährlösung (3b) sowohl zum Befeuchten der zu reinigenden Luft als auch zur Versorgung der Mikroorganismen auf der Aktivkohle mit Nährstoffen dient. Der Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter umfaßt einen Luftbefeuchtungsraum (3a), in dem die eingeleitete Luft mit einer Sprühvorrichtung (9) befeuchtet wird, während oberhalb der Filterschüttung ein Befeuchtungsraum (1a) mit einer Sprühvorrichtung (8) zum Verteilen der Nährlösung auf der Aktivkohleschüttung vorgesehen ist. Aus einem Sammelraum (1b) des Biofilters werden die verbleibende Nährlösung und ausgeschwemmte Mikroorganismen wieder in die Nährlösung (3b) zurückgeführt, um für das Verfahren weiter zur Verfügung zu stehen. Die Anlage zeichnet sich bei geringem apparativem Aufwand durch eine hohe Reinigungsleistung aus (Fig).
Description
Die Erfindung betrifft eine Filteranlage zur biologischen
Abluft- oder Abgasreinigung, die einen mit einer als
Trägermatrix für die Mikroorganismen dienenden
Filterschüttung gefüllten Biofilter umfaßt, der mit
Mitteln zur Zufuhr des zu reinigenden Mediums sowie von
Wasser zur Befeuchtung des Filtermaterials und von
Nährstoffen für die Versorgung der Mikroorganismen
versehen ist.
Die Reinigung von mit Schadstoffen belasteter Abluft oder
Abgasen unter Nutzung biologischer Stoffwechselprozesse
ist in bestimmten Einsatzgebieten eine effektive und
kostengünstige Alternative zu den klassischen chemisch-
physikalischen Verfahren. Die bekannten biologischen
Filteranlagen für die Abluft- oder Abgasreinigung sind
jedoch insofern nachteilig, als zur Gewährleistung
optimaler Milieubedingungen für die Mikroorganismen in
bezug auf Feuchte und Temperatur sowie Sauerstoff- und
Nährstoffversorgung ein erheblicher apparativer Aufwand
erforderlich ist. In der zu reinigenden Abluft enthaltene
toxische Stoffe, wie zum Beispiel Kohlendioxid und
Schwefeldioxid oder nicht abbaubare Stoffe wirken sich
negativ auf die Mikroorganismen aus und können den
Reinigungsprozeß stören oder zu einer teilweisen oder
vollständigen Desaktivierung der biologischen
Abbauprozesse führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Filteranlage zur biologischen Reinigung von Abluft oder
Abwasser anzugeben, die auch bei Anwesenheit von nicht
abbaubaren oder toxischen Stoffen und bei zeitweise hohen
Kohlenstoffkonzentrationen in dem zu reinigenden Medium
eine zufriedenstellende Reinigungsleistung sicherstellt
und die zudem einen geringen apparativen Aufwand
erfordert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Filteranlage
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, bei der die
Filterschüttung des Biofilters im wesentlichen aus
Aktivkohle besteht und dem Biofilter ein
Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter zugeordnet ist,
der sowohl zum Befeuchten der zu reinigenden Zuluft mit
Nährlösung als auch zur Versorgung der Mikroorganismen
auf der Aktivkohle mit Nährlösung dient. Die Nährlösung
liegt in einem Tank vor, der durch Meß- und
Regeleinrichtungen überwacht wird.
Der Grundgedanke besteht zunächst in der Verwendung von
Aktivkohle als Filterschüttung für den Biofilter. Die
Aktivkohle in einer grobkörnigen, stark strukturierten
Ausbildung eignet sich zum einen gut zur festen
Anlagerung der Mikroorganismen und adsorbiert
gleichzeitig die von den Mikroorganismen nicht abbaubaren
oder deren Stoffwechselprozesse störenden Bestandteile
der zu reinigenden Abluft. Sie sorgt zudem für eine gute
Durchströmung des Biofilters. Die Filteranlage kann
sowohl im Gleichstrom als auch im Gegenstrom von
zugeführter befeuchteter Abluft und zugeführter
Nährlösung betrieben werden.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der
nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Zeichnung, in deren einziger Figur eine Filteranlage zur
biologischen Reinigung von beim Waschen von Druckvorlagen
mit einem Lösungsmittel entstehender Abluft mit
gesundheitsschädlicher und geruchsbelästigender Wirkung
schematisch dargestellt ist, näher erläutert.
Kernstück der biologischen Filteranlage ist ein
geschlossener Biofilter 1, in dessen mittlerem Bereich
eine Filterschüttung 2 aus einer besonders grobkörnigen
Aktivkohle mit stark strukturierter rauher Oberfläche
sowie synthetischen Füllkörpern oder Blähton in einem
Anteil von maximal 20% untergebracht ist. Die rauhe,
große Oberfläche der Aktivkohle bietet eine gute Basis
sowohl für das Festsetzen von Bakterien als auch für die
Adsorption von in dem zu reinigenden Abgas enthaltenen,
nicht durch den Stoffwechsel der Bakterien abbaubare oder
toxischen Stoffen wie Kohlendioxid oder Schwefeldioxid.
Andererseits ist durch die mit der Verwendung
grobkörniger Aktivkohle und synthetischer Füllkörper oder
Blähton geschaffenen, gleichmäßig über die
Filterschüttung 2 verteilten Hohlräume eine gute
Durchströmung der Filterschicht und eine für die
Stoffwechselvorgänge bedeutsame kontinuierliche Benetzung
der Mikroorganismen sowie deren dauerhafte Versorgung mit
Nährstoffen gewährleistet. Die gute Durchströmung ist
selbst dann sichergestellt, wenn sich in der
Aktivkohleschüttung verbrauchende Hilfsstofflieferanten,
wie zum Beispiel Torf, Fasertorf, Kokosfasern oder
Heidekraut, befinden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist dem Biofilter
1 ein Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter 3
zugeordnet, der bis zu einer bestimmten Pegelhöhe nut
einer wässrigen Nährlösung 3b zur Versorgung der
Mikroorganismen mit Hilfsstoffen (Stickstoff, Phosphat)
zur Sicherstellung der Stoffwechselvorgänge im Biofilter
1 gefüllt ist. In den freien Raum des Luftbefeuchtungs-
und Nährlösungsbehälters 3 mündet eine erste
Zuluftleitung 4 zur Zuführung der zu reinigenden Abluft
und eine Verbindungsleitung 5, die an den Ausgang des
Biofilters 1 angeschlossen ist, um die aus diesem
ausgeschwemmten Mikroorganismen wieder in den
Reinigungsprozeß zurückzuführen. Über eine
Nährlösungsleitung 6, in die eine Pumpe 7 eingebunden
ist, ist die Nährlösung 3b mit einer Sprühvorrichtung 8,
die sich im Eingangsbereich (Befeuchtungsraum 1a) des
Biofilters 1 befindet, verbunden. In dem
Luftbefeuchtungsraum 3a oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
der Nährlösung 3b im Luftbefeuchtungs- und
Nährlösungsbehälter 3 ist eine Luftbefeuchtungs-
Sprühvorrichtung 9 vorgesehen, die über eine Pumpe 10 mit
Nährlösung versorgt wird. Schließlich sind der
Luftbefeuchtungsraum 3a oberhalb der Nährlösung 3b im
Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter 3 und der
Befeuchtungsraum 1a oberhalb der Filterschüttung 2 im
Biofilter 1 über eine zweite Zuluftleitung 11 miteinander
verbunden. Dem Biofilter 1 ist ein Entkeimungsfilter 12
nachgeschaltet, der über eine erste Abluftleitung 13 mit
dem Ausgang des Biofilters 1 verbunden ist und von dem
eine zweite Abluftleitung 14 ins Freie mündet. An den
Biofilter 1 sind im Bereich der Filterschüttung 2
Probenahmeventile 15 zur Untersuchung der Filterschüttung
2 angeschlossen. Mit MI und FI sind Einrichtungen zur
Messung der Feuchte bzw. des Volumenstroms bezeichnet,
während XIC und YIC Meß- und Regeleinrichtungen für den
Sauerstoffgehalt und den pH-Wert sind. Die Probenahme
ventile 16 dienen der Analyse/Überwachung der Zu- und
Abluft.
Nachfolgend wird die Funktion der Filteranlage
beschrieben:
Die mit Mineralölkohlenwasserstoffen, leichtflüchtigen
chlorierten Kohlenwasserstoffen und ähnlichen Stoffen
(wie z. B. Alkohole, Ketone und Ester) verunreinigte
Abluft, die auch eine erhebliche Geruchsbelästigung
darstellt, wird zunächst über die erste Zuluftleitung 4
in den Luftbefeuchtungsraum 3a des Luftbefeuchtungs- und
Nährlösungsbehälters 3 geleitet und dort mit Hilfe der
Luftbefeuchtungs-Sprühvorrichtung 9 befeuchtet. Ein
Luftstrom mit einer Feuchtigkeit von 80-98% wird dann
über die zweite Zuluftleitung 11 in den Befeuchtungsraum
1a des Biofilters 1 oberhalb der Filterschüttung 2
geleitet. Hier wird die Zuluft zum zweiten Male einer aus
der Nährlösung 3b im Luftbefeuchtungs- und
Nährlösungsbehälter 3 versprühten Flüssigkeit ausgesetzt
und gleichzeitig die Filterschüttung 2 mit Nährlösung
besprüht. Mit der so befeuchteten Zuluft, die die
Filterschüttung 2 vollständig durchströmt, gelangen
Nährstoffe und Feuchtigkeit bis in die unteren Bereiche
des Biofilters 1, so daß die Mikroorganismen auf den
Aktivkohlepartikeln und den synthetischen Füllkörpern der
Filterschicht ausreichend mit Flüssigkeit versorgt werden
und nicht austrocknen können. Gleichzeitig werden den
Mikroorganismen über die gesamte Höhe und
Querschnittsfläche in gleichmäßiger Verteilung die für
die Stoffwechselvorgänge benötigten Hilfsstoffe, wie zum
Beispiel Stickstoff und Phosphat, zugeführt. Auf diese
Weise wird dauerhaft eine optimale Einstellung des
Feuchtigkeits- und Nährstoffgehalts für eine hohe
Abbauleistung der Mikroorganismen erreicht. Aufgrund des
Versprühens der Nährlösung in dem Zuluftstrom aus der
ersten Zuluftleitung 4, die an ein Probenahmeventil 16
angeschlossen ist, erfolgt eine regelbare
Sauerstoffzufuhr unmittelbar zu der Nährlösung, so daß
auch dort der erforderliche Sauerstoff in ausreichender
Menge zur Verfügung steht, um in der Nährlösung die
Bildung eines anaeroben Milieus zu verhindern und eine
Geruchsbelästigung zu vermeiden. Durch die
Stoffwechselprozesse der Mikroorganismen einerseits und
die Adsorption nicht durch Mikroorganismen abbaubarer
Stoffe an der Aktivkohle andererseits wird die
verunreinigte Zuluft von Schadstoffen befreit und gelangt
über den Entkeimungsfilter 12 schad- und geruchsstoffarm
ins Freie. Aus der Filterschüttung 2 an deren unterer
Querschnittsfläche austretenden Nährlösung sowie
ausgeschwemmte Mikroorganismen werden wieder in den
Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter zurückgeführt
und gelangen über die Pumpe 7 und die Nährlösungsleitung
6 sowie die Sprühvorrichtung 8 wieder in den Biofilter 1.
Durch die Messung beispielsweise des pH-Wertes und der
Leitfähigkeit der Nährlösung werden optimale Wachstums-
und Abbaubedingungen für die Mikroorganismen
gewährleistet.
Mit den in der Zeichnung dargestellten strichlierten
Linien wird eine Variante der oben beschriebenen
Filteranlage angegeben. Danach wird der befeuchtete
Zuluftstrom im Gegenstrom zu der Nährlösung durch die
Filterschüttung 2 des Biofilters 1 geleitet, um dadurch
insbesondere die für die Stoffwechselvorgänge
erforderliche Feuchte der Mikroorganismen in allen
Bereichen der Filterschüttung 2 zu gewährleisten. Eine
Verstopfung des Biofilters 1 ist auch bei einer
Durchströmung von befeuchteter Zuluft und Nährlösung in
entgegengesetzter Richtung nicht zu befürchten, da die
durch die Aktivkohle und die synthetischen Füllkörper
geschaffenen großen Hohlräume auch bei Verwendung von
Hilfsstofflieferanten wie Rindenmulch und dgl. für einen
ausreichenden Medienfluß in der Filterschüttung sorgen.
Die Beaufschlagung der Filterschüttung mit befeuchteter
Zuluft und Nährlösung kann wahlweise oder im Wechsel im
Gleich- bzw. Gegenstrom erfolgen.
1
Biofilter
1
a Befeuchtungsraum von
1
1
b Sammelraum
2
Filterschüttung
3
Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter
3
a Luftbefeuchtungsraum
3
b Nährlösung
4
erste Zuluftleitung
5
Verbindungsleitung
6
Nährlösungsleitung
7
Pumpe zu
6
8
Sprühvorrichtung in
1
9
Luftbefeuchtungs-Sprühvorrichtung in
3
10
Pumpe zu
9
11
zweite Zuluftleitung
12
Entkeimungsfilter
13
erste Abluftleitung
14
zweite Abluftleitung
15
Probenahmeventile zu
1
,
2
16
Probenahmeventile für Zu- und Abluft
Claims (10)
1. Filteranlage zur biologischen Abluft- und
Abgasreinigung, die einen mit einer als Trägermatrix
für die Mikroorganismen dienenden Filterschüttung
gefüllten Biofilter umfaßt, der mit Mitteln zur
Zufuhr des zu reinigenden Mediums sowie von Wasser
zur Befeuchtung des Filtermaterials und von
Nährstoffen für die Versorgung der Mikroorganismen
versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Filterschüttung (2) des Biofilters (1) im
wesentlichen aus Aktivkohle besteht und dem Biofilter
(1) ein Luftbefeuchtungs- und Nährlösungsbehälter (3)
zugeordnet ist, der sowohl zum Befeuchten der zu
reinigenden Zuluft mit Nährlösung als auch zur
Versorgung der Mikroorganismen auf der Aktivkohle mit
Nährlösung dient.
2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Filterschüttung aus Aktivkohle synthetische
Füllkörper und/oder Blähton beigefügt sind.
3. Filteranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aktivkohle grobkörnig und
stark strukturiert ausgebildet ist.
4. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Filterschüttung (2)
organische Hilfsstofflieferanten zugemischt sind.
5. Filteranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die organischen Hilfsstofflieferanten aus
Rindenmulch, Heidekraut, Torf, Fasertorf und/oder
Kokosfasern bestehen.
6. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Luftbefeuchtungs- und
Nährlösungsbehälter (3) oberhalb eines
Nährlösungspegels einen Luftbefeuchtungsraum (3a) mit
einer Luftbefeuchtungs-Sprühvorrichtung (9) umfaßt
und daß oberhalb der Filterschüttung (2) ein
Befeuchtungsraum (1a) mit einer Sprühvorrichtung (8)
zum Versprühen der Nährlösung vorgesehen ist und ein
unterhalb der Filterschüttung (2) befindlicher
Sammelraum (1b) für Nährlösung und ausgeschwemmte
Mikroorganismen an den Luftbefeuchtungs- und
Nährlösungsbehälter (3) angeschlossen ist, wobei der
Luftbefeuchtungsraum (3a) zur Führung der
befeuchteten Zuluft und der Nährlösung im Gleichstrom
oder Gegenstrom über den Biofilter (1) an den
Befeuchtungsraum (1a) bzw. den Sammelraum (1b) im
Biofilter (1) angeschlossen ist.
7. Filteranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Biofilter (1) wahlweise bzw. im Wechsel im
Gleich- oder Gegenstrom von Nährlösung und
befeuchteter verunreinigter Zuluft betreibbar ist.
8. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Biofilter (1) ein
Entkeimungsfilter (12) nachgeschaltet ist.
9. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch
gekennzeichnet, daß in die Nährlösung (3b) im
Luftbefeuchtungs-und Nährlösungsbehälter (3) Meß- und
Regeleinrichtungen (XIC, YIC) für den pH-Wert, die
Leitfähigkeit und den Sauerstoffgehalt eingebunden
sind.
10. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Luftbefeuchtungs- und
Nährlösungsbehälter (3) aus zwei getrennten Behältern
für die Befeuchtung der Zuluft mit Wasser und die
Zuführung von Nährlösung zum Biofilter (1) gebildet
ist, wobei der Nährlösungsbehälter und/oder der
Luftbefeuchtungsbehälter zur Ausbildung einer
Kompaktanlage in den Biofilter integriert sind.
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|---|---|
| DE (1) | DE19928087A1 (de) |
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