DE2547675A1

DE2547675A1 - Verfahren zum reinigen von abluft

Info

Publication number: DE2547675A1
Application number: DE19752547675
Authority: DE
Inventors: Egbert Dr Ing Paul; Guenther Soukup
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1977-05-05
Also published as: DE2547675B2; ATA788076A; SE7611783L; FR2328501B1; AT370008B; SE418576B; FR2328501A1; NL7611697A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Stut&.gart-Untertürkheim

Pain» Io

13.I0.75

Verfahren zum Reinigen von Abluft

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von verunreinigter Luft, wobei die Verunreinigungen in einem Waschprozeß in ein flüssiges Medium überführt werden.

Bekannt ist, Luftverunreinigungen mit Wasser auszuwaschen und diese aus dem Waschwacser auf physikalischem Wege ζ. Β. durch Destillation oder Adsorption oder auf chemischem Wege ζ, B. durch Chemoserption zu entfernen. Dies erfordert aber stets einen ständigen hohen Energie- und/oder Chemikalieneinsatz.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie die Abluft kostengünstiger und problemlos gereinigt werden kann. Die Erfindung weist hier gleich zwei Wege, die auf einem gleichen Grundprinzip beruhen. Zur Lösung der Aufgabe kann zum einen erfindungsgemäß in der Weise verfahren werden, daß der Waschprozeß - wie an sich bekannt mit die Verunreinigungen absorbierendem Waschwasser durchgeführt wird, daß das Waschwasser auf biologischem Wege in einem belüfteten abgegrenzten Belebungsraum aufbereitet und anschließend zum Waschen wiederverwendet wird. Die Aufgabe kann aber zum anderen durch die Erfindung auch dadurch gelöst werden, daß der Waschprozeß mit die Verunreinigungen adsorbierendem Belebtschlamm aus einem belüfteten abgegrenzten Belebungsraum einer biologischen Stufe durchgeführt wird.

Gemeinsamer Gedanke dieser beiden Lösungen ist, die Luftverunreinigungen in einem biologischen Prozeß in der wäßrigen Phase zu entfernen bzw. unschädlich zu machen. Hierdurch werden sehr geringe Energie- und/oder Chemikalienmengen für den Reinigungsprozeß erforderlich.

Die beiden erfindungsgemäßen Maßnahmen können auch gleichzeitig gemeinsam angewandt werden, wobei das wiederverwendete Waschwasser Belebtschlamm enthält und die Biozönose als Adsorptionsmittel für die Luftverunreinigungen ausgenützt wird.

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Die Entfernung der Luftverunreinigungen aus der als Reinigung sm ed ium dienenden Flüssigkeit - Waschwasser und/oder Belebtschlamm - geschieht dadurch, daß die Verunreinigungen bestimmten Bakterien, die in der Biozönose enthalten sind, als Nahrung zur Verfügung gestellt werden. Die Bakterien wachsen und vermehren sich; sie benötigen für diese Assimilationstätigkeit Sauerstoff, der ihnen mittels einer der bekannten Belüftungseinrichtungen zugeführt wird. Bei der ersten Inbetriebnahme einer Reinigungsanlage wird der Belebungsraum mit einer Bakterienkultur geimpft, beispielsweise mit Belebtschlamm aus der biologischen Reinigungsstufe einer kommunalen Kläranlage. Aufgrund der Assimilation vermehren sich vor allem diejenigen Bakterien, für die die Verunreinigungen ein günstiges Nährstoffangebot darstellen, besonders stark, und die Bakterien, für die das Nährstoffangebot ungünstig ist, werden verdrängt. Auf diese Weise wird sich selbständig eine geeignete Biozönose bilden.

Meist sind Luftreinigungsanlagen nicht ununterbrochen im Einsatz, sondern es kommt bei Schichtende und an Wochenenden zu Unterbrechungen. Eine solche Unterbrechung ist, wenn sie über mehrere Stunden andauert, schädlich, weil sich unerwünschte Änderungen in der Biozönose einstellen können. Um den Reinigungsprozeß während des Betriebes zu stabilisieren und um unzulässige Veränderungen in der Biozönose während der Stillstandszeiten zu vermeiden, ist es

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zweckmäßig, wenn während des Waschbetriebes der Sauerstoffpegel in dem abgegrenzten Belebungsraum mittels einer Belüftungseinrichtung auf einem bestimmten Wert und während der Stillstandszeiten die Biozönose des Belebungsraumes im aeroben Bereich gehalten wird. Der biologische Sauerstoffbedarf wird während der Betriebszeit entsprechend dem Eintrag der Luftverunreinigungen, d. h. entsprechend dem Eintrag von Nährstoffen schwanken. Dies muß durch eine entsprechende Regelung der Sauerstoffzufuhr ausgeglichen werden, derart, daß der Sauerstoffpegel angenähert konstant bleibt. In den Stillstandszeiten fällt kein "Nährstoff" an, hier muß z. B. durch Sauerstoffzufuhr dafür gesorgt werden, daß die Biozönose nicht in den anaeroben Bereich umschlägt. Der Sauerstoffpegel kann z. B. auf einen geringen Wert eingeregelt werden.

Um die Biozönose in ein einem optimalen Bereich zu halten, können ihr insbesondere während der Stillstandszeiten Nährstoffe zugegeben werden.

Ein Überangebot von Stickstoff in den Verunreinigungen kann zu einem Überhandnehmen von bestimmten Bakterienstämmen in der Biozönose führen. Un dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn die stickstoffhaltigen Bestandteile der Luftverunreinigungen vor dem Waschprozeß in einem gesonderten Prozeß wenigstens teilweise entfernt werden.

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Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden erläutert; dabei
zeigt die Figur ein Fließschema einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Luftreinigungsanlage.

In der Anlage ist ein zweistufiger Wäscher 1/2 mit einer
sauren Vorwaschdüse 1 und einer neutralen bzw. alkalischen Hauptwaschstufe 2 vorgesehen. Ferner ist ein abgegrenzter belüfteter Belebungsraum oder auch Biofermenter 3 vorgesehen. Ihm ist zulaufseitig ein Mengenteiler 4 vorgeschaltet. Der sauren Vorwaschstufe ist ein Schlammabscheider 5 für
das saure Waschwasser nachgeordnet. Dem Mengenteiler vor
dem Biofermenter ist ebenfalls ein Schlammabscheider nachgeschaltet.

In dem Verfahrensschema sind mehrere Kreisläufe vorhanden; Zunächst ist der Fließstrang der zu reinigenden Abluft zu erwähnen. Die Abluft tritt durch die Leitung 7 in den Wäscher ein und wird mittels eines Gebläses 8 durch beide
Waschstufen hindurch gefördert und gelangt anschließend gereinigt ins Freie.

Das Waschwasser der Vorwaschstufe wird aus dem Klarwasserablauf des Abscheiders 5 abgezogen und mit der Umwälzpumpe 9 in die Waschstufe 1 gefördert. Das sich im Wäscher
sammelnde mit den vor allem stickstoffhaltigen Luftverunreinigungen angereicherte Waschwasser wird in den Schlammabscheider 5 rezirkuliert, wo sich durch Schwerkraftein-

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fluß Schlamm und Wasser trennen. Ein Überschuß an Wasser und/oder an Schlamm kann bedarfsweise aus dem System entfernt werden. Wasserverluste z. B. durch Verdunstung können aus dem Leitungsnetz Io durch frisches Brauchwasser ersetzt werden. Das zirkulierende Wasser kann aus dem z. B. Schwefelsäure enthaltenden Säurenbehälter 11 mittels der Dosierpumpe 12, gesteuert durch eine nicht dargestellte pH-Sonde, auf den entsprechenden Säuregrad gehalten werden. Zu starke Säurezugaben könnenjdurch Wasserzugabe ausgeglichen werden.

Der Kreislauf der Hauptwaschstufe ist etwas komplizierter. Die aus dem Wäscher 2 abgezogene Flüssigkeit gelangt durch Schwerkraft durch den Mengenteiler hindurch zum überwiegenden Teil in den Biofermenter. In ihm findet aufgrund der Belüftung keine Sedimentation oder Abscheidung statt. Die Waschflüssigkeit wird in aufbereiteter Form aus dem

Biofermenter 3 durch die Umwälzpumpe 13 in den Hauptwä

scher 2 zurückgeleitet. An dem Mengenteiler k kann ein kleiner Bruchteil der Umlaufmenge dem Waschkreislauf entzogen werden. Die entzogene Menge wird in den Schlammabscheider 6 gegeben, in dem es zu einer Sedimentation kommt. Je nach Bedarf kann die Klarphase und/oder Schlamm aus dem System entfernt werden. Der Schlamm kann über die Dickstoffpumpe lh in den Waschkreislauf zurückgeführt wenden. Verdunstetes oder sonstwie dem Kreislauf entzogenes Wasser kann aus dem Netz Io ersetzt werden. Hierfür ist eine Niveauregulierung (Niveaumessung 15» Ventilsteuerung l6) im B_wiofermenter 3 vorgesehen. Dem Kreislauf kann

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mit dem frisch zugegebenen Wasser Lauge, ζ. Β. verdünnte Natronlauge, aus dem Laugenbehälter 17 mit der Dosierpumpe 18 zugeführt werden. Die Laugenzugabe wird durch eine pH-Messung (pH-Sonde 19) in dem Mengenteiler, d. h. im Rücklauf des Wäschers gesteuert.

Der Inhalt des Biofermenters ist durch ein Tauchbelüftungsrohr 2o belüftet und in Bewegung gehalten. Der Sauerstoffpegel des Behälterinhaltes wird über die Sonde 21 gemessen und je nach Höhe des Sauerstoffpegels der Motor 22 des Belüftungsgebläses 23 eingeschaltet bzw. wieder abgeschaltet.

Die Wirkungsweise der Anlage ist nun kurz folgende: In der Vorwaschstufe werden der Abluft aufgrund der besonderen - schwefelsauren - Zusammensetzung des Waschwassers der ersten Stufe die ammoniakalischen Bestandteile entzogen. Diese Stickstoffentfernung ist nötig, um der Biozönose der anschließenden biologischen Vaschstufe ein ausgewogenes Nährstoffangebot anzubieten und ein Überangebot an Stickstoff mit seinen unerwünschten Folgeerscheinungen in der Biozönose zu vermeiden.

In der zweiten natralen bzw. alkalischen Waschstufe gehen alle übrigen Luftverunreinigungen an das Waschmedium dieser Stufe über. Als Waschmedium wird im dargestellten Ausführung sbeispiel Wasser und Belebtschlamm aus dem Biofermenter verwendet. Die Verunreinigungen der Abluft werden größtenteils durch das Wasser absorbiert. Dadurch, daß

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Belebtschlamm mit durch den Wäscher gegeben wird, kann die Adsorptionsfähigkeit der Biozönose noch besser ausgenutzt werden. Das Waschmedium nimmt in gewissem Umfang bereits im Wäscher Sauerstoff auf.

Die Bakterien der Biozönose bauen die aus der Luft aufgenommenen Verunreinigungen in dem Biofermenter ab. Die für die Assimilationstätigkeit benötigte Sauerstoffmenge wird ihnen durch die Belüftung zur Verfügung gestellt. Die Bakterien der Biozönose vermehren sich, überschüssige Bakterienmasse bzw. überschüssiger Belebtschlamm können an dem Abscheider 6 aus dem System entfernt werden.

In den Betriebspausen über den Wochenenden oder Nachts, wenn keine Verunreinigungen anfallen, wird durch gezielte Sauerstoff- und/oder Nährstoffzufuhr die Biozönose in einem aeroben und auch sonst für den Abbau der Verunreinigungen günstigen Bereich gehalten. Bei erneuter Betriebsaufnahme steht dann eine an das Nährstoffangebot der Luftverunreinigungen angepaßte einsatzbereite Lebensgemeinschaft bereit.

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Claims

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Patentansprüche

(l./Verfahren zum Reinigen von verunreinigter Luft, wobei die Verunreinigungen in einem Waschprozeß in ein flüssiges Medium überführt werden, dadurch gekennzeichnet , daß der Waschprozeß - wie an sich bekannt - mit die Verunreinigungen absorbierendem Waschwasser durchgeführt wird, daß das Waschwasser auf biologischem Wege in einem belüfteten abgegrenzten Belebungsraum (3) aufbereitet und anschließend zum Waschen wiederverwendet wird.
2. Verfahren zum Reinigen von verunreinigter Luft, wobei

die Verunreinigungen in einem Waschprozeß in ein flüs- >

siges Medium überführt werden, dadurch gekennzeichnet , daß der Waschprozeß mit die Verunreinigungen adsorbierendem Belebtschlamm aus einem belüfteten abgegrenzten Belebungsraum (3) einer biologischen Stufe durchgeführt wird.
3· Verfahren mit einer gleichzeitigen Anwendung der Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das wiederverwendete Waschwasser Belebtschlamm enthält.

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Da im Io 8$)o/4
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» für zwischen Waschbetrieb und Stillstandszeit wechselndem Betrieb, dadurch gekennzeichnet , daß während des Waschbetriebes der Sauerstoffpegel in dem abgegrenzten Belebungsraum (3) mittels einer Belüftungseinrichtung (22, 23) auf einem bestimmten Wert und daß während der Stillstandszeiten die Biozönose des Belebungsraumes im aeroben Bereich gehalten wird*
5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Erhalten des aeroben Zustandes der Biozönose durch Belüften erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5i dadurch gekennzeichnet , daß der Biozönose insbesondere während der Stillstandszeiten Nährstoffe zugegeben werden.
7. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch für stickstoffhaltige, insbesondere ammoniakalische Bestandteile enthaltende Luftverunreinigungen, dadurch gekennzeichnet , daß die stickstoffhaltigen Bestandteile der Luftverunreinigungen vor dem Waschprozeß in einem gesonderten Prozeß wenigstens teilweise entfernt werden.

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