DE3542599A1 - Verfahren und vorrichtung zur eliminierung schwer wasserloeslicher und leicht fluechtiger verunreinigungen aus einem abluft- bzw. abgasstrom durch biologische oxidation - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur eliminierung schwer wasserloeslicher und leicht fluechtiger verunreinigungen aus einem abluft- bzw. abgasstrom durch biologische oxidationInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Eliminieren von gasförmigen organischen Verunreinigungen
aus Abgasen bzw. Abluft mit Hilfe von Mikroorganismen
unter Verwendung einer permeablen Membran, die nach Art
eines Plattenwärmeaustauschers aufgebaut ist und von
der Abluft/Abgas bzw. dem wässrigen Nährmedium durch
strömt wird.
Unter gasförmigen Verunreinigungen sind alle Abgase zu
verstehen, die aus Verarbeitungsanlagen der Industrie so
wie gewerblichen Betrieben stammen. Vor allem schwer was
serlösliche organische Verbindungen wie Aromaten, Paraffine
und ähnliches, sowie leicht flüchtige Substanzen wie viele
chlorierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelverbindungen und
andere.
Derzeit sind zwei biologische Abluftreinigungsverfahren
bekannt: der Biowäscher und der Biofilter. Diese beiden
Verfahren haben sich zur Reinigung von gewerblicher und
industrieller Abluft bereits häufig bewährt. Die Leist
ungsfähigkeit dieser beiden Verfahren bzw. Anlagentypen
sinkt jedoch stark ab, wenn die zu reinigende Abluft
schwer wasserlösliche bzw. leicht flüchtige Substanzen
enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vor
richtung zum Eliminieren gasförmiger Verunreinigungen zu
schaffen, die besser als bisher geeignet ist, die eingangs
genannten Verunreinigungen aus der Abluft zu entfernen
und biologisch zu oxidieren.
Ausgehend von der Tatsache, daß die hier zu eliminierenden
Stoffe in den beiden oben genannten Verfahren nicht bzw.
nur schlecht abbaubar sind, ist diese Aufgabe gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß als Sorbens eine chemisch
und biologisch inerte Membran verwendet wird, die in der
Art eines Plattenwärmetauschers aus einseitig verstärkten
Membranen aufgebaut ist und wechselseitig mit Abluft bzw.
angeimpfter Nährlösung durchströmt wird. Hierbei wird die
mit Mikroorganismen angeimpfte Nährlösung mittels einer
Pumpe im Kreislauf geführt, wobei überschüssiger Schlamm
in einem Absetzbecken abgezogen werden kann.
Während des Betriebs mit den schwerwasserlöslichen Abluft
inhaltsstoffen bildet sich ein Mikroorganismenfilm direkt
auf der Oberfläche der Membran aus, so daß die Substanzen
direkt von den Mikroorganismen aus der Membran aufgenom
men werden können und somit die schlechte Wasserlöslich
keit der Substanzen für den mikrobiellen Abbau nur eine
untergeordnete Rolle spielt.
- Legende zu Bild 1a bis 1c
1 Nährsalzlösungszufuhrleitung
2 Nährsalzlösungsablaufleitung
3 Reinluft
4 Rohluft
5 Druckplatte
6 Druckplatte
7 Zwischenplatte
8 Zusatz-Sauerstoffversorgung
9 Membranplatten
Jede Membranplatte ist mit einem Dichtring entlang der
Außenkante versehen, der in einer Nut verklebt ist.
Wenn die Membranen in den speziellen Rahmen eingesetzt
werden, übernehmen die Dichtungsringe das Abdichten
zwischen den Membranen und der Außenseite des Reaktors.
Weitere Dichtringe sind so angebracht, daß jeweils
zwei Öffnungen in jeder Membranplatte abgedichtet sind
und die beiden anderen als Eintritt/Austritt in Ver
bindung bleiben. Das Medium fließt somit von der Ein
trittsöffnung über die Membran zur Austrittsöffnung.
Die Membranplatten sind so konstruiert, daß bei einer
versetzten Anordnung die Nährlösung nur jede zweite
Membranplatte und die Gasphase die dazwischen liegenden
Membranplatten durchfließt.
Durch Auswahl und Anordnung der Membranplatten können
verschiedene Flußvarianten erzielt werden. (Abb. 1a
und Abb. 1b).
Aufgrund der flexibel gehaltenen Konstruktion des
Membranreaktors ist es möglich, eine zusätzliche Sauer
versorgung in den Reaktor zu integrieren (Abb. 1c).
- Legende zu Abb. 2
1 Rohgaszufuhr
2 Membranplattenreaktor
3 Vakuumpumpe
4 Reingasdurchflußmeßgerät
5 Reingasleitung
6 Nährlösungsrückfuhrleitung
7 Nährlösungsvorratsbehälter
8 Schlammrücklaufleitung
9 Pumpe zum umpumpen der Nährlösung
10 Überlaufrinne
11 Rohrleitung für die Nährlösung zum Membranreaktor
12 Ablauf
13 Sauerstoff-Elektrode
14 Sauerstoffmeßgerät und Steuereinheit
15 Zusatzleitung für Sauerstoff oder Luft
16 pH-Elektrode
17 pH-Meßgerät und Steuereinheit
18 Säure/Lauge-Pumpe
19 Säure/Lauge-Vorratsbehälter
20 Leitfähigkeitselektrode
21 Leitfähigkeitsmeßgerät und Steuereinheit
22 Nährsalzlösungspumpe
23 Nährsalzlösungsvorratsbehälter
24 Rohgasmengendurchflußmesser
25 Detektor für das Rohgas (FID, SSD, oder Andere)
26 Detektor für das Reingas
27 Registrier- und Aufzeichnungsgerät
Claims (13)
1. Verfahren zur Abtrennung von schwer wasserlöslichen
und leicht flüchtigen Substanzen aus einem Abgas- bzw.
Abluftstrom, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die aus der Gasphase zu entfernenden Stoffe zunächst an einer chemisch und biologisch inerten permeablen Membran sorptiv gebunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Abluftinhaltsstoffe von Mikroorganismen verwertet werden, die direkt auf der Membran siedeln.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - sowohl aerob lebende Mikroorganismen als auch fakultativ aerob lebende Mikroorganismen die mineralische Sauer stoffträger wie NO₃⁻, NO₂⁻, SO₄2-, SO₃2-, usw. als Sauerstoffdonator benützen, für den biologischen Ab bau verwendet werden können.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Gasphase und die Nährlösung mit den Mikroorganismen durch eine permeable Membran nach der Art eines Platten wärmeaustauschers voneinander getrennt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die permeable Membran aus verstärkten Membranplatten besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Permeationsreaktor im Bausteinprinzip aufgebaut ist und damit das Verweilzeitverhalten bzw. der Abbauprozeß im Reaktor durch Änderung der Membranplattenanzahl steuerbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Nährsalzlösung im Kreislauf geführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein Absetzbecken, eine Schlammrückführung sowie eine Schlammaustragvorrichtung im Nährsalzlösungskreislauf vorhanden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - über eine Regelanordnung die optimale Anströmgeschwindig keit der Nährsalzlösung an die Membranplatten gewähr leistet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - über eine Regelanordnung der pH-Wert laufend ermittelt wird und eine dementsprechende Menge an Lauge bzw. Säure, zur Aufrechterhaltung des für die jeweiligen Mikro organismen notwendigen pH-Wertes, zudosiert wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - zwischen den mit wässriger Nährlösung durchspülten Mem branplatten Füllkörper eingelagert sein können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine zusätzliche Sauerstoffversorgung in den Membran plattenreaktor integriert werden kann.
13. Vorrichtung/Regelanordnung nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß
- - laufend die Sauerstoffkonzentration ermittelt wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Grenzwertes ein spezielles Membranplattenpaket mit Sauerstoff/Luft ver sorgt wird.
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In Betracht gezogene ältere Anmeldungen: DE-OS 28 38 027 FISCHER, Klaus: Die weitergehende Abwasser- reinigung mit Hilfe von ... der biologischen Regeneration * |
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