DE3641178C2 - Verfahren zur Desodorierung und Reinigung von Gasen, sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Desodorierung und Reinigung von Gasen, welche biologisch abbaubare Verunreinigungen enthalten, indem man Gas durch eine Trägerschicht aus Torf, Calciumcarbonat, vegetarische Abfallstoffe, Kompost oder Baumrinde in Anwesenheit von Mikroorganismen und eines Nährstoffes hindurchleitet.

Ein derartiges, insbesondere zur Desodorierung der in Abdeckereianlagen erzeugten Gase geeignetes Verfahren ist bekannt durch die französische Patentschrift FR 68 22 335 C2. Bei dem bekannten Verfahren nach dieser Druckschrift wird das zu desodorierende Gas durch einen aus Torfschichten bestehenden Träger geleitet, der Mikroorganismen enthält, wobei zwecks Förderung der Entwicklung der Bakterien Phosphate beigegeben werden und ein kohlenstoffhaltiges Substrat eingesetzt wird, welches für die Aufrechterhaltung des biologischen Gleichgewichtes erforderlich ist. Bei diesem Verfahren werden die zu desodorierenden Gase durch die Torfschichten absorbiert, während die Mikroorganismen gewisse Bestandteile der Gase, wie beispielsweise Ammoniak und Amine assimilieren. Durch die Beigabe von Nährstoffen in Form von Phosphaten und durch den Einsatz des kohlenstoffhaltigen Substrats wie beispielsweise Glukose oder Laktoserum wird eine Saturation des Torfes durch diese Substanzen verhindert und die Assimilation derselben durch die Mikroorganismen gefördert.

Die Anwendung dieses bekannten Verfahren ist jedoch u. a. dadurch begrenzt, daß der durch die Torfschichten gebildete Träger Verdichtungserscheinungen ausgesetzt ist, die bevorzugte Gasströmungswege schaffen, was einer guten Reinigung entgegensteht.

Ein anderer Nachteil bei der Anwendung dieses bekannten Verfahrens liegt darin, daß die durchströmende Luft je nach den hygrometrischen Gegebenheiten der Umgebung den Träger austrocknen kann, was für die Durchführung des Verfahrens hinderlich ist. Ein günstiger Verfahrensablauf erfordert eine befriedigende Entwicklung der Bakterien, die nur dann erfolgen kann, wenn eine hinreichende Feuchtigkeit der Umgebung gegeben ist.

Durch die europäische Patentanmeldung EP 1 42 872 ist ein Verfahren bekannt, das eine Lösung des Problems der bevorzugten Strömungswege und der Austrocknung des Träger vorschlägt. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch insofern nachteilig, als es keine uneingeschränkte Entwicklung des bakterientragenden Mediums gewährleistet.

Durch die DE 27 21 048 C2 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Geruchstoffe enthaltende Abluft bekanntgeworden. Bei dieser Vorrichtung wird mit einer, von den Wänden umschlossenen nach oben offenen, Mikroorganismen enthaltenden Filtermasse gearbeitet, wobei am Boden Verteilerkanäle oder Verteilerrohre für die Abluft vorgesehen sind. Es handelt sich dabei um mit Löchern versehene Zuführungsrohre, die mit einer Sauerstoffzuleitung oder einer Frischluftzuleitung in Verbindung stehen. Mittels derartiger Rohre sollen in allen Teilen der bekannten Vorrichtung gleichmäßige und gute Lebensbedingungen für die Mikroorganismen erzielt werden. Es soll dabei ein Ausgleich von Ungleichmäßigkeiten in der zu reinigenden Abluft herbeigeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für alle biologisch abbaubaren Verunreinigungsstoffe, wie Lösungsmittel, Amine u. dgl. anwendbar, die in einem zu reinigenden Gas vorliegen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der vorstehend näher beschriebenen Art zur Reinigung eines biologisch abbaubare Verunreinigungsstoffe enthaltende Gases zu schaffen. Dabei sollen die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden. Ferner soll bei jeglichen Verfahrensbedingungen im Behandlungsmedium jederzeit ein biologischer Gleichgewichtszustand aufrechterhalten werden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man den Nährstoff in Form einer wäßrigen Nährlösung dem Träger direkt zuführt und daß man diesen durch Beimengung schwach gärungsfähiger oder gärungsunfähiger Leichtstoffe lockert. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Desodorierung und die Reinigung eines biologisch abbaubare Verunreinigungsstoffe enthaltenden Gases durch Durchleiten dieses Gases durch einen aus Torfschichten, aus Calciumcarbonat, aus vegetarischen Abfallstoffen, aus Kompost, aus Baumrinden oder ähnlichen Stoffen bestehenden Träger in Gegenwart von Mikroorganismen und eines Nährstoffes bewirkt. Der Nährstoff liegt in Form einer wässerigen Lösung vor, die ununterbrochen dem Träger direkt zugeführt wird. Der Träger wird durch Beimengung von schwach gärungsfähigen oder gärungsunfähigen Stoffen gelockert und durch die Beigabe der wäßrigen Nährlösung befeuchtet.

Die Mikroorganismen können natürlich vorhandene oder aufgeimpfte Bakterien sein. Diese können natürlichen Ursprungs oder künstlich bereitet sein.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß man den Träger durch direktes Ansprühen mit der Nährlösung befeuchtet.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß man das zu behandelnde Gas einer Vorwäsche durch Gas- und Flüssigkeitskontakt unterzieht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß man als Leichtstoffe Moos oder vegetarische Abfallstoffe einsetzt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß man als Nährlösung eine wenigstens Phosphat, kohlenhaltiges Substrat, stickstoffhaltiges Salz oder ein anderes, üblicherweise als Nährstoff verwendetes Salz enthaltende wäßrige Lösung einsetzt.

Es empfiehlt sich, daß man zur Behandlung von Lösungsmitteldämpfen als Trägerschichtorf und als Nährlösung eine gegebenenfalls mit Phosphat angereicherte, stickstoffhaltige Salze enthaltende wäßrige Lösung einsetzt.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß man zur Behandlung eines schwefelhaltige Substanzen enthaltenen Gases als Trägerschicht eine solche mit hohem Calciumcarbonatgehalt und als Nährlösung eine als Stickstoffquelle wirkende, sowie gegebenenfalls eine als Phosphatquelle wirkende Substanz einsetzt.

Es empfiehlt sich, daß man Mikroorganismen aus natürlich vorliegenden Mikroorganismenstämmen einsetzt.

Es ist aber auch möglich, daß man Mikroorganismen einsetzt, die festgelegt und entweder natürlichen Ursprungs sind oder durch Einpflanzung erzeugt werden.

Durch die genannten Merkmale werden die eingangs dargelegten Nachteile bekannter Verfahren beseitigt.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einer Wanne, in welcher der beimpfte Träger angeordnet ist. Dieser Träger ruht auf dem Boden der Wanne und bildet mit einem Gitter zusammen einen Innenraum. Es ist ferner im Innenraum wenigstens eine Gaseinleitungsrampe vorhanden, die mit einer Zuführleitung für das zu behandelnde Gas verbunden ist. Ferner sind oberhalb der den Träger enthaltenen Wanne Zerstäubungsrampen angeordnet, die zum Zerstäuben der Nährlösung dienen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 des Näheren beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Ausfüh­ rungsform einer Reinigungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Reinigungsanlage eine beispielsweise aus Beton gefertigte, in den Boden 2 eingelassene Wanne 1. Die ein Parallelepiped bildende, oben offene Wanne 1 besitzt vertika­ le, perforierte, gitterartig ausgebildete Seitenwandungen 3, sowie einen in Richtung eines Flüssigkeitsauslasses 5 leicht geneigten Boden 4.

Über dem Boden 4 ist ein sich über die gesamte Oberfläche der Wanne 1 erstreckendes Gitter 7 derart angeordnet, daß es mit dem Boden zusammen einen Innenraum 8 bildet.

Eine Zuführungsleitung 10 für das zu reinigende Gas 11 ist an eine oder mehrere Gasverteilungsrampen oder -Leitungen 12 angeschlossen, die im Innenraum 8 angeordnet und mit Verteiler- oder Auslaßöffnungen 13 für das zu reinigende Gas versehen sind.

Über dem Gitter 7 ist in der Wanne 1 ein durch mit geeigneten, bei­ spielsweise heterotropen Mikroorganismen versehenen Torfschichten 14 gebildeter Träger angeordnet. Dieser Träger 14 wird erfindungsgemäß durch Beimengung geeigneter Mengen von schwach gärfähigen oder gärunfähigen Leichtstoffen, wie Moos, großstückige, trockene vegetarische Abfallstoffe od. dgl. geleichtert.

Anstelle von Torf können auch ähnliche Trägerstoffe verwendet werden, wie Baumrinde, vegetarische Abfallstoffe, Kompost, oder auch andersartige Trägermaterialien, wie Calciumcarbonat od. dgl.

Oberhalb der Wanne 1 sind Zerstäuberrampen 16, die vermittels einer Pumpe von einem Behälter 18 aus mit einer geeignete Nährstoffe enthaltenden wäßrigen Nährlösung gespeist werden.

Diese Zusatzstoffe können außer den bereits erwähnten Phosphaten und kohlenstoffhaltigen Substraten auch aus jeglichen anderen Stoffen bestehen, die dazu geeignet sind, ein günstiges biologisches Gleichgewicht sicherzu­ stellen, wie beispielsweise aus stickstoffhaltigen und anderen Salzen. Die Zusatzstoffe werden nach Maßgabe der Nährunzulänglichkeit des zu reinigen­ den Gases, sowie nach Maßgabe der Art und der Beitragmöglichkeiten des den Träger bildenden Materials gewählt.

Diese Zerstäubung dient nicht nur dazu, den Träger mit der erforder­ lichen Nährlösung zu versorgen, sondern sichert überdies die Befeuchtung des Trägers, wodurch ein für den Betrieb der Anlage ungünstiges Austrocknen verhütet wird.

Abgesehen von seinem Gehalt an biologisch abbaubaren Verunreinigungs­ stoffen kann das zu reinigende Gas Eigenschaften besitzen, die sich auf den Betrieb des Systems ungünstig auswirken; es kann z. B. Staub oder Fettstoffe enthalten, die zu Verstopfung (Zusetzung) des Trägers führen können, oder seine Temperatur kann so hoch sein, daß die meisten im Träger vorhandenen Mikroorganismen zerstört werden.

In diesem Falle kann vorteilhafterweise eine Vorwäsche des Gases in einer geeigneten Gas-Flüssigkeits-Kontaktvorrichtung vollzogen werden, beispielsweise in einem Venturirohr, in welchem die Teilchen und Bläschen wirksam zurückgehalten werden, und wobei auch ein günstiger Wärmeaustausch erfolgt. Eine solche Vorwäsche hat ferner den Vorteil, zur erwünschten Befeuchtung des Trägers beizutragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf zahlreichen Gebieten Verwen­ dung finden, wie z. B. unter vielen anderen:

• - Reinigung der bei der Durchführung von Anstrich- oder Lackierverfah­ ren mit Farbstoffen beladener Luft;
• - Entfernung von bei Formsandhärtungsbehandlungen auftretender Amine;
• - Behandlung der Siede-Abgase in der Abdeckerei-Industrie.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele eingehender erläutert.

BEISPIEL I

Das Verfahren wird zwecks Behandlung eines Siede- und Lüftungsgas­ stroms eines Abdeckereibetriebs durchgeführt, wobei die Gasdurchsatzmenge 15 000 m³/h beträgt. Bei dem hier betrachteten Anwendungsbeispiel ist das Gleichgewicht des Mediums durch die Anwesenheit von Schwefel und Stickstoff gestört und folglich ist zur Wiederherstellung des Gleichgewichts der Einsatz eines kohlenstoffhaltigen Stoffes erforderlich.

Die nachstehende Tabelle erläutert die Art der in diesem Gasstrom vorhandenen Verunreinigungsstoffe, sowie die Wirksamkeit des Verfahrens.

Im vorliegenden Fall wird eine Torfschichtung verwendet, während der Nährstoff eine im Wesentlichen einen an Phosphaten angereicherten kohlen­ stoffhaltigen Nährstoff enthaltende wäßrige Lösung ist.

BEISPIEL II

Man verfährt wie Beispiel I beschrieben, wobei das behandelte Gas folgende Verunreinigungen enthält:

Bei diesem Anwendungsbeispiel ist das Medium kohlenstoffreich und man verwendet zwecks Erzielung des Gleichgewichtszustandes unter den vorliegen­ den Reaktionsbedingungen einen aus einer Torfschichtung bestehenden Träger, während die Nährflüssigkeit aus einer wäßrigen Lösung stickstoff- und phosphathaltiger Substanzen besteht.

BEISPIEL III

Man verfährt wie im Beispiel I beschrieben, wobei das behandelte Gas folgende Verunreinigungen enthält:

Bei diesem Anwendungsbeispiel besteht der Träger im Wesentlichen aus Calciumcarbonat, während der Nährstoff im Wesentlichen ein stickstoff­ haltige und phosphathaltige Substanzen aufweisendes wäßriges Medium ist. Hierbei können die phosphathaltigen Substanzen im Träger selbst vorliegen.

Wenn man das erfindungsgemäße Verfahren mit anderen Verfahren zur Desodorierung (Oxydation durch Erhitzen oder Katalyse und Waschen mit chemischer Behandlung) vergleicht, so stellt man fest, daß es sich durch einen Aufwand auszeichnet, der demjenigen entspricht, der bei Investierung im Hinblick auf eine chemische Behandlung erforderlich ist, wobei jedoch die Betriebskosten des erfindungsgemäßen Verfahrens, einschließlich der Tilgung, erheblich geringer sind, als bei der chemischen Behandlung und bedeutend geringer, als bei der Behandlung durch Heiß-Oxydation.

Es muß ferner beachtet werden daß bei zweckentsprechenden Betriebs­ bedingungen der Anlage keinerlei sekundäre Ausflußmedien auftreten.

Selbstverständlich sind vielerlei Abänderungen der vorstehend als Beispiel beschriebenen Anlage innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich. Beispielsweise brauchen die vertikalen Wandungen 3 nicht perforiert zu sein; sie können durch ununterbrochene Wandungen gebildet werden, die nicht als Gitter wirken. Ferner können - insbesondere bei kleineren oder mittelgroßen Anlagen - die Leitungen 12 für die Gasverteilung durch eine (nicht dargestellte) einzige Einlaßleitung ersetzt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Desodorierung und Reinigung von Gasen, welche biologisch abbaubare Verunreinigungen enthalten, indem man Gas durch eine Trägerschicht aus Torf, Calciumcarbonat, vegetarische Abfallstoffe, Kompost oder Baumrinde in Anwesenheit von Mikroorganismen und eines Nährstoffes hindurchleitet, dadurch gekennzeichnet, daß man den Nährstoff in Form einer wäßrigen Nährlösung dem Träger direkt zuführt, und daß man diesen durch Beimengung schwach gärungsfähiger oder gärungsunfähiger Leichtstoffe lockert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Träger durch direktes Ansprühen mit der Nährlösung befeuchtet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu behandelnde Gas einer Vorwäsche durch Gas- und Flüssigkeitskontakt unterzieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Leichtstoffe Moos oder vegetarische Abfallstoffe einsetzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Nährlösung eine wenigstens Phosphat, kohlenhaltiges Substrat, stickstoffhaltiges Salz oder ein anderes, üblicherweise als Nährstoff verwendetes Salz enthaltende wäßrige Lösung einsetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Behandlung von Lösungsmitteldämpfen als Trägerschicht Torf und als Nährlösung eine ggf. mit Phosphat angereicherte, stickstoffhaltige Salze enthaltende wäßrige Lösung einsetzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Behandlung eines schwefelhaltige Substanzen enthaltenden Gases als Trägerschicht eine solche mit hohem Calciumcarbonatgehalt und als Nährlösung eine als Stickstoffquelle wirkende sowie ggf. eine als Phosphatquelle wirkende Substanz einsetzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Mikroorganismen aus natürlich vorliegenden Mikroorganismenstämmen einsetzt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Mikroorganismen einsetzt, die festgelegt und entweder natürlichen Ursprungs sind oder durch Einpflanzung erzeugt werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus
einer, den beimpften Träger (14) enthaltende Wanne (1), wobei der Träger auf einem Gitter (7) ruht und mit dem Boden (4) der Wanne zusammen einen Innenraum (8) bildet,
wenigstens einer im Innenraum (8) angeordneten Gasleitungsrampe (12), die mit einer Zuführleitung (10) für das zu behandelnde Gas ver­ bunden ist, sowie
oberhalb der den Träger enthaltenden Wanne angeordneten Zerstäu­ bungsrampen (16) für die Nährlösung.