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