DE4021143A1 - Biologische abgasreinigungsanlage, insbesondere abluftreinigungsanlage - Google Patents
Biologische abgasreinigungsanlage, insbesondere abluftreinigungsanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine biologische Abgasreinigungs
anlage, insbesondere Abluftreinigungsanlage, bei welcher
das zu reinigende Abgas durch ein Festbett (Biobett)
aus Mikroorganismen enthaltendem Nährbodenmaterial bei
Anwesenheit einer vorbestimmten Luftfeuchte geleitet
wird.
Industrielle, organisch belastete Abgase, die den Krite
rien großer Mengen kleiner Schadstoffkonzentrationen
und biologischer Abbaubarkeit derselben genügen, kommen
für die biologische Abgasreinigung in Betracht. Die
Schadstoffkonzentrationen solcher Abgase lassen keine
selbskatalytische, autotherme (d. h. ohne Stützfeuerung)
Verbrennung und wegen der Anlagendimensionierung auch
keine Adsorption an Aktivkohle zu.
Aus diesem Grund verwendet man zur Reinigung derartiger
industrieller, organisch belasteter Abgase biologische
Abgasreinigungsanlagen der eingangs erwähnten Art, bei
denen man die Abgase durch das Mikroorganismen enthal
tende Biobett leitet. In dem Biobett erfolgt durch die
Mikroorganismen der biologische Schadstoffabbau. Die
Aufgabe des Biobettes besteht in der Biokompatibilität
seiner Inhaltsstoffe, in der Pufferung von pH-Wert
schwankungen und in der Stabilität seines Aufbaues,
um definierte Abgasverweilzeiten zu erhalten. Durch
eine vorbestimmte Luftfeuchte wird die Biozönose in
dem Biobett aufrechterhalten. Das Biobett in einer der
artigen Abgasreinigungsanlage, auch Bioreaktor genannt,
enthält derzeit als Nährbodenmaterial für die Mikroorga
nismen hauptsächlich Rindenmulch oder auch Torf und
kann zusätzlich auch mit Schichtenreisig ausgestattet
werden, wobei letzteres hauptsächlich zur Lockerung
des Biobettes und Erhöhung der Gasdurchlässigkeit vorge
sehen ist. Die Lebensdauer eines derartigen Biobettes
liegt z. Zt. bei etwa zwei Jahren. Infolge der Tätigkeit
der Mikroorganismen wird das Nährbodenmaterial allmäh
lich so zersetzt, daß das Biobett ähnlich wie ein Kom
posthaufen in sich zusammensinkt. Hierdurch wird der
Strömungswiderstand erhöht. Um den gleichen Abgasdurch
satz zu erreichen, muß der Druck, mit dem das Abgas durch
das Biobett geleitet wird, erhöht werden. Es ergibt sich
hierdurch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit bei ver
ringerter Biobetthöhe, damit eine geringere Verweilzeit
des Abgases im Biobett und hierdurch auch eine schlech
tere Reinigungswirkung. Ferner kann durch Betriebsstörun
gen oder bei ungenügender Leistung der Luftbefeuchtigungs
anlage, mit der die Abgase vor dem Eintritt in das Biobett
auf die erforderliche Luftfeuchte gebracht werden, das
Biobett austrocknen und hierdurch die in ihm enthaltenen
Mikroorganismen zumindest teilweise abgetötet werden.
Auch ein Zuviel an Abgasen kann zu einer Abtötung von
Mikroorganismen führen. Die Abtötung von Mikroorganismen
hat wiederum eine verringerte Reinigungswirkung zur Folge
und kann bis zum Totalausfall der biologischen Reinigung
führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bio
logische Abgasreinigungsanlage, insbesondere Abluftreini
gungsanlage, der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei
der das Biobett eine hohe Lebensdauer mit gleichbleibend
guter Reinigungswirkung und Gasdurchlässigkeit aufweist.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das
Biobett eine Mischung aus Nährbodenmaterial und Porenbe
tongranulat mit Korngrößen im wesentlichen von 2 bis 25 mm
enthält.
Das Porenbetongranulat hat im Biobett eine vielfache Funk
tion. Es stabilisiert die Bettstruktur, d. h. das Zusammen
sinken des Bettes wird verhindert bzw. zumindest verrin
gert. Es bleiben damit die Betthöhe und die Gasdurchlässig
keit des Biobettes bzw. der Strömungswiderstand desselben
im wesentlichen konstant, so daß sich auch nach längerer
Betriebszeit die Reinigungswirkung nicht verringert. Das
Porenbetongranulat schafft im Biobett zusätzlichen Sied
lungs- und Reaktionsraum für die Mikroorganismen. Da Poren
betongranulat ferner in der Lage ist, große Mengen von
Feuchtigkeit zu speichern und im Bedarfsfalle wieder ab
zugeben, verhindert es bei Betriebsstörungen oder ungenü
gender Befeuchtung der zu reinigenden Abgase ein Austrock
nen des Biobettes. Porenbetongranulat ist aufgrund seiner
adsorptiven Eigenschaften in der Lage, Spitzen der Schad
stoffkonzentration abzupuffern und so die Mikroorganismen
vor einem Zuviel an "Futter" zu bewahren. Schließlich ver
hindert das Porenbetongranulat durch seine leicht basische
Reaktion eine Übersäuerung des Biobettes.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird in folgendem, anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispieles, näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Prinzipzeichnung einer Abgasreinigungsanlage,
Fig. 2 den Aufbau eines vorteilhaften Bioreaktors im
Horizontalschnitt.
Aus einer Werkshalle 1 oder dgl. wird mittels des Venti
lators 2 Schadstoffe enthaltende Abluft abgesaugt. Diese
durchströmt einen Luftbefeuchter 4, in welchem die Abluft
auf eine vorbestimmte, den biologischen Schadstoffabbau
besonders begünstigende Luftfeuchte gebracht wird. Durch
geeignete bekannteEinrichtungen wird außerdem dafür ge
sorgt, daß die Temperatur und der Druck der Abluft im
wesentlichen konstant gehalten wird, bevor die Abluft in
einen Luftverteiler 4 einströmt. Von dem Luftverteiler
strömt die Abluft durch einen, den Bioreaktor 5 nach un
ten abgrenzenden, gasdurchlässigen Boden 6, z. B. einem
sogenannten Spaltenboden.
Der Aufbau des Bioreaktors 5 ist als Beispiel in Fig. 2
dargestellt, wobei auch andere Aufbauten denkbar sind.
Entscheidend ist lediglich, daß der Bioreaktor ein Fest
bett oder Biobett aufweist, bestehend aus Nährbodenmate
rial für Mikroorganismen und die im Nährbodenmaterial
angesiedelten Mikroorganismen selbst. Das Biobett muß
außerdem eine ausreichende Gasdurchlässigkeit aufweisen,
damit das Abgas oder die Abluft mit einer vorbestimmten
Verweildauer im Biobett dieses durchströmt und dann nach
oben aus dem Biobett austritt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
über dem Luftverteiler 4 ein Spaltenboden 6 vorgesehen.
Auf dem Spaltenboden ist eine Basisschicht 7 angeordnet.
Diese Basisschicht 7 kann aus reinem Nährbodenmaterial,
wie z. B. grobem Rindenmulch mit Stückgrößen von 20-100 mm,
oder auch Torf bestehen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Basisschicht 7 aus Poren
betongranulat mit einer Korngröße von bis zu etwa 25 mm
besteht. Die kleinste Korngröße richtet sich nach der
Spaltbreite des Spaltbodens 6 und muß größer sein als die
Spaltbreite, da sonst zumindest ein Teil des Porenbeton
granulats durch den Spaltboden fällt oder diesen verstopft.
Wenn Porenbetongranulat als Basisschicht verwendet wird,
dann dient das Porenbetongranulat auch als Konzentrations
puffer. Die Basisschicht 7 kann etwa 100 mm hoch sein.
Über der Basisschicht 7 ist eine Hauptschicht 8 in einer
Schichthöhe von beispielsweise etwa 500 mm angeordnet.
In dieser Hauptschicht sind die Mikroorganismen angesie
delt und hier findet auch im wesentlichen die biologi
sche Abgas- oder Abluftreinigung statt. Die Hauptschicht 8
enthält eine Mischung aus Nährbodenmaterial und Porenbeton
granulat mit Korngrößen im wesentlichen von 2 bis 25 mm,
vorzugsweise im wesentlichen von 4 bis 8 mm. Als Nährboden
material kann z. B. Rindenmulch in Stückgrößen bis zu 30 mm
oder gegebenenfalls auch Torf verwendet werden. Auch andere
bekannte Nährbodenmaterialien gemischt mit Porenbetongranu
lat sind möglich.
Um die Entwicklung und Tätigkeit der Mikroorganismen zu
begünstigen, sollte das Porenbetongranulat einen pH-Wert
unter 9, vorzugsweise bei etwa 7 bis 8, aufweisen. Da
Porenbetongranulat aus normalem Porenbeton, insbesondere
Gasbeton, wie er in der Bauindustrie verwendet wird, einen
höheren pH-Wert aufweist, ist es zweckmäßig, den pH-Wert
des Porenbetongranulats vor dessen Verwendung für den vor
gesehenen Zweck durch Waschen, CO2-Begasung oder Säurebe
handlung abzusenken.
Die Mischung aus Nährbodenmaterial und Porenbetongranulat
in der Hauptschicht 8 sollte volumensmäßig im Verhältnis
5 : 1 bis 1 : 5, vorzugsweise 4 : 2 bis 2 : 4, bestehen.
Auch ein Mischungsverhältnis 1 : 1 kann vorteilhaft sein.
Eine Möglichkeit, die Mischung aus Nährbodenmaterial und
Porenbetongranulat herzustellen, besteht darin, daß man
zunächst das Porenbetongranulat beispielsweise aus Abfäl
len, wie sie bei der Porenbetonherstellung als Baustoff
entstehen, zerkleinert, die gewünschten Größen aussiebt,
und dann mit Nährbodenmaterial mischt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Mischung
bereits bei der eigentlichen Porenbetonherstellung erfolgt,
indem man Porenbeton speziell zur Verwendung als Biobett
in Abgasreinigungsanlagen erzeugt. Bei dieser Art der Her
stellung wird zunächst, ähnlich wie bei der Herstellung
von Porenbeton, der als Baustoff verwendet werden soll,
eine gießfähige Masse aus Bindemittel, enthaltend Zement
und/oder Kalk, Zuschlagstoffen, insbesondere Quarzmehl
mit Gas- oder Schaumbildner, Hilfsstoffen und Wasser, her
gestellt und dann diese Frischbetonmischung mit Humussub
strat, wie z. B. Rindenmulch, Torf, Stroh und dgl., ver
mischt. Nachdem die Masse angesteift ist, wird sie gegebe
nenfalls in kleine Blöcke zerschnitten und dann dampf
druckgehärtet. Nach der Dampfdruckerhärtung erfolgt die
Zerkleinerung und Aussiebung der gewünschten Korngrößen.
Das so erzeugte Porenbetongranulat enthält das Nährboden
material für die Mikroorganismen.
Um die Entwicklung der Mikroorganismen zu begünstigen,
kann man das Gasbetongranulat auch mit einer Nährstoff
lösung tränken. Gegebenenfalls ist es auch denkbar, rei
nes Gasbetongranulat mit dem angegebenen Korngrößenbereich
nur mit Nährstofflösung für die Mikroorganismen zu trän
ken. Das die Nährstoffe enthaltende Porenbetongranulat
selbst bildet dann den Nährboden für die Mikroorganismen.
Wenn man den Bioreaktor zur Platzeinsparung beispielsweise
auf einem Flachdach anordnet, dann ist es zweckmäßig, über
der Hauptschicht 8 eine Deckschicht 9 von beispielsweise
100 mm Höhe aus reinem Porenbetongranulat anzuordnen. Diese
Deckschicht 9 verhindert zusätzlich eine Austrocknung der
Hauptschicht 8. Die Korngröße des Porenbetongranulats in
der Deckschicht sollte im wesentlichen 0,5 bis 8 mm,
vorzugsweise 0,5 bis 3,5 mm, betragen.
Die Deckschicht 9 wird vorteilhaft als Pflanzschicht für
eine Begrünung 10, insbesondere für Rasen, verwendet. In
der DE 39 12 872 C1 ist ein vorteilhaftes Verfahren zur
Begrünung von Dachflächen, insbesondere Flachdächern,
beschrieben, welches inbesondere für die Begrünung einer
aus Porenbeton bestehenden Pflanzschicht geeignet ist.
Claims (17)
1. Biologische Abgasreinigungsanlage, insbesondere Abluft
reinigungsanlage, bei welcher das zu reinigende Abgas
durch ein Festbett (Biobett) aus Mikroorganismen ent
haltendem Nährbodenmaterial bei Anwesenheit einer vor
bestimmten Luftfeuchte geleitet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Biobett (5, 8) eine Mischung aus
Nährbodenmaterial und Porenbetongranulat mit Korngrößen
im wesentlichen von 2 bis 25 mm enthält.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung aus Nährbodenmaterial und Porenbetongra
nulat volumenmäßig im Verhältnis 5 : 1 bis 1 : 5 be
steht.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung aus Nährbodenmaterial und Porenbetongra
nulat volumenmäßig im Verhältnis 4 : 2 bis 2 : 4 be
steht.
4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung volumenmäßig zur Hälfte aus Nährboden
material und zur anderen Hälfte aus Porenbetongranulat
besteht.
5. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, da
durch gekennzeichnet, daß das Porenbetongranulat Korn
größen im wesentlichen von 4 bis 8 mm aufweist.
6. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, da
durch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Nährboden
material und Porenbetongranulat aus gebrochenem Poren
betonmaterial besteht, bei dem der gießfähigen Frisch
betonmischung Humussubstrat beigemischt wurde und der
Porenbeton anschließend einer in üblicher Weise Dampf
durchbehandlung unterzogen wurde.
7. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, da
durch gekennzeichnet, daß das Porenbetongranulat mit
Nährstofflösung für die Mikroorganismen getränkt ist.
8. Anlage nach mindestens einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Porenbeton
granulat einen abgesenkten pH-Wert unter 9, vorzugs
weise etwa 7-8, aufweist.
9. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, da
durch gekennzeichnet, daß das Biobett (5) eine unter
ste Basisschicht (7) von reinem Nährbodenmaterial oder
reinem Porenbetongranulat und darüber eine Hauptschicht
(8) aus einer Mischung aus Nährbodenmaterial und Poren
betongranulat aufweist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basisschicht (7) etwa 100 mm hoch ist.
11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korngröße des Porenbetongranulats der Basisschicht
(7) größer ist als die Spaltbreite eines die Basis
schicht tragenden Spaltbodens (6).
12. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hauptschicht (8) etwa 500 mm hoch ist.
13. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß über der Mischung aus Nähr
bodenmaterial und Porenbetongranulat eine Deckschicht
(9) aus reinem Porenbetongranulat vorgesehen ist.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht (9) als Pflanzschicht für eine Begrü
nung (10), insbesondere für Rasen, vorgesehen ist.
15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Porenbetongranulat der Deckschicht (9) Korn
größen im wesentlichen von 0,5 bis 8 mm, vorzugsweise
0,5 bis 3,5 mm, aufweist.
16. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 13-15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (9) etwa
100 mm hoch ist.
17. Anlage insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Biobett (5) aus mit Nährstofflösung
für die Mikroorganismen getränktem Porenbetongranulat
mit Korngrößen im wesentlichen von 2 bis 25 mm besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4021143A DE4021143A1 (de) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Biologische abgasreinigungsanlage, insbesondere abluftreinigungsanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4021143A DE4021143A1 (de) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Biologische abgasreinigungsanlage, insbesondere abluftreinigungsanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4021143A1 true DE4021143A1 (de) | 1992-01-09 |
Family
ID=6409561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4021143A Withdrawn DE4021143A1 (de) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Biologische abgasreinigungsanlage, insbesondere abluftreinigungsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |