DE29621395U1 - Ein mit Kunststoffkörpern als Filtermedium bzw. Trägermaterial betriebener Biofilter zur biologischen Abluftreinigung in der Tierhaltung - Google Patents
Ein mit Kunststoffkörpern als Filtermedium bzw. Trägermaterial betriebener Biofilter zur biologischen Abluftreinigung in der TierhaltungInfo
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Description
• ·
Ein mit Kunststoffkörpern als Filtermedium bzw. Trägermaterial
betriebener Biofilter zur biologischen Abluftireinigung in der Tierhaltung
Biofilter üblicher Bauarten benutzen vorwiegend als Trägermaterial Komposte (Müll-,
Baumrindenkomposte oder Komposte sonstigen Ursprungs), Fasertorfund Heidekraut sowie
deren Mischungen untereinander.
Die luftverunreinigten Stoffe aus den Abgasen werden auf der Oberfläche der Trägersubstanz
sorbiert und durch Mikroorganismen abgebaut.
Bestand und Aktivität der Mikroorganismen sind nur dann optimal gewährleistet, wenn in der
Schicht bestimmte Milieubedingungen (Feuchtigkeit, pH-Wert, Sauerstoffgehalt, Temperatur,
Nährstoffe usw.) innerhalb bestimmter Grenzen eingehalten werden.
Da die Mikroorganismen von Änderungen ihrer Lebensbedingungen beeinflußt werden, ist bei
Inbetriebnahme oder bei Veränderungen der Betriebszustände u.U. mit hohen Anpassungenszeiten zu rechnen (siehe VDI-Richtlinien 3477).
Durch die Beschaffenheit des Trägermaterials entstehen hohe Druckverluste (maximale
Schütthöhen von 1,5m), die mit zusätzlicher Energie (erhöhte Ventilatorleistung) ausgeglichen
werden müssen. Die hohen Verrottungsgeschwindigkeiten und die damit verbundenen kurzen
Standzeiten sind durch die kurzen Wartungsintervalle, die das Aufbringen von neuen
Trägermaterialen beinhalten, gekennzeichnet.
Beim Einsatz von herkömmlichen Trägermaterialen in Biowäschern werden derzeit
Geruchsabscheidungen von bis zu 90 % sowie Ammoniakabscheidungen von bis zu 35 %
erreicht. Die Kosten liegen aufgrund der hohen Energie und Wasserverbräuche bei ca. 15,- bis
25,-- DM je Mastschwein (Forschungsprojekt: „Minderung von Emissionen aus Stallanlagen",
der Universität Hohenheim).
Der in den Schutzansprüchen 1-12 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen
Biofilter zu schaffen, der bei hoher Geruchs- und Ammoniakminderung die Betriebskosten, wie
Energie- und Wasserverbrauch, sowie durch vereinfachte Bauweise, die Baukosten reduziert.
Weiterhin soll durch die Wahl der Bauelemente, die Verfahrensvereinfachung, den wartungsarmen Betrieb und durch automatische Steuerungen der Einsatz in den
verschiedenartigsten Bau- und Anwendungsbereiche ermöglicht werden.
Diese Probleme werden mit den Schutzansprüchen 1-12 aufgeführten Merkmalen wie:
Einsatz von Spezial Kunststoffkörper als Trägermaterial Schütthöhen von bis zu 5m
loser Schüttung
loser Schüttung
reine Punkt- und Strichberührungen der Kunststoffkörper Diffiisorartige Bauweise
Manuelle und / oder Vollautomatische Elektroniksteuerung vereinfachte Steuerungsbauweise
eine der Umwälzpumpe vorgeschaltetem Mehrkammersystem Intervallbefeuchtung
Vorbefeuchtung
Vorbefeuchtung
Einsatz von Streifenvorhängen zur Strömungsregulierung Vorhalteeinrichtung zur Nährstoffversorgung
gelöst.
gelöst.
Mit der Erfindung wird nach Schutzanspruch 1-12 folgendes erreicht:
Durch die spezielle Oberfläche (angeraut und wasseranziehend) der Kunststoffkörper ist eine
hohe Anhaftung von Mikroorganismen möglich. Die große Oberfläche von > 90 m2/m3 kann
als Mikroorganismenbesatz genutzt werden. Die Oberfläche eignet sich besonders durch die
gute Anhaftung von organischer Masse, die zur Versorgung von Mikroorganismen notwendig
ist. Durch den geringen Eigengeruch wird keine zusätzliche Emission hervorgerufen. Die
Verrottungsgeschwindigkeit ist minimal und somit sind lange Standzeiten und große
Wartungsintervalle möglich.
Aufgrund seines geringen Schüttgewichtes (< 50 kg / m3) treten geringe statische Probleme
auf. Es sind somit verschiedenartige Bauausführungen möglich (z. B. Dachintegration), Durch
minimale Druckverluste auch bei hoher Schüttung von bis zu 5m (HobJraumvolumen
> 80%) ist der Einsatz von herkömmlichen Axialventilatoren aus der Stallentlüftung möglich. Es wird
somit kein zusätzlicher Energiebedarf für die Stallentlüftung benötigt.
Durch die lose Schüttung ist eine sehr gute homogene Dradnage und Sauerstoffversorgung
möglich. Somit ist eine optimale Ausnutzung des Filtermediums bzw. der Mikroorganismen
gewährleistet. Folglich können genaue Anlagengrößenauslegungen erfolgen.
Da die einzelnen Kunststofikörper untereinander nur Punkt oder Strichberührungen haben,
treten nur sehr geringe Oberflächenverluste auf.
Die Strömungsgeschwindigkeiten der Stallabluft wird herabgesetzt. Dadurch wird die
Verweilzeit der Stallabluft im Filtermedium vergrößert und somit die Wirkzeit der
Mikroorganismen erhöht.
Durch elektronische Steuerung wird der optimale Arbeitsbereich automatisch angefahren.
Dadurch werden Energie und Kosten gespart und ein wartungsarmer Betrieb geschaffen.
Die übersichtliche und einfache Bedienung der Anlage wird gewährleistet.
Die Trennung von groben Schwebe- und Sinkstoffen aus dem im Kreislauf geführten
Waschwasser verhindert die Verstopfung der Befeuchtungsdüsen. Dadurch werden Störungen
vermieden und ein wartungsarmer Betrieb gewährleistet.
Energie- und Wasserkosten für die Befeuchtung der Abluft und des Filtermediums sind gering
Anreicherung der Abluft mit Waschwasser im gesättigten Zustand (100% Luftfeuchtigkeit)
dient als Vorreinigung zur Auswaschung der groben Partikel aus der Stalluft. Zusätzlich wird
durch die Anreicherung eine erhöhte Tätigkeit der Mikroorganismen im Filtermedium erzielt.
Folglich wird ein erhöhter ReinigungsefFekt erzielt.
Durch die homogene Luftverteilung und die bodennahe Einleitung der Abluft in der
Filterkammer wird der Reinigungseffekt erhöht.
Bei geringer nährstofihaltiger Abluft wird das Filtermedium und die darin anhafteten
Mikroorganismen mit zusätzlichen Nährstoffen versorgt, um somit die volle Funktionstüchtigkeit der Abluftreinigung sicherzustellen.
Die Abluft aus dem Stall wird durch den Axialventilator (10) in die Vorwaschkammer (14)
geblasen. Dort wird im Intervall (je nach Abluftmenge) die Abluft über Vorwaschdüsen (7)
angefeuchtet. Durch den Streifenvorhang (5) wird die Abluft gleichmäßig (homogen) in
Bodennähe der Filterkammer (15) eingeleitet. Durch den Diflusoreffekt in der Filterkammer
(15) nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab. Die Abluft steigt aufwärts durch das
Filtermedium (1) das mit Mikroorganismen angereichert ist. Durch Anfeuchten des Filtermaterials (1) über die Filterdüsen (6) im Intervall, wird den Mikroorganismen im
Filtermedium (1) ein optimaler Lebensraum geschaffen. Je nach Schütthöhe (5) und
Abluftgeschwindigkeit haben die Mikroorganismen Zeit, die Geruchsstoffe aus der Abluft zu
verarbeiten. Nach einer gewissen Verweildauer der Abluft; im Filtermedium (1) tritt die dann
gereinigte Abluft in die freie Atmosphäre ein.
Die Steuereinheit (12) die ihre elektr. Kenndaten über Meßsensoren (11) bzw. über den
Stromverbrauch des Axialventilators (10) erhält, steuert die Umlaufpumpe (3), die
Schlammpumpe (4) und die Frischwasserpumpe (9) je nach Voreinstellung an. In Abhängigkeit
der Verdunstung und der Aufsalzung des Waschwassers (13) wird über die Schlammpumpe (4)
eine definierte Menge an Waschwasser (13) in den Güllekanal des Stalls abgepumpt bzw. über
die Frischwasserpumpe frisches Wasser über die Frischwasserdüsen (8) in die Vorwaschkammer (14) gespritzt.
Um Verstopfungen der Vorwaschdüsen (7) und der Filterdüsen (6) vorzubeugen, ist der
Umlaufpumpe (3) ein Mehrkammersystem (17) vorgeschaltet, damit Schwebe- und Sinkstoffe
des Waschwassers nicht in den Umlaufkreislauf gelangen.
Claims (12)
1. Ein mit Kunststoffkörpern als Filtermediuni bzw. Trägermaterial betriebener
Biofilter zur biologischen Abluftreinigung in der Tierhaltung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kunststoökörper ein Schüttgewicht von < 50 kg/m3, eine Oberfläche von
> 90 m2/ m3, einen Durchmesser von ca. 90mm, eine Höhe von ca. 30 mm und ein
Hohlraumvolumen von > 80% besitzen. Sie sind geruchslos, verrottungsarm, korrosionsbeständig und verfugen über hohe Gasbelastungen, einen geringen
Druckverlust und eine hohe Abluftreinigungsleistung aufgrund der speziellen Oberfläche,
die eine Anhaftung von Mikroorganismen und organischer Masse gewährleisten.
2. Filtermedium nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zulässigen Schütthöhen (2) von bis zu 5m eine kompakte Bauweise ermöglichen.
3. Filtermedium nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch loser Schüttung die Homogenität des Filtermediums (1) und diedamit
verbundenen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
4. Filtermedium nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß aufgrund der reinen Punkt- oder Strichberührungen der einzelnen Kunststoffkörper
miteinander, nur sehr geringe Oberflächenverluste auftreten.
5. Diffusorartige Ausführung der Biofilteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundfläche der Filterkammer (15) und des Filtermediums (1) eine
Vergrößerung zu der Grundfläche der Vorwaschkammer (14) und diese wiederum eine
Vergrößerung zu der Ventilatorfläche besitzt. Dadurch wird die Strömmungsgeschwindigkeit herabgesetzt und somit eine größere Verweilzeit der Abluft
im Filtermedium (1) erreicht.
6. Steuerung der Biofilteranlage nach Schutzanspriuch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß durch eine Alarmkopplung bei Fehlschaltungen und / oder Funktionausfall, ein
optisches und / oder akkustisches Signal gegeben wird.
- daß die Befeuchtungsmenge für die Kunststoffkörper und / oder für die
Vorwaschkammer (14) über manuelle und / oder vollautomatische Intervall-Steuerung, je
nach Aufkommen der Stallabluftmenge, angepasst wird.
- daß durch manuelle und / oder vollautomatische Steuerung der Frisehwasserzufuhr
bzw. Schlammabführ in Abhängigkeit von der Verdunstung bzw. Aufsalzung des
Waschwassers (13) geregelt wird.
- daß durch manuelle und / oder vollautomatische Steuerung die Nährstoffversorgung
der Mikroorganismen aus der Vorhalteeinrichtung (16) geregelt wird.
7. Steuereinheit der Biofilteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Zusammenfassung aller Schaltvorgänge in eine kompakte Steuereinheit
(12) eine einfache und übersichtliche Bedienung geschaffen ist.
8. Mehrkammersystem der Biofilteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwebe- und Sinkstoffe im Waschwasser sich in den Mehrkammern (17)
absetzen und somit die Umwälzpumpe (3) keine grobteiligen Partikel zu den Vorwasch-
und Filterdüsen (6+7) pumpt. Dadurch werden Verstopfungen der Düsen vermieden und
ein störungsfreie Befeuchtung des Filtermediums (1) und der Vorwaschkammer (14)
gewährleistet.
9. Intervallbefeuchtung der Biofilteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Schutzanspruch 6 beschriebene Steuerung nur im Intervall die Umlaufpumpe
(3) ansteuert und somit das Filtermedium (1) und die Vorwaschkammer (14) mit kleinen
Mengen Waschwasser beschickt. Die Spezialdüsen der Filter- und Vorwaschdüsen (6+7)
zerstäuben die angepumpte Waschwassermenge fein und homogen auf das Filtermedium
(1) bzw. in die Vorwaschkammer (14). Aufgrund der geringen Waschwassermengen wird eine reine Befeuchtung des Filtermediums (1) und der Vorwaschkammer (14)
erzeugt. Ein hoher Auswaschungseffekt im Filtermedium (1) bleibt ausgeschlossen.
Kennzeichnend ist bei diesem Verfahren der geringe Energie- und Waschwasserverlust.
10. Vernebelung der Vorwaschkammer der BiofUteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch spezielle Vorwaschdüsen (7) im Intervall das angepumpte Waschwasser fein in
der Vorwaschkammer(14) vernebelt wird.
11. Streifenvorhang der BiofUteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Vorwaschkammer (14) und Filterkammer (15) ein verrottungsfreier
Streifenvorhang (5) angebracht ist. Dieser Streifenvorhang (5) wird quer zur Strömmungsrichtung der Abluft angebracht, damit die Abluft bei Eintritt in die
Filterkammer (15) gleimäßig in Bodennähe einströmt.
12. Vorhalteeinrichtung der BiofUteranlage nach Schutzanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Filterkammer (15) oberhalb des Waschwassers (13) ein Drahtbehälter mit
speziellen Nährsubstanzen für die Mikroorganismen angebracht wird. Die
Vorhalteeinrichtung (16) kann durch ein schwenkbares Dach die Zufuhr von
abtropfenden Waschwassers (13) aus dem Filtermedium (1) regulieren. Das der
Vorhalteeinrichtung (16) zugefuhrte Waschwasser (13) wird mit Nährstoffen
angereichert und wird unterhalb der Vorhalteeinrichtung (16) wieder dem
Waschwasserkreislauf zugegeben.
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| DE29621395U DE29621395U1 (de) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Ein mit Kunststoffkörpern als Filtermedium bzw. Trägermaterial betriebener Biofilter zur biologischen Abluftreinigung in der Tierhaltung |
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Publications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29621395U1 (de) |
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