DE3428798A1

DE3428798A1 - Vorrichtung zur reinigung von abgas

Info

Publication number: DE3428798A1
Application number: DE19843428798
Authority: DE
Inventors: Uwe Fuchs; Hans Dr.rer.nat. 8000 München Reimann
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1984-01-26
Filing date: 1984-08-04
Publication date: 1985-08-01

Description

Vorrichtung zur Reinigung von Abgas
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgas mit einem biologisch aktiven Filter.
Bei Abwasserreinigungsanlagen entstehen bekanntlich Geruchsemissionen vor allem durch den aeroben und anaeroben Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Stoffe. Dabei bilden sich besonders bei den anaeroben Zersetzungsvorgängen geruchsintensive Stoffe, wie Stickstoffverbindungen, Schwefelverbindungen, Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Ester, niedrige Fettsäuren usw.. Ferner werden in Kläranlagen flüchtige Stoffe durch Strippen freigesetzt und zwar vor allem dort, wo das Abwasser stark bewegt wird, wie beispielsweise an den Uberfallkanten von Vorklärbecken oder in belüfteten Sandfängen. Ein weiteres Problem sind die sogenannten Aerosole, d.h. die Bildung von kleinsten Wassertröpfchen, in denen krankeitserregende Keime enthalten sein können.
Zur Verminderung der Geruchsemissionen ist es bekannt, Anlagenteile abzudecken, die Abluft zu sammeln, abzusaugen und zu reinigen. Zur Reinigung der Abluft haben sich dabei Kompost-, Humus- oder Torffilter bewährt, in denen die geruchsbeladene Abluft durch die mit Mikroorganismen stark belebte Filterschicht geleitet wird und die Geruchsstoffe in der Filterschicht fast vollständig absorbiert, umgebaut und oxidiert werden.
Außer bei Abwasserreinigungsanlagen werden solche biologisch aktiven Filter durchaus auch bei anderen Anlagen mit geruchsbehaftetem und/oder verunreinigtem Abgas eingesetzt, beispielsweise zur Reinigung des Abgases aus Anlagen der chemischen Industrie und der Lebensmittelindustrie sowie zur Reinigung des Abgases von Tierkörperverwertungsanstalten, Tierzuchtbetrieben oder Deponien.
Nachteilig bei solchen biologisch aktiven Filtern sind jedoch vor allem das geringe Hohlraumvolumen der Filtermaterialien und die dadurch bedingten großen Bauvolumina mit der fast immer notwendigen Luftzufuhr und -verteilung im Filter zur Vermeidung des Absterbens der Mikroorganismen. Dazu kommt insbesondere bei Abwasserreinigungsanlagen die Notwendigkeit einer Beckenabdeckung für das Auffangen der Abluft, wodurch die Investitions- und Betriebskosten einer Abwasserreinigungsanlage entsprechend erhöht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß unter Verursachung möglichst niedriger Investitions-und Betriebskosten eine möglichst weitgehende Reinigung der Abgase zusammen mit einer möglichst weitgehenden Geruchsfreiheit gewährleistet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filter aus spezifisch leichten, offenporigen und ein hohes Hohlraumvolumen aufweisenden Stoffen aufgebaut ist.
Daraus resultiert ein kleiner und leichter Filter mit sehr großer innerer Oberfläche, auf der Mikroorganismen anwachsen können.
Vorteilhafterweise ist dabei das Filter aus Polyurethan-und/oder Polyäthylen und/oder Polypropylen-Elementen aufgebaut. Diese können in stückiger oder vor allem gerissener Form, vorzugsweise aus Abfallmaterial, zur Anwendung kommen, wodurch ein hohes Hohlraumvolumen und eine gute Gasdurchlässigkeit erzielt wird. Außer Schaumstoffen sind auch Blähton, Aktivkohle oder Bimsstein oder Mischungen von zweien oder mehreren dieser Stoffe zum Aufbau des Filters geeignet. Dabei können die Stoffe als Schüttungen oder als Matten zum Einsatz kommen.
Zweckmäßig ist es auch, das Filter aus bei einer biologischen Abwasserreinigungsanlage verwendeten offenzelligen Trägerelementen für Mikroorganismen aufzubauen.
Dadurch steht dann nicht nur ein Filtermaterial zur Verfügung, das aufgrund des bei der biologischen Abwasserreinigung entstehenden Bewuchses mit Mikroorganismen aktiviert ist, sondern es wird gleichzeitig auch eine Möglichkeit geschaffen, die in Abwasserreinigungsanlagen anfallenden, durch Abrieb aufgearbeiteten, beladenen Trägerelemente zu entsorgen.
Bei Einsatz des Filters zur Abgasreinigung von Abwasserreinigungsanlagen besteht neben der Anordnung des Filters unabhängig vom Becken, dessen Abgase zu behandeln sind, mit Vorteil auch die Möglichkeit, das Filter als Beckenabdeckung auf einem Becken der biologischen Abwasserreinigungsanlage anzuordnen. Mit der Anordnung des Filters als Abdeckung für das Becken wird der bisher erforderliche Platzbedarf für eine solche Vorrichtung wesentlich reduziert, da keine außerhalb des Beckens vorhandenen Flächen mehr für den Aufbau solcher Filter benötigt werden. Dazu kommt noch, daß für die Verteilung des Abgases und eventuell von Sauerstoff im Filter nicht wie bisher ein unter dem Filter verlegtes Rohrleitungssystem erforderlich ist, da das Abgas über die Flüssigkeitsoberfläche verteilt direkt aus dem Becken gleichmäßig in das darüber befindliche Filter aufsteigen kann.
Zweckmäßigerweise ist dabei das Filter auf gasdurchlässigen Tragelementen angeordnet. Damit kann die Bildung des Filters unabhängig von der Eigenstabilität der verwendeten Filtermaterialien erfolgen, so daß neben mattenartigen oder zu Platten geformten Stoffen auch lose Stoffe für den Aufbau des Filters zur Anwendung kommen können.
Die Tragelemente selbst sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung entweder aus starren, eine Gitter- und/oder Lochstruktur aufweisenden Materialien oder aus flexiblen, eine netzartige und/oder gewebeartige Struktur aufweisenden Materialien gebildet. Beispielsweise können Netze oder Gewebe aus Kunststoff, Stahldraht oder natürlichen Fasermaterialien, perforierten Folien, Lochbleche oder Gitterroste als Tragelemente verwendet werden. Die Tragelemente aus flexiblen Materialien werden dabei in einfacher Weise über die oberen Beckenränder verspannt, während Tragelemente aus starren Materialien nur auf die Beckenränder aufgelegt und dort befestigt werden. Somit ist es möglich, eine erfindungsgemäße Vorrichtung innerhalb kurzer Zeit und ohne besonderen technischen Aufwand zu installieren.
Um einen ungehinderten Gasdurchtritt durch die Tragelemente sicherzustellen, erweist es sich als günstig, wenn die Tragelemente Gasdurchtrittsöffnungen mit einer lichten Weite von 1 bis 20 mm aufweisen. Die Größe der Gasdurchtrittsöffnungen ist dabei selbstverständlich von der Art und der Größe des für die Bildung des Filters verwendeten Stoffes abhängig.
Zur Vermeidung des Verwehens des Filters ist es weiterhin zweckmäßig, das Filter mit einer gadurchlässigen Schutzabdeckung zu versehen. Diese kann beispielsweise aus einem Netz oder aus Strohmatten oder ähnlichem bestehen.
Zweckmäßig ist es außerdem, das Filter mit Einrichtungen zum Aufbringen von Belebtschlamm, Kompost, Wasser und/oder Nährsalzlösungen zu versehen. Damit kann dann eine zusätzliche Aktivierung des Filters erreicht werden. Der Belebtschlamm oder das Wasser wird zweckmäs- sigerweise über eine über dem Filter angeordnete Verrieselungseinrichtung versprüht.
Schließlich ist es auch vorteilhaft, das Filter mit Adsorptionsmitteln, wie z.B.pulverisierter Aktivkohle, zu imprAgnieren. Dies kann beispielsweise schon bei der Herstellung der für die Bildung des Filters verwendeten Stoffe oder aber auch bei mAufbau des Filters erfolgen. Im ersten Fall kann die pulverisierte Aktivkohle beispielsweise auf noch nicht erstarrte Schaumstoffteilchen aufgeblasen oder aufgeklebt werden, während im zweiten Fall die pulverisierte Aktivkohle lediglich zwischen die einzelnen,das Filter bildenden Stoffe eingestreut wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung im Zusammenwirken mit einem Becken einer biologischen Abwasserreinigungsanlage schematisch dargestellt, wobei das Filter als Beckenabdeckung auf dem Beckenangeordnet ist. Selbstverständlich kann die Vorrichtung aber auch bei anderen Anlagen mit gcruchsbehafteten und/oder verunreinigten Abgasen, wie beispielsweise bei Anlagen der chemischen Industrie und der Lebensmittelindustrie sowie von Tierkörperverwertungsanstalten oder Tierzuchtbetrieben zur Anwendung kommen und ebenso ist auch die Ausbildung als Beckenabdeckung nicht unabdingbar notwendig.
In der Figur ist mit 1 ein an sich offenes Belebungsbecken einer biologischen Abwasserreinigungsanlage bezeichnet, das einen Zulauf 2 für zu behandelndes Abwasser, eine Zuleitung 3 für Belebtschlamm sowie einen Ablauf 4 für behandeltes Abwasser aufweist. Für einen Sauerstoffeintrag sind am Boden des Beckens 1 Ausströmer 6 angeordnet, die über eine Gaszuleitung 5 mit Druckluft oder mit einem mehr Sauerstoff als Luft enthaltenden Gas versorgt werden. Uber den Ausströmern 6 ist eine Rühreinrichtung 7 zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Bewegung des Abwasser-Belebtschlamm-Gemisches in: Becken 1 vorhanden. Diese wird über einen oberhalb der Wasseroberfläche angeordneten Elektromotor angetrieben.
Um die bei offenen Becken vor allem durch den aeroben und anaeroben Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Inhaltsstoffe bedingten Geruchsemissionen auf einfache und wirtschaftliche Weise vermeiden zu können, ist das Becken 1 mit einem Filter 9 aus spezifisch leichten, offenporigen und ein hohes Hohlraumvolumen aufweisenden Stoffen mit geringen: spezifischen Gewicht abgedeckt, die für eine Ansiedlung von Mikroorganismen geeignet sind. Das Filter 9 ruht dabei auf gasdurchlässigen Tragelementen 8, die aus starren, eine Gitter-und/oder Lochstruktur aufweisenden Materialien oder aus flexiblen, eine netzartige und/oder gewebeartige Struktur aufweisenden Materialien gebildet sind. Die Tragelertente 8 sind je nach Materialwahl entweder auf dem Beckenrand aufgelegt und befestigt oder über die Beckenränder verspannt.
Die aus dem Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch aufsteigenden Gase sind somit gezwungen, durch die gasdurchlässigen Trageleitente 8 hindurch in das Filter 9 aufzusteigen Dieses kann aus Schaumstoffelementen, insbesondere Polyurethan, Polyäthylen- oder Polypropylen-Elementen in stückiger oder gerissener Form, Blähton, Aktivkohle, Bimsstein oder Mischungen dieser Materialien bestehen.
In jedem Fall sorgen auf und in den Stoffteilchen angesiedelte Mikroorganismen für die Absorption und den Abbau der Geruchsstoffe. Weiterhin werden die in der Abluft enthaltenen Aerosol-Tröpfchen weitgehend abgeschieden. Dadurch kann die Keimzahl in der Umgebungsluft gesenkt werden.
Falls der Sauerstoffgehalt des Abwassers nicht für die Aufrechterhaltung der Stoffwechseltätigkeit der Mikroorganismen ausreicht, kann der Gasdurchsatz an den Ausströmern erhöht werden. Zur Befeuchtung und zusätzlichen Aktivierung des Filters 9 sind über diesem Einrichtungen 11 zur Berieselung mit Belebtschlamm, Wasser oder Nährsalzlösungen angeordnet, die mit einer Zuleitung aus dem Becken 1 in Verbindung stehen können.
Um ein Verwehen des Filters 9 vermeiden zu können, ist über dem Filter 9 eine Abdeckung 10 vorhanden, die beispielsweise aus einem Netz oder aus Strohmatten bestehen kann.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Reinigung von Abgas mit einem biologisch aktiven Filter, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) aus spezifisch leichten offenporigen und ein hohes Hohlraumvolumen aufweisenden Stoffen aufgebaut ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) aus Polyurethan- und/oder Polyäthylen- und/oder Polypropylen-Elementen aufgebaut ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) aus bei einer biologischen Abwasserreinigung verwendeten offenzelligen TrAgerelementen für Mikroorganismen aufgebaut ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) als Beckenabdeckung auf einem Becken einer biologischen Abwasserreinigungsanlage angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) auf gasdurchlässigen Tragelementen (8) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (8) aus starren, eine Gitter-und/oder Lochstruktur aufweisenden Materialien gebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (8) aus flexiblen, eine netzartige und/oder gewebeartige Struktur aufweisenden Materialien gebildet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (8) Gasdurchtrittsöffnungen mit einer lichten Weite von 1 bis 20 mm aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) eine gasdurchlässige Schutzabdeckung (10) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) mit Einrichtungen (11) zum Aufbringen von Belebtschlamm und/oder Kompost und/oder Wasser und/oder Nährsalzlösungen versehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) mit Adsorptionsmitteln imprägniert ist.