DE4021143A1 - Biological gas cleaning device esp. for exhaust air - comprises microorganism supported on fixed filter bed made up of mixt. of nutrient material and particles of porous concrete - Google Patents
Biological gas cleaning device esp. for exhaust air - comprises microorganism supported on fixed filter bed made up of mixt. of nutrient material and particles of porous concreteInfo
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Abstract
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.The invention relates to a biological emission control system plant, in particular exhaust air purification plant, in which the exhaust gas to be cleaned through a fixed bed (bio bed) from microorganisms containing nutrient material Presence of a predetermined humidity becomes.
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.Industrial, organically polluted exhaust gases that meet the criteria large quantities of small pollutant concentrations and biodegradability are sufficient for biological waste gas cleaning. The No pollutant concentrations of such exhaust gases self-catalytic, autothermal (i.e. without auxiliary firing) Combustion and because of the plant dimensions too no adsorption on activated carbon.
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.For this reason, such are used for cleaning industrial, organically polluted exhaust gases biological Emission control systems of the type mentioned at the beginning which contain the exhaust gases from the microorganisms end of the organic bed. In the bio bed takes place through the Microorganisms of biodegradation. The The purpose of the biobed is biocompatibility its ingredients, in the buffering of pH fluctuations and in the stability of its structure, to get defined exhaust gas retention times. By the biocenosis becomes a predetermined humidity maintain the bio bed. The organic bed in one of the like exhaust gas cleaning system, also called bioreactor, currently contains as a nutrient medium for the microorga mainly bark mulch or peat and can also be equipped with layered twigs be, the latter mainly for loosening of the bio bed and increase in gas permeability see is. The lifespan of such an organic bed lies z. Currently at about two years. As a result of the activity the microorganisms gradually become the nutrient material Lich decomposed so that the biobed similar to a comm pile of mail collapses. This will make the Flow resistance increased. To the same exhaust gas To achieve the rate, the pressure at which the exhaust gas passes through the biobed is directed. It follows this results in a higher flow velocity at ver reduced bio bed height, thus a shorter dwell time of the exhaust gas in the bio bed and therefore also a bad one more cleaning effect. Furthermore, by malfunction or if the humidification performance is insufficient system with which the exhaust gases enter the bio bed be brought to the required air humidity Dry out the organic bed and thereby the contained in it Microorganisms are at least partially killed. Too much exhaust gas can also kill Lead microorganisms. The killing of microorganisms in turn results in a reduced cleaning effect and can continue until the total failure of biological cleaning to lead.
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.The invention is therefore based on the object of a bio logical exhaust gas cleaning system, especially exhaust air cleaning supply system of the type mentioned at the beginning which the bio bed has a long lifespan with constant has good cleaning properties and gas permeability.
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. This is achieved according to the invention in that the Bio bed a mixture of nutrient material and pore bed clay granules with grain sizes essentially from 2 to 25 mm contains.
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.The aerated concrete granulate has multiple functions in the organic bed tion. It stabilizes the bed structure, i.e. H. the together sinking of the bed is prevented or at least reduced device. The bed height and gas permeability remain speed of the bio bed or the flow resistance of the same essentially constant, so that even after a long time Operating time does not reduce the cleaning effect. The AAC granulate creates additional boiling in the organic bed Solution and reaction space for the microorganisms. Because pores concrete granulate is also able to handle large quantities of Store moisture and, if necessary, turn it off again admit it prevents malfunctions or inaccuracies humidification of the exhaust gases to be cleaned a drying out the bio bed. AAC is due to its adsorptive properties able to tip the harmful buffer the substance concentration and so the microorganisms to keep from too much "feed". Finally ver prevents the aerated concrete granulate with its slightly basic Reaction an acidification of the bio bed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.
Die Erfindung wird in folgendem, anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles, näher erläutert. Es zeigen:The invention is in the following, based on one in the drawing voltage illustrated embodiment, explained in more detail. Show it:
Fig. 1 die Prinzipzeichnung einer Abgasreinigungsanlage, Fig. 1 shows the principle drawing of an exhaust gas purification system,
Fig. 2 den Aufbau eines vorteilhaften Bioreaktors im Horizontalschnitt. Fig. 2 shows the structure of an advantageous bioreactor in horizontal section.
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.From a factory or the like 1. 2 containing exhaust pollutants is sucked by means of the Venti lators. This flows through an air humidifier 4 , in which the exhaust air is brought to a predetermined air humidity which is particularly favorable for the biological degradation of pollutants. Appropriate known means also ensure that the temperature and pressure of the exhaust air is kept substantially constant before the exhaust air flows into an air distributor 4 . From the air distributor, the exhaust air flows through one, the bioreactor 5 to un th delimiting, gas-permeable bottom 6 , z. B. a so-called slatted floor.
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.The structure of the bioreactor 5 is shown as an example in FIG. 2, although other structures are also conceivable. The only important thing is that the bioreactor has a fixed bed or bio bed, consisting of nutrient material for microorganisms and the microorganisms located in the nutrient material itself. The bio bed must also have sufficient gas permeability so that the exhaust gas or the exhaust air with a predetermined residence time in the bio bed flows through and then emerges from the top of the bio bed.
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.In the embodiment shown in FIG. 2, a slatted floor 6 is provided above the air distributor 4 . A base layer 7 is arranged on the slatted floor. This base layer 7 can be made of pure nutrient material, such as. B. coarse bark mulch with piece sizes of 20-100 mm, or peat.
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.It is also advantageous if the base layer 7 consists of porous concrete granulate with a grain size of up to approximately 25 mm. The smallest grain size depends on the gap width of the gap floor 6 and must be larger than the gap width, since otherwise at least part of the aerated concrete granules will fall through the gap floor or block it. If aerated concrete granulate is used as the base layer, then the aerated concrete granulate also serves as a concentration buffer. The base layer 7 can be approximately 100 mm high.
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.A main layer 8 is arranged above the base layer 7 at a layer height of, for example, approximately 500 mm. The microorganisms are located in this main layer, and this is where biological waste gas or exhaust air purification takes place. The main layer 8 contains a mixture of nutrient material and aerated concrete granulate with grain sizes essentially from 2 to 25 mm, preferably essentially from 4 to 8 mm. As a nutrient medium z. B. bark mulch in piece sizes up to 30 mm or peat may be used. Other known nutrient medium materials mixed with aerated concrete granulate are also possible.
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.To promote the development and activity of the microorganisms, the aerated concrete granulate should have a pH below 9, preferably around 7 to 8. Since aerated concrete granulate from normal aerated concrete, in particular gas concrete, as used in the construction industry, has a higher pH value, it is expedient to adjust the pH value of the aerated concrete granulate before use by washing, CO 2 fumigation or Lower acid treatment.
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.The volume of the mixture of nutrient medium material and aerated concrete granulate in the main layer 8 should be in a ratio of 5: 1 to 1: 5, preferably 4: 2 to 2: 4. A mixing ratio of 1: 1 can also be advantageous.
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. One way to mix the nutrient material and To produce aerated concrete granules consists in that first the aerated concrete granulate, for example from waste len, as they are used in the production of aerated concrete as a building material arise, crushed, sieves the desired sizes, and then mix with nutrient material.
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.Another possibility is that the mixture already takes place during the actual production of aerated concrete, by using aerated concrete specifically for use as an organic bed generated in emission control systems. With this type of fro position is initially, similar to the manufacture aerated concrete to be used as a building material, a pourable mass of binder containing cement and / or lime, aggregates, especially quartz powder with gas or foaming agents, auxiliaries and water and then this fresh concrete mix with humus sub strat, such as B. bark mulch, peat, straw and the like, ver mixes. After the mass has set, it is given if necessary, cut into small blocks and then steam pressure hardened. After steam pressure hardening, the Shredding and screening of the desired grain sizes. The aerated concrete granulate thus produced contains the nutrient medium material for the microorganisms.
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.To promote the development of microorganisms, you can also mix the gas concrete granulate with a nutrient soak solution. If necessary, it is also conceivable Gas concrete granulate with the specified grain size range to water only with nutrient solution for the microorganisms ken. The aerated concrete granulate containing the nutrients then itself forms the breeding ground for the microorganisms.
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. If one arranges the bioreactor to save space, for example on a flat roof, then it is expedient to arrange a cover layer 9, for example 100 mm high, of pure aerated concrete granulate above the main layer 8 . This cover layer 9 also prevents drying out of the main layer. 8 The grain size of the aerated concrete granulate in the top layer should be essentially 0.5 to 8 mm, preferably 0.5 to 3.5 mm.
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.The cover layer 9 is advantageously used as a planting layer for greening 10 , in particular for lawn. DE 39 12 872 C1 describes an advantageous method for greening roof areas, in particular flat roofs, which is particularly suitable for greening a planting layer consisting of aerated concrete.
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |