CZ292337B6 - Způsob odbourávání škodlivin a zápachu ze vzduchu a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Zp sob spo v ve vyu it mikrobi ln kultury, kter je implantov na na pevn m nosi i, kter²m je sorbent, na n m se Ükodliviny a z pach z odpadn ho vzduchu v prvn f zi sorbuj a po adaptaci implantovan mikrobi ln kultury na odstra ovan Ükodliviny a z pach se odbour vaj Ükodliviny a z pach z iÜt n ho vzduchu a sou asn Ükodliviny a z pach nasorbovan na pevn m nosi i, p°i em tato aktivita adaptovan implantovan mikrobi ln kultury se podporuje p° davkem biokatalyz toru a ivin. Za° zen k prov d n zp sobu zahrnuje biofiltr, kter² je tvo°en nejm n jednou vzduchot snou n dr (1) biofiltru, napln nou sorbentem s implantovanou mikrobi ln kulturou a opat°enou pop° pad nejm n jednou zvlh ovac jednotkou (2) um st nou nad sorbentem s implantovanou mikrobi ln kulturou v n dr i biofiltru (1), d le je tvo°en n dr (3) ivin a n dr (4) biokatalyz toru, erpadlem (5) a potrub mi (10), (11), (12) a (13), p°i em z n dr e (1) biofiltru je vyveden kom n (9), a d le je n dr (1) biofiltru opat°ena vzduchotechnick²m potrub m (7), spojen²m se zdrojem zne iÜt n , p°i em vzduchotechnick potrub (7) je opat°eno ventil torem (8), zat mco do n dr e (1) biofiltru, pop° pad do zvlh ovac jednotky (2), je za·st no p° vodn potrub (10) pro p° vod ivin a biokatalyz toru, opat°en nejm n jedn m erpadlem (5), p°i em na toto erpadlo (5) je na vstupu napojeno spojovac potrub (11), je spojuje v²stupn potrub (12) vych zej c z n dr e (3) ivin a biokatalyza n potrub (13) vych zej c z n dr e (4) biokatalyz toru, p°i em alespo jedno z t chto potrub (12), (13) je opat°eno ventilem.\

Description

Způsob odbourávání škodlivin a zápachu ze vzduchu a zařízení k jeho provádění

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení na odbourávání škodlivin a zápachu ze vzduchu, zejména škodlivin z organického znečištění vzduchu, odcházejícího ze zemědělských a průmyslových výrob, zejména potravinářského průmyslu, chemického průmyslu, lakoven, laminátoven.

Dosavadní stav techniky

Dosud se organické škodliviny a nepříjemný zápach obsažené ve vzduchu odstraňovaly převážně sorpcí na aktivní uhlí, absorpcí v roztoku anebo spalováním. Tyto způsoby jsou finančně velmi náročné. V poslední době jsou velmi často využívány biologické filtry, tzv. biofiltry, kde pevným nosičem je rašelina a stromová kůra, přičemž jsou využívány mikrobiální kultury nacházející se v tomto přírodním materiálu. Tento způsob má svá úskalí, jako je dlouhá doba adaptace mikroorganismů, nižší účinnost, problémy v zimním období, rychlá mineralizace nosiče a tedy častá obměna nosiče, velká zastavěná plocha, a využitelnost pouze pro nízké koncentrace znečištění. První pokusy s takto provozovanými biofiltry se v ČR začaly realizovat v roce 1990. Zveřejněná patentová přihláška 05997-90 z 3.12.1990 se zabývá čištěním vzduchu kontaminovaného ropnými látkami odcházejícími zČOV na biofiltru, jehož náplň tvoří volně sypané dřevěné hobliny, obohacené aktivovaným kalem a čistou kulturou Acaligenes xylosoxidans. Pseudomonas Sp., Xanthomonas maltophiliae. Biofiltr nebyl zvlhčován, ani jinak upravován přídavkem živin, či biokatalyzátorem. Testované látky byly v koncentracích do 0,1 mg m'³. Patentová přihláška WO 93/07952 popisuje biofiltr, kde je nosičem biomasy vláknitý filtr. Tyto filtiy mají nevýhodu v rychlém zarůstání biomasou a zvýšením tlakových ztrát.

Vysokozatěžované biofiltry, na kterých lze čistit znečištěný vzduch v koncentracích gramy až kg za hodinu nebyly dosud popsány.

Podstata vynálezu

Nedostatky uvedených způsobů do značné míry odstraňuje způsob odbourávání škodlivin a zápachu ze vzduchu, zejména škodlivin z organického znečištění vzduchu, s využitím mikrobiální kultury, podle vynálezu, jehož podstatou je, že mikrobiální kultura je implantována na pevném nosiči mikrobiální kultury, kterým je sorbent, na kterém se škodliviny a zápach z odpadního vzduchu v první fázi sorbují, a po adaptaci implantované mikrobiální kultury na odstraňované škodliviny a zápach se odbourávají škodliviny a zápach z čištěného vzduchu, a současně škodliviny a zápach nasorbované na pevném nosiči, přičemž tato aktivita adaptované implantované mikrobiální kultury se podporuje přídavkem biokatalyzátoru a živin.

Podle výhodného provedení způsobu je pevný nosič tvořen zejména granulovaným aktivním uhlím, uhlíkatými granulemi, umělými omítkovinami, plastovými, nebo keramickými vložkami.

Nedostatky uvedených zařízení do značné míry odstraňuje zařízení k provádění tohoto způsobu, jež zahrnuje biofiltr, podle vynálezu, jehož podstatou je, že biofiltr je tvořen nejméně jednou vzduchotěsnou nádrží biofiltru, naplněnou sorbentem s implantovanou mikrobiální kulturou a opatřenou popřípadě nejméně jednou zvlhčovači jednotkou umístěnou nad sorbentem s implantovanou mikrobiální kulturou v nádrži biofiltru, dále je tvořen nádrží živin a nádrží biokatalyzátoru, čerpadlem a příslušnými potrubími, přičemž z nádrže biofiltru je vyveden komín, a dále je nádrž biofiltru opatřena vzduchotechnickým potrubím, spojeným se zdrojem znečištění, přičemž vzduchotechnické potrubí je opatřeno ventilátorem, zatímco do zvlhčovači jednotky uvnitř

- 1 CZ 292337 B6 nádrže biofíltru je zaústěno přívodní potrubí pro přívod živin a biokatalyzátoru, opatřené nejméně jedním čerpadlem, přičemž na toto čerpadlo je na vstupu napojeno spojovací potrubí, jež spojuje výstupní potrubí vycházející z nádrže živin a biokatalyzační potrubí vycházející z nádrže biokatalyzátoru, přičemž alespoň jedno z těchto potrubí je opatřeno ventilem.

Podle výhodného provedení tohoto zařízení je ventil popřípadě současně s dalšími prvky, jako je elektrické zařízení ventilátoru, čerpadla, zvlhčovači jednotky, případně další elektroventily, napojen na elektroovládací skříň.

Podle dalšího výhodného provedení tohoto zařízení je biokatalyzační věž pro výrobu biokatalyzátoru předřazena nádrži biokatalyzátoru, sniž je spojena propojovacím potrubím, přičemž biokatalyzační věž je tvořena kruhovou nádrží o výšce nejméně 2 m, naplněnou po horní výpusť vodou, přičemž do horní části nádrže nad hladinu vody je umístěn přívod čisté vody.

Podle dalšího výhodného provedení tohoto zařízení zahrnuje elektroovládací skříň řídicí jednotku.

Pro biofíltr je charakteristické, že sorbent může být tvořen např. aktivním uhlím, uhlíkatými granulemi, umělými omítkovinami, plastovými, nebo keramickými vložkami a vestavbami, apod., 20 přičemž na sorbentu je implantovaná mikrobiální kultura. Uvnitř nádrže biofíltru je instalovaná zvlhčovači jednotka. Přebytečný kondenzát se jednou denně odpouští ze dna nádrže biofíltru. Nádrž biofíltru je propojena pomocí vzduchotechnického potrubí, které je osazeno tlačným ventilátorem, se zdrojem znečištění. Z opačného konce nádrže biofíltru je vyveden komín. Do zvlhčovači jednotky uvnitř biofíltru je ze zásobních nádrží živin a biokatalyzátoru přiváděna 25 pomocí nejméně jednoho čerpadla směs živin a biokatalyzátoru, která je v biofíltru v pravidelných intervalech rovnoměrně rozstřikována.

Dávkování živin může být doplněno o nádrže s koncentráty živin, které jsou pomocí elektroventilů a elektroovládací skříně řízeně dávkovány v potřebném množství do nádrže živin. Odpouště30 ní kondenzátu může být opět provedeno řízeně pomoci elektroventilů a elektroovládací skříně.

Součást technologie také může tvořit biokatalyzační věž, kde dochází k vývinu biokatalyzátoru. Do biokatalyzační věže se denně dávkuje sušený substrát, který klesá ke dnu, kde fermentuje. Uvolňuje se aktivní látka biokatalyzátoru, která vzlíná vzhůru a kontinuálně přitékající vodou do 35 věže je unášena přepadem do nádrže biokatalyzátoru. Biokatalyzátor působí jako podpůrná látka a urychluje aktivitu mikroorganismů.

Elektrická zařízení ventilátoru, čerpadla, zvlhčovači jednotky, popřípadě pomocí elektroovládací skříně. Potřebné fyzikální veličiny jsou snímány na vstupu do nádrže, uvnitř nádrže i na výstupu 40 z nádrže biofíltru.

Způsob podle vynálezu umožňuje čistit znečištěný vzduch v relativně malém zařízení s vysokou účinností i při vysokých koncentracích organického znečištění a bez použití pračky vzduchu. Adaptovaná směsná kultura bakterií za podpory biokatalyzátoru umožňuje rychlý náběh biofíltrů 45 při haváriích, či náhlých změnách provozu. Systém se vyznačuje dlouhou životností při minimálních provozních nákladech.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obrázek uspořádání zařízení využité na čištění vzduchu při laminování, kde je vzduch znečištěn styrenem.

-2CZ 292337 B6

Příklady provedení vynálezu

Následně budou popsány dva příklady provedení vynálezu podle přiloženého výkresu tvořeného jedním obrázkem.

V prvním příkladu provedení bude popsáno zařízení na odbourávání škodlivin ze vzduchu znečištěného ropnými látkami, zejména styrenem, benzenem, ethylbenzenem toluenem, akrylnitrilem a pentanem ze stripéru. Toto zařízení obsahuje biofiltr, který je tvořen sklolaminátovou vzduchotěsnou nádrží 4 biofiltru, naplněnou granulovaným pevným nosičem, tvořeným například granulovaným aktivním uhlím s adaptovanou implantovanou bakteriální kulturou. Odpadní vzduch ze stripéru obsahuje vodní páru, a proto není zapojena zvlhčovači jednotka 2. Nádrž 1 biofiltru je spojena se zdrojem znečištění pomocí ventilátoru 8 a vzduchotechnického potrubí 7, kterým se přivádí znečištěný odpadní vzduch ze stripéru na dno nádrže 1 biofiltru. Znečištěný odpadní vzduch prochází v nádrži 1 biofiltru aktivní vrstvou nosiče s implantovanými bakteriemi, kde dochází k vlastnímu čisticímu procesu. Z nádrže 1 biofiltru je vyveden komín 9, odtahující vyčištěný vzduch. Do nádrže 1 biofiltru jsou přiváděny živiny a biokatalyzátor pomocí čerpadla 5, přívodního potrubí 10, a současně pomocí biokatalyzačního potrubí 13, vycházejícího z nádrže 4 biokatalyzátoru, a spojovacího potrubí 11. Nádrži 4 biokatalyzátoru je předřazena biokatalyzační věž 15 pro výrobu biokatalyzátoru, a je s ní spojena propojovacím potrubím 14. Biokatalyzační věž 15 je tvořena kruhovou nádrží o výšce nejméně 2 m, ve výhodném provedení 3,8 až 4,5 m, naplněnou po horní výpusť vodou, přičemž do horní části této nádrže nad hladinu vody je umístěn přívod pitné vody. Do biokatalyzační věže 15 se denně dávkuje sušený substrát, který klesá ke dnu, kde fermentuje. Uvolňuje se aktivní látka biokatalyzátoru, která vzlíná vzhůru a vodou, kontinuálně přitékající do biokatalyzační věže 15, je unášena propojovacím potrubím 14 do nádrže 4 biokatalyzátoru. Biokatalyzátor působí jako podpůrná látka. Elektrická zařízení ventilátoru 8 a čerpadla 5 jsou řízena pomocí elektroovládací skříně 6. Potřebné fyzikální veličiny jsou snímány na vstupu do nádrže 1 biofiltru, uvnitř této nádrže a na výstupu z této nádrže.

Ve druhém příkladě provedení bude popsáno zařízení, které je určeno pro laminátovny, lakovny, chemický a potravinářský průmysl a další odvětví, kde se vyskytuje nepříjemný organický zápach. Sestává se z vlastní nádrže 1 biofiltru, tvořené např. sklolaminátovou nádrží, uvnitř které je umístěna zvlhčovači jednotka 2, z nádrže 3 živin a nádrže 4 biokatalyzátoru, biokatalyzační věže 15, čerpadla 5, a elektroovládací skříně 6. Součástí zařízení je ventilátor 8, vzduchotechnické potrubí 7, včetně komínu 9 a měřicích přístrojů. Znečištěný vzduch je přiveden shora do nádrže 1 biofiltru vzduchotechnickým potrubím 7 pomocí výtlačného ventilátoru 8, prochází vrstvami sorbentu s implantovanou mikrobiální kulturou, kde se čistí a vyčištěný odchází komínem 9. Nosič je v pravidelných intervalech zvlhčován roztokem biokatalyzátoru ve směsi s živinami, které jsou přiváděny pomocí čerpadla 5 a potrubí 10, 11, 12, 13. Intervaly dávkovacího čerpadla 5 jsou řízeny z elektroovládací skříně 6. Před nádrží 4 biokatalyzátoru je předřazena biokatalyzační věž 15, ve které dochází k výrobě biokatalyzátoru tak, že je 3 m vysoká kruhová věž naplněna vodou. Z výšky přitéká čerstvá voda, která má funkci dopravníku. Do biokatalyzační věže 15 se manuálně přidává substrát, který na dně nádrže fermentuje a uvolňuje aktivní složku biokatalyzátoru, která vzlíná k povrchu vodní hladiny a odtud je vymývána a pomocí propojovacího potrubí 14 je svedena do nádrže 4 biokatalyzátoru. Nádrž 4 biokatalyzátoru musí mít v tomto případě přepad do kanalizace, aby měl přebytečný biokatalyzátor kam odtékat. Případný přebytečný kondenzát z nádrže odtéká samospádem po otevření elektromagnetického ventilu u neznázoměného odpadního potrubí nádrže 1 biofiltru.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob odbourávání škodlivin a zápachu ze vzduchu, zejména škodlivin z organického 5 znečištění vzduchu, s využitím mikrobiální kultury, vyznačující se tím, že mikrobiál- ní kultura je implantována na pevném nosiči mikrobiální kultuiy, kterým je sorbent, na kterém se škodliviny a zápach z odpadního vzduchu v první fázi sorbují, a po adaptaci implantované mikrobiální kultury na odstraňované škodliviny a zápach se odbourávají škodliviny a zápach z čištěného vzduchu, a současně škodliviny a zápach nasorbované na pevném nosiči, přičemž tato aktivita to adaptované implantované mikrobiální kultury se podporuje přídavkem biokatalyzátoru a živin.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pevný nosič je tvořen zejména granulovaným aktivním uhlím, uhlíkatými granulemi, umělými omítkovinami, plastovými, nebo keramickými vložkami.
3. 3. Zařízení kprovádění způsobu podle nároků 1 a2, jež zahrnuje biofíltr, vyznačující se tím, že biofíltr je tvořen nejméně jednou vzduchotěsnou nádrží (1) biofíltru, naplněnou sorbentem s implantovanou mikrobiální kulturou a opatřenou popřípadě nejméně jednou zvlhčovači jednotkou (2) umístěnou nad sorbentem s implantovanou mikrobiální kulturou v nádrži

   20 biofíltru (1), dále je tvořen nádrží (3) živin a nádrží (4) biokatalyzátoru, čerpadlem (5) a potrubími (10), (11), (12) a (13), přičemž z nádrže (1) biofíltru je vyveden komín (9), a dále je nádrž (1) biofíltru opatřena vzduchotechnickým potrubím (7), spojeným se zdrojem znečištění, které je opatřeno ventilátorem (8), zatímco do nádrže (1) biofíltru, případně do zvlhčovači jednotky (2) uvnitř nádrže (1) biofíltru, přičemž na toto čerpadlo (5) je na vstupu napojeno spojovací potrubí 25 (11), jež spojuje výstupní potrubí (12) vycházející z nádrže (3) živin a biokatalyzační potrubí (13) vycházející z nádrže (4) biokatalyzátoru, přičemž alespoň jedno z těchto potrubí (12), (13) je opatřeno ventilem.
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že ventil je popřípadě současně 30 s dalšími prvky, jako jsou elektrická zařízení ventilátoru (8), čerpadla (5), zvlhčovači jednotky (2), případně dalších elektroventilů, napojen na elektroovládací skříň (6).
5. 5. Zařízení podle nároků 3a 4, vyznačující se tím, že biokatalyzační věž (15) pro výrobu biokatalyzátoru je předřazena nádrži (4) biokatalyzátoru, s níž je spojena propojovacím

   35 potrubím (14), přičemž biokatalyzační věž (15) je tvořena kruhovou nádrží o výšce nejméně 2 m, naplněnou po horní výpusť vodou, přičemž do horní části nádrže nad hladinu vody je umístěn přívod čisté vody.
6. 6. Zařízení podle nároků 3až5, vyznačující se tím, že elektroovládací skříň (6) 40 zahrnuje řídicí jednotku.