DE19630595A1 - Vorrichtung mit parallel zueinander angeordneten Platten und Verfahren zum Verwenden dieser Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit parallel zueinander angeordneten Platten zur Reduzierung geruchsintensiver oder umweltwirksamer Stoffe in einem Gasstrom.

Vorrichtungen mit parallel zueinander angeordneten Platten zur Behandlung von Gasströmen sind aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt. Als Beispiele werden die deutschen Veröffentlichungen DE 40 17 384 C2, DE 43 03 936 C1 und DE 35 42 599 A1 genannt, bei denen auf verschiedene Art und Weise Gase mit parallel zueinander angeordneten Platten gereinigt werden. Bei diesen Veröffentlichungen dienen die Platten zum Leiten und Umlenken des Gasstromes. In den meisten Fällen haben die Platten keine reinigende Wirkung und wenn eine reinigende Wirkung von den Platten ausgeht, beschränkt sich diese nur auf die Oberfläche der einzelnen Platten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung vorzuschlagen, um eine besonders hohe Reinigungswirkung durch die Verwendung von Platten zu erzielen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Platten vom Gasstrom durchströmbar sind und entweder biologisch aktiv ausgerüstet sind oder zwischen den Platten biologisch aktives Material angeordnet ist.

Die Verwendung von biologisch aktivem Material hat den großen Vorteil, daß die geruchsintensiven oder umweltwirksamen Stoffe nicht im Filter verbleiben, sondern nur ab- oder umgebaut werden, so daß die Geruchsintensität oder Toxizität zumindest abnimmt. Die im Rohgas vorhandenen flüchtigen Stoffe werden somit in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Struktur verändert und passieren die Vorrichtung durch die Platten hindurch. Dadurch kann nicht nur die Oberfläche der Platten sondern die gesamte Plattendicke für den Reinigungseffekt genutzt werden, wobei sich das biologisch aktive Material entweder in der Platte oder zwischen den Platten befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine sehr kompakte Bauweise und ist vor allem für mit Wasserdampf mehr oder weniger gesättigte Abluft geeignet. Dies ist z. B. die Abluft aus lebensmitteltechnologischen Prozessen, Bierbereitung, Abwasserreinigung, Tierkörperverwertung, Gaststätten, Lackierereien, Druckereien und Betrieben, welche mit Lösungsmitteln arbeiten.

Außerdem erlaubt die kompakte Bauweise der Vorrichtung einen modularen Aufbau, um gezielten Einfluß auf den Abbau nehmen zu können und eine Anpassung an einen variierenden Gasstrom zu erreichen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Platten senkrecht in einem Gestell aufgehängt sind. Eine derartige Aufhängung ist aus der Konstruktion von Rahmenfiltern bekannt, die zur Filtration von Getränken eingesetzt werden. Derartige Rahmenfilter erlauben ein einfaches Handling der Platten, da die Platten einzeln zugängig sind um gereinigt oder ausgetauscht zu werden. Mit einer Spindel werden die einzelnen Platten vor der Verwendung des Rahmenfilters fest aufeinander gepreßt, wobei zwischen den einzelnen Rahmen eine flüssigkeits- und gasdichte Abdichtung entsteht.

Eine Ausgestaltungsform sieht vor, daß die Platten jeweils eine Schicht aufweisen, die auf einem Fasergerüst aufgebaut ist. Als Materialien für derartige Schichten eignen sich vor allem Zellulosefasern, Hanf oder Leinen. Zur Herstellung derartiger Schichten werden die Schichtbestandteile gemischt und als wäßrige Suspension über einer Nutsche entwässert. Eine Verfestigung und Vernetzung des Materials erfolgt durch Kleber oder Naßfestharze (z. B. Epichlorhydrinverbindungen, Latex, Schellack). Die Schichten müssen eine ausreichende Naßfestigkeit aufweisen, so daß sie nicht unter Einsatzbedingungen verfallen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in die Schichten biologisch aktives Material eingearbeitet ist. Bei der Herstellung der Schichten können konventionelle Biofiltermaterialien, innerte Füllmaterialien, Adsorbentien und Dotierungshilfsstoffe miteingearbeitet werden. Beispiele für konventionelle Biofiltermaterialien sind: Kompost, Reisig, junge Waldbodenschichten, Torf und Heidekraut. Diese Stoffe können bei der Verarbeitung zur Einstellung definierter Korngrößenverhältnisse zerkleinert oder auch aufgefasert werden. Diese Biofiltermaterialien sind von Natur aus mit Mikroorganismen besiedelt und bieten Mikroorganismen ein gutes Milieu. Innerte Füllmaterialien sind z. B. gebrannter Ton, Lavaschlacke oder Dolomit. Sie eignen sich vor allem für die Einstellung definierter Korngrößenverteilungen, bestimmter Nährstoffverhältnisse und die Variation der Porenweite und Porösität der Filterschicht.

Die Mikroorganismen können frei im Filter beweglich sein. Vorteilhaft ist es jedoch, die Mikroorganismen auf einer Schicht zu immobilisieren, um ein Austragen der Mikroorganismen mit dem Gasstrom aus dem Filter zu verhindern. Eine Fixierung der Mikroorganismen an oder in der Schicht kann durch Adhäsion, Aggregation und Einschluß erfolgen. Die Voraussetzungen dazu werden durch die Auswahl entsprechender Rohmaterialien für die Filterschicht geschaffen. Zur Sicherung der Qualität und Haltbarkeit gelagerter, nicht benutzter Filterschichten müssen die Mikroorganismen konserviert werden. Die Konservierung kann beispielsweise durch Trocknung oder Gefriertrocknung erfolgen.

In die Schichten können auch physikalisch oder chemisch wirksame Materialien eingearbeitet sein. Als Adsorbentien dienen beispielsweise Aktivkohle und Kunststoffasern. Derartige Materialien haben den Vorteil, daß auf Lösungsvermittler verzichtet werden kann und auch mit konventionellem Biofiltermaterial nicht sorbierbare Stoffe sorbiert werden.

Als vorteilhaft erweist es sich auch, die Filterschicht als mehrlagige Schicht herzustellen. Die einzelnen Schichten können aus verschiedenen Materialien bestehen und werden z. B. durch Pressen oder Kleben miteinander verbunden. Ein schichtweiser Aufbau ermöglicht höhere Festigkeiten, eine Optimierung der Sorptionsprozesse und eine Optimierung der Mikroorganismenpopulationen. Derartige mehrlagige Filterschichten sind wesentlich leichter zu handhaben und auszutauschen als die Schüttfüllung eines konventionellen Biofilters.

Je nach Aufbau der Vorrichtung können die Platten parallel oder seriell durchströmt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Filters sieht vor, daß die Vorrichtung so einstellbar ist, daß die Platten von beiden Seiten durchströmbar sind.

Da sich in einem Biofilter auch pathogene Keime vermehren können, sieht eine Ausgestaltung der Vorrichtung vor, daß die zuletzt durch strömte Platte eine Schicht aufweist, die ein Hindurchtreten von Mikroorganismen verhindert oder die mikrobiozid ausgerüstet ist. Hierbei werden die Öffnungen der Schicht so klein gehalten, daß Mikroorganismen nicht hindurchtreten können, oder die Schicht weist mikrobiozide Stoffe auf, die dafür sorgen, daß die durchtretenden Mikroorganismen abgetötet sind. Da eine derartige Schicht mit möglichst geringen Strömungsgeschwindigkeiten beaufschlagt werden sollte, kann es vorteilhaft sein, mehrere dieser letzten Schichten parallel zu durchströmen.

Das erfindungsgemaße Verfahren sieht vor, daß die Platten vor dem Durchströmen mit Mikroorganismen beimpft werden. Dieses Animpfen der Filterschichten sollte direkt vor dem Einsatz erfolgen. Dazu wird auf die Schichten eine Mikroorganismensuspension aufgesprüht, oder die Filterschichten werden mit einer Mikroorganismensuspension durchströmt. Als Dotierungsstoff kann Kieselgur verwendet werden, die ein hohes Speichervermögen durch ihre große innere Oberfläche besitzt.

Vorteilhaft ist es auch die Platten mit Nährstoffen, Spurenelementen, Inhibitoren oder Wuchsstoffen für Mikroorganismen zu dotieren, zu spülen oder zu besprühen. Dadurch werden spezielle Milieubedingungen geschaffen. Beispielsweise kann das Wachstum von Schimmelpilzen durch Fungizide unterdrückt werden. Gleichzeitig wird durch Malzextrakt ein optimales Medium für Hefen geschaffen. Nährstoffe, Spurenelemente, Inhibitoren und Wuchsstoffe können direkt bei der Filterschichtenherstellung mit eingebracht werden. Vorteilhaft ist es aber, wenn universell einsetzbare Filterschichten mit speziellen, an die jeweiligen Anforderungen angepaßten Lösungen gespült oder besprüht werden.

Eine vorteilhafte Verfahrensführung sieht vor, daß der Gasstrom temperiert und/oder befeuchtet wird. Die Temperierung des Gasstroms sollte vorzugsweise vor Eintritt in die Vorrichtung erfolgen. In der Lebensmittelindustrie liegen häufig heiße Dämpfe vor, die bis auf 30 bis 40°C abgekühlt werden müssen. Je nach Abgasherkunft ist jedoch häufig durch eine Erwärmung des Abgases notwendig. Darüberhinaus benötigen die verwendeten Mikroorganismen ein feuchtes Milieu, das durch den Gasstrom nicht ausgetrocknet werden darf. Daher sollte der Gasstrom vor Durchströmen der Platten auf eine entsprechende Feuchte gebracht werden.

Außerdem kann es auch vorteilhaft sein, die Platten zu befeuchten, um eine weitgehend konstante Feuchtigkeit über die gesamte Vorrichtung zu erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemaßen Vorrichtung und

Fig. 2 drei Schaltungsvarianten zum Betrieb der Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 hat im wesentlichen den Aufbau eines konventionellen Rahmenfilters. Eine Anschlußplatte 2 und ein Getriebefuß 3 sind über zwei waagerechte Stangen 4, 5 miteinander verbunden. In diese waagerechten Stangen sind Platten 6 verschiebbar eingehängt und eine Spindel 7 ist am Getriebefuß 3 so angeordnet, daß sie über eine Druckplatte 8 die Platten 6 fest aneinanderdrückt. Die Platten 6 bestehen jeweils aus einem Rahmen 9 und einer Schicht 10, wobei der Rahmen 9 einen Hohlraum umgrenzt, in dem sich das eingeführte Gas verteilen kann, um flächig durch die Schicht 10 hindurchzutreten. Auf der der Schicht gegenüberliegenden Seite besteht wieder ein Hohlraum, in dem die Gase zum Auslaß gefördert oder durch den die Gase zur nächsten Schicht gefördert werden.

Im vorliegenden Fall ist in die Schicht 10 biologisch aktives Material eingearbeitet und die Räume zwischen den Schichten sind Hohlräume. Neben dem biologisch aktiven Material weisen die Schichten auch physikalisch oder chemisch wirksame Materialien auf, um die Abbauprozesse in und an der Schicht zu unterstützen.

Bei der Verwendung der Vorrichtung werden die Platten mit Nährstoffen, Spurenelementen, Inhibitoren und Wuchsstoffen dotiert und anschließend mit Mikroorganismen beimpft. Die so behandelten Platten 10 werden auf die Stangen 4 und 5 gehängt und anschließend wird mittels der Spindel 7 am Getriebefuß 3 die Druckplatte 8 so weit zu den Platten gedrückt, daß eine gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen den Platten entsteht.

Durch einen Einlauf 11 wird danach ein Gasstrom 12 der Vorrichtung zugeführt, der im Hohlraum des Rahmens 9 vor der Platte 10 sich flächig verteilt, durch die Platte 10 hindurchdringt und in einen Sammelkanal 13 fließt. Dieser Sammelkanal führt den gereinigten Gasstrom zu einem Ausgang 14, durch den der Gasstrom 12 die Vorrichtung 1 verläßt.

Vor dem Eingang 11, der Vorrichtung 1 ist eine Befeuchtungseinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, in der der Gasstrom so weit befeuchtet wird, daß die Platten durch den hindurch strömenden Gasstrom nicht getrocknet werden, und hinter dem Ausgang 14 ist ein Sauggebläse (nicht gezeigt) vorgesehen, das für eine kontinuierliche Durchströmung der Platten 10 sorgt.

In Fig. 2 sind verschiedene Schaltungsvarianten dargestellt, die zeigen, in welcher Reihenfolge die einzelnen Platten 10 durchströmbar sind. Eine sehr hohe Reinigungswirkung ist mit der Schaltungsvariante nach Fig. 2a zu erreichen, bei der der zu reinigende Gasstrom in drei Teilströme geteilt wird, die jeweils nacheinander durchströmt werden. Ein hoher Durchsatz ist mit einer Schaltungsvariante nach Fig. 2b zu erzielen, bei der der Rohgasstrom in drei Teilströme aufgeteilt wird, die nach Durchströmen einer Platte die Vorrichtung wieder verlassen. Eine Kombination der beschriebenen Schaltungsvarianten sieht die Schaltungsvariante nach Fig. 2c vor, bei der der Rohgasstrom zunächst so aufgeteilt wird, daß Teilströme jeweils nur eine Platte durchströmen. Der gereinigte Gasstrom wird anschließend in einem anderen Filterbereich noch einmal gereinigt, indem er wieder in Teilströme aufgeteilt wird, die jeweils nur eine Platte durchströmen, um anschließend wieder zusammengefaßt zu werden, um eine dritte entsprechende Reinigungsstufe zu passieren.

Dies sind nur drei schematisch dargestellte Varianten. Je nach Rohgaszusammensetzung und zu behandelndem Gasvolumen sind jedoch mannigfache Abwandlungen dieser beschriebenen Gasführungen durchführbar.

Bei allen Schaltungsvarianten sollte jedoch darauf geachtet werden, daß die letzte Schicht ein Hindurchtreten von Mikroorganismen - und insbesondere von pathogenen Keimen - verhindert oder durch eine mikrobiozide Ausrüstung zumindest pathogene Keime abgetötet werden.

Claims (13)

1. Vorrichtung (1) mit parallel zueinander angeordneten Platten (6) zur Reduzierung geruchsintensiver oder umweltwirksamer Stoffe in einem Gasstrom (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) vom Gasstrom (12) durchströmbar sind und entweder biologisch aktiv ausgerüstet sind oder zwischen den Platten (6) biologisch aktives Material angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) senkrecht in einem Gestell (2, 3, 4, 5) aufgehängt sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) jeweils eine Schicht (10) aufweisen, die auf einem Fasergerüst aufgebaut ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) jeweils eine Schicht (10) aufweisen, in die biologisch aktives Material eingearbeitet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) jeweils eine Schicht (10) aufweisen, in die physikalisch oder chemisch wirksame Materialien eingearbeitet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) jeweils eine Schicht (10) aufweisen, auf der Mikroorganismen immobilisiert sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) jeweils mehrere Schichten (10) aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) einstellbar von beiden Seiten durchströmbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zuletzt durchströmte Platte (6) eine Schicht (10) aufweist, die ein Hindurchtreten von Mikroorganismen verhindert oder die mikrobizid ausgerüstet ist.

10. Verfahren zum Verwenden einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) vor dem Durchströmen mit Mikroorganismen beimpft werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) mit Nährstoffen, Spurenelementen, Inhibitoren oder Wuchsstoffen für Mikroorganismen dotiert, gespült oder besprüht werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom (12) temperiert und/oder befeuchtet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) befeuchtet werden.