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Verfahren zur Entfernung von Geruchstoffen aus Gasen Gase im allgemeinen
und Luft im besonderen können neben mechanischen Verunreinigungen wie Staub, feinen
Flüssigkeitströpfoben auch Geruebstoffe enthalten. Letztere sind immer in größter
Verdünnung in den Gasen enthalten, Sie verleiben diesen einen mehr oder minder intensiven,
oft unangenehmen Geruch, So enthält z. B. die Abluft aus Kläranlagen oder Sischmehlbetrieben
Geruchstoffe, welche für den Menschen lästig, unter Umständen auch gesundbeitsschädlich
sind.
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Es ist bis jetzt nicht gelungen, diese Geruchstoffe eindeutig zu identifizieren,
wenngleich die Borschung auf diesem Gebiete in letzter Zeit beachtliche Fortschritte
gemacht hat.
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Bei den Geruchsträgern handelt es sich in erster Linie um Abbauprodukte
von Biweißkörpern, faulender Pflanzen und Tiere, die einen intensiven, unangenehmen
Geruch erzeugen. Gewisse Industrien, wie z. B. Ölraffinerien, Konserven- und Waschmittelfabriken,
Gaswerke und Kläranlagen können eine stark mit Geruchsträgern beladene Abluft liefern,
welche sich in bewohnten Gegenden oft noch in großer Entfernung unangenehm bemerkbar
machen kann.
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Vom chemischen Standpunkt aus gesehen handelt es sich bei den Geruchstoffen
zum Teil um ionisierte Verbindungen mit saurem oder basischen Charakter, zum Teil
handelt es sich aber auch um nicht ionisierte Verbindungen. Sind Schwefelwasserstoff,
Merkaptane und deren Abkömmlinge sowie Eiweißabbauverbindungen die Geruchsträger,
so können diese analytisch erfaßt werden. Ihre Entfernung ist dann meistens auf
einfache Weise, z. B. durch Auswaschen möglich. Daß auf diese Weise nicht alle Geruchsträger
entfernt werden können, beweist die Tatsache, daß in der Praxis auf bekannte Weise
gewaschene Abluft noch immer Gerucbsträger enthält, welche sieb sehr unangenebm
bemerkbar machen.
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Die Identifizierung dieser Geruchsträger bereitet wegen der großen
Verdünnung in der sie auftreten einerseits und der großen Vielzahl derselben andererseits
große Schwierigkeiten. Daher ist die Anwendung bekannter Verfahren unzweckmäßig
oder sie verursachen, wie z. B. die Anwendung von Aktivkohle derart hohe Kosten,
daß diese Verfahren aus wirtschaftlichen Gründen nicht angewendet werden.
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Auftretende Geruchsbelästigungen in Gasen oder in der tuft werden
derzeit mit folgenden Methoden zu beseitigen versucht: 1. Waschen des Gasstromes
unter Verwendung von Wasser allein oder wässeriger Lösungen von Chemikalien, wie
z. B0 Natriumbypoeblorid, Natriumeblorit, Kaliumpermanganat
oder
anderen Oxydationsmitteln 20 Oxydation durch Sauerstoff im status nascendi 3. Ozonisierung
4. Adsorption unter Verwendung von Aktivkohle Bei den unter 1 - 3 genannten Verfahren
werden Effekte erreicht, welche im günstigsten Falle erst bei einer Verdünnung der
behandelten Abluft mit Frisobluft im Verhältnis, z. 3. 1 : 100 den Geruobsscbwellenwert
für den Menschen erreichen.
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Bei den unter 4 und 5 genannten Verfahren werden bessere Reinigungseffekte
erzielt. Dabei entstehen aber Betriebskosten, welche bis jetzt einer allgemeinen
Verwendung dieser Verfahren entgegenstehen.
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Gemäß der Erfindung konnte jedoch gefunden werden, daß eine praktisch
vollkommene Entfernung der nicht ionogenen und der ionogenen Geruchsträger erreicht
werden kann, wenn man die mit Gerucbsträgern beladenen Gase von unten nach oben
durch einen mit Adsorberbarzen gefüllten Adsorber leitet, wobei als Adsorptionsscbiobt
ein Gemisch von nicht ionogenen Adsorbenten mit makroporösen Ionenaustauschern mit
schwach basischen ionenaktiven Gruppen als Misobbett verwendet wird.
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Als nicht ionogene Adsorberharze kommen Polystyroladsorbentien mit
einem Porenvolumen von 30 - 50 ffi und
und einer aktiven Oberfläche
von 300 - 800 m2/g sowie einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 50 - 90A
in Frage. Als makroporöse Ionenaustauscher können schwach basische Anionenaustauscher
auf Akrylbasis mit tertiären Aminen als Aktivgruppen verwendet werden.
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In diesem Gemisch entfernt das nicht ionogene Adsorbent die nicht
ionogenen Geruchsträger sowie jene großmolekularen ionisierten Geruchsträger, soweit
sie in den Poren des Adsorbenten festgehalten werden. Der Ionenaustauscher wechselt
die ionisierten Geruchsträger gegen Wasserstoff oder Hydrxylionen aus. Hierunter
fallen z. B. Schwefelwasserstoff und Aminoverbindungen.
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Da sowohl die nicht ionogenen Adsorbentien als auch die Ionenaustauscher
verschiedene Porenvolumina besitzen, können von beiden Adsorbenten Geruchsträger
von verschiedener Molekülgröße adsorbiert und ausgetauscht werden. Ihre Kapazität
ist so gewählt, daß die Betriebszeit beider Komponenten des Mischbettes zwischen
zwei Regenerationen gleich ist. Die effektive Leistung der Adsorbenten zwischen
zwei Regenerationen ist von der Art und Menge der zu entfernenden Geruchsträger
abhängig. Sie kann bis zur Erreichung der Geruchsschwelle innerhalb weiter Grenzen
schwanken.
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Nach erfolgter Beladung des Adsorptionsbettes kann dieses durch Auswaschen
entweder mit einer verdünnten Alkalilösung, z. 13. Natriumbydroxyd oder Natriumkarbonat
oder fallweise auch durch eine Vorbehandlung mit einer verdünnten
Alkaliobloridlösung
regeneriert werden, Nach der Behandlung mit dem Alkali muß das überschüssige Regeneriermittel
unter Durchsaugen von Luft aus den Harzporen entfernt werden, damit die Aufnabmefäbigkeit
der Adsorbenten wieder gewährleistet ist.
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Das bei der Regenerierung der Adsorbenten anfallende Eluat wird nach
einer eventuell notwendigen pH-Korrektur dem normalen Abwasser einer Kläranlage
zugeleitet, ohne daß dadurch die Funktion der biologischen Kläranlage gestört wird.
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Als wesentlicher Vorteil konnte beim Arbeiten nach der Erfindung die
Tatsache festgestellt werden, daß die Geruchsträger auf den Harzen des Adsorberbettes
chemisch in der Weise verändert werden, daß der penetrante Geruch im Eluat auch
nach einer pH-Korrektur nicht mehr in Brscheinung tritt.
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Ausführungsbeispiel Entfernung der Gerucbsträger aus der Abluft von
ropfkörpern Die Abluft einer geschlossenen Tropfkörperanlage enthält neben Schwefelwasserstoff,
Ammoniak und Merkaptan noch übelriechende Stoffe, die eine Belästigung des Menschen
bedingen und gesundheitsschädlich sein können. Zur Entfernung dieser Geruobsträger
wird gemäß der Erfindung in einem Adsorptionsturm bekannter Konstruktion auf
auf
einem Tragrost, welcher mit einer Stützscbicbt zur Vermeidung von Verlusten an Adsorbenten
bedeckt ist, eine Mischung von 500 Liter eines nichtionogenen Adsorbenten vom Typ
eines Styrolbarzes mit einem Porenvolumen von 50 % und einem Porendurchmesser von
50 i sowie einer aktiven Oberfläche von 700 m2/g mit 500 Litern eines makroporösen
Ionenaustauschers vom Typ eines Akrylpolymerisates mit Xrtiären Aminen bis zu einer
Schichthöhe von 600 mm eingefüllt.
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Durch dieses Adsorptionsbett wird die stark mit Gerucbsträgern beladene
Abluft der Tropfkörperanlage von unten nacb oben geleitet. Dabei tritt eine Adsorption
der Geruchsträger ein und die den Adsorber verlassende Burst ist geruchslos. Für
den Effekt ist es wichtig, daß die Luftgeschwinaigkeit der jeweiligen Schichthöhe
des Adsorbehten angepaßt wird. So ist z. B. bei einer Schichthöhe von 600 mm eine
lineare Geschwindigkeit von 45 cm/sec. als obere Grenze anzusetzen. Dies entspricht
einer Kontaktzeit von 1,3 Sekunden. Nach Durchsatz von 800.000 m3 Abluft wird die
Geruchswelle erreicht und der Adsorbent muß regeneriert werden.
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Zu diesem Zweck wird 1 m3 einer zwei prozenti gen Alkalibydroxydlösung
von oben nach unten durch die Harzschicht geleitet. Es ist dabei vorgehen, daß die
gesamte Harzschicht mit der Alkalilösung in Berührung kommt.
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Das Durchleiten der Regenerierlösung ist nach 30 Minuten beendet.
Das Regeneriermittel kann je nach dem Verscbmutzungsgrad des zu reinigenden Gases
mehrere Male verwendet werden.
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Nach Ablaufen der Regenerierlösung wird mit Hilfe einer geeigneten
Vacuumpumpe der noch in den Poren des Adsorberbettes befindliche Rest des Regeneriermittels
abgesaugt und dann ist der Adsorber wieder betriebsbereit.
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Nach Erscböpfung der Regenerierlösung, was durch Ermittlung des pH-Wertes
oder des USS überprüft werden kann, wird es nach einer eventuell notwendig werdenden
pH-Korrektur im Einlauf der Kläranlage dem Abwasser zugesetzt. Es ist mit abbaufähigen
Stoffen beladen, besitzt aber nicht mehr den unangenehmen Geruch der Abluft vor
der Reinigung.