DE2547675B2

DE2547675B2 - Verfahren zur Naßreinigung von verunreinigter Abluft

Info

Publication number: DE2547675B2
Application number: DE2547675A
Authority: DE
Inventors: Egbert Dr.-Ing. 7310 Plochingen Paul; Guenther 7300 Esslingen Soukup
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2547675A1; NL7611697A; SE418576B; FR2328501B1; AT370008B; SE7611783L; FR2328501A1; ATA788076A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Naßreinigung von verunreinigter Abluft, mit im Kreislauf geführtem Waschwasser.

Bekannt ist, Luftverunreinigungen mit Wasser auszuwaschen und diese aus dem Waschwasser auf physikalischem Wege z. B. durch Destillation oder Adsorption oder auf chemischem Wege z. B. durch Chemosorption zu entfernen. Dies erfordert aber stets einen ständigen hohen Energie- und/oder Chemikalieneinsatz.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie die Abluft kostengünstiger und problemlos gereinigt werden kann. Zur Lösung der Aufgabe kann erfindungsgemäß in der Weise verfahren werden, daß

a) der Waschprozeß mit die Verunreinigungen absorbierendem Waschwasser durchgeführt wird und daß

b) das Waschwasser auf biologischem Wege in einem belüfteten abgegrenzten Belebungsraum aufbereitet und anschließend zum Waschen wiederverwendet wird, wobei die Stufen a) und b) für sich bekannt sind.

Gedanke bei dieser Problemlösung ist, die Luftverunreinigungen in einem gesonderten biologischen Prozeß in der wäßrigen Phase zu entfernen bzw. unschädlich zu machen. Hierdurch werden sehr geringe Energie- und/oder Chemikalienmengen für den Rei-

^r> nigungsprozeß erforderlich.

Zweckmäßigerweise kann das in Stufe a) wiederverwendete Waschwasser Belebtschlamm aus Stufe b) enthalten, wobei die Biozönose als Adsorptionsmittel für die Luftverunreinigungen ausgenützt wird. Hierbei

ι» ist auch an solche Anreicherungen des Waschwassers mit Belebtschlammflocken gedacht, daß der Schlammanteil im Waschmedium wenigstens genauso groß ist, wie in üblichem Belebtschlamm.

Die Entfernung der Luftverunreinigungen aus der

i*i als Reinigungsmedium dienenden Flüssigkeit Waschwasser und/oder Belebtschlamm - geschieht dadurch, daß die Verunreinigungen bestimmten Bakterien, die in der Biozönose enthalten sind, als Nahrung zur Verfügung gestellt werden. Die Bakterien

.'ο wachsen und vermehren sich; sie benötigen für diese Assimilationstätigkeit Sauerstoff, der ihnen mittels einer der bekannten Belüftungseinrichtungen zugeführt wird. Bei der ersten Inbetriebnahme einer Reinigungsanlage wird der Belebungsraum mit einer Bak-

r> terienkultur geimpft, beispielsweise mit Belebtschlamm aus der biologischen Reinigungsstufe einer kommunalen Kläranlage. Auf Grund der Assimilation vermehren sich vor allem diejenigen Bakterien, für die die Verunreinigungen ein günstiges Nährstoffan-

JO gebot darstellen, besonders stark, und die Bakterien, für die das Nährstoffangebot ungünstig ist, werden verdrängt. Auf diese Weise wird sich selbständig eine geeignete Biozönose bilden.

Meist sind Luftreinigungsanlagen nicht ununter-

J-) brochen im Einsatz, sondern es kommt bei Schichtende und an Wochenenden zu Unterbrechungen. Eine solche Unterbrechung ist, wenn sie über mehrere Stunden andauert, schädlich, weil sich unerwünschte Änderungen in der Biozönose einstellen können. Um

4(i den Reinigungsprozeß während des Betriebes zu stabilisieren und um unzulässige Veränderungen in der Biozönose während der Stillstandszeiten zu vermeiden, ist os zweckmäßig, wenn während des Waschbetriebes der Sauerstoffpegel in dem abgegrenzten Be-

4Ϊ lebungsraum mittels einer Belüftungseinrichtung auf einen bestimmten Wert und während der Stillstandszeiten die Biozönose des Belebungsraumes im aeroben Bereich gehalten wird. Der biologische Sauerstoffbedarf wird während der Betriebszeit ent-

-)0 sprechend dem Eintrag der Luftverunreinigungen, d. h. entsprechend dem Eintrag von Nährstoffen schwanken. Dies muß durch eine entsprechende Regelung der Sauerstoffzufuhr ausgeglichen werden, derart, daß der Sauerstoffpegel angenähert konstant bleibt. In den Stillstandszeiten fällt kein »Nährstoff« an, hier muß z. B. durch Sauerstoffzufuhr dafür gesorgt werden, daß die Biozönose nicht in den anaeroben Bereich umschlägt. Der Sauerstoffpegel kann z. B. auf einen geringen Wert eingeregelt werden.

ho Um die Biozönose in einem optimalen Bereich zu halten, können ihr insbesondere während der Stillstandszeiten Nährstoffe zugegeben werden.

Ein Überangebot von Stickstoff in den Verunreinigungen kann zu einem Überhandnehmen von bestimmten Bakterienstämmen in der Biozönose führen. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn die stickstoffhaltigen Bestandteile der Luftverunreinigungen vor dem Waschprozeß in einem gesonderten

Prozeß wenigstens teilweise entfernt werden.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden erläutert; dabei zeigt die Figur ein Fließschema einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Luftreinigungsanlage.

In der Anlage ist ein zweistufiger Wäscher 1/2 mit einer sauren Vorwaschdüse 1 und einer neutralen bzw. alkalischen Hauptwaschstufe 2 vorgesehen. Ferner ist ein abgegrenzter belüfteter Belebungsraum oder auch Biofermenter 3 vorgesehen. Ihm ist zulaufseitig ein Mengenteiler 4 vorgeschaltet. Der sauren Vorwaschstufe ist ein Schlammabscheider 5 für das saure Waschwasser nachgeordnet. Dem Mengenteiler vor dem Biofermenter ist ebenfalls ein Schlammabscheider nachgeschaltet.

In dem Verfahrensschema sind mehrere Kreisläufe vorhanden: Zunächst ist der Fließstrang der zu reinigenden Abluft zu erwähnen. Die Abluft tritt durch die Leitung 7 in den Wäscher ein una wird mittels eines Gebläses 8 durch beide Waschstufen hindurch gefördert und gelangt anschließend gereinigt ins Freie.

Das Waschwasser der Vorwaschstufe wird aus dem Klarwasserablauf des Abscheiders 5 abgezogen und miit der Umwälzpumpe 9 in die Waschstufe 1 gefördert. Das sich im Wäscher sammelnde, mit den vor allem stickstoffhaltigen Luftverunreinigungen angereicherte Waschwasser wird in den Schlammabscheider 5 rezirkuliert, wo sich durch Schwerkrafteinfluß Schlamm und Wasser trennen. Ein Überschuß an Wasser und/oder an Schlamm kann bedarfsweise aus dem System entfernt werden. Wasserverluste z. B. durch Verdunstung können aus dem Leitungsnetz 10 durch frisches Brauchwasser ersetzt werden. Das zirkulierende Wasser kann aus dem z. B. Schwefelsäure enthaltenden Säurenbehälter 11 mitteis der Dosierpumpe 12, gesteuert durch eine nicht dargestellte pH-Sonde, auf den entsprechenden Säuregrad gehalten werden. Zu starke Säurezugaben können durch Wasserzugabe ausgeglichen werden.

Der Kreislauf der Hauptwaschstufe ist etwas komplizierter. Die aus dem Wäscher 2 abgezogene Flüssigkeit gelangt durch Schwerkraft durch den Mengenteiler hindurch zum überwiegenden Teil in den Biofermenter. In ihm findet auf Grund der Belüftung keine Sedimentation oder Abscheidung statt. Die Waschflüssigkeit wird in aufbereiteter Form aus dem Biofermenter 3 durch die Umwälzpumpe 13 in den Hauptwäscher 2 zurückgeleitet. An dem Mengenteiler 4 kann ein kleiner Bruchteil der Umlaufmenge dem Waschkreislauf entzogen werden. Die entzogene Menge wird in den Schlammabscheider 6 gegeben, in dem es zu einer Sedimentation kommt. Je nach Bedarf kann die Klarphase und/oder Schlamm aus dem System entfernt werden. Der Schlamm kann über die Dickstoffpumpe 14 in den Waschkreislauf zurückgeführt werden. Verdunstetes oder sonstwie dem Kreislauf entzogenes Wasser kann aus dem Netz 10 ersetzt werden. Hierfür ist eine Niveauregulierung (Niveaumessung 15, Ventilsteuerung Ϊ.6) im Biofermenter 3 vorgesehen. Dem Kreislauf kann mit dem frisch zugegebenen Wasser Lauge, z. B. verdünnte Natronlauge, aus dem Laugenbehälter 17 mit der Dosierpumpe 18 zugeführt werden. Die Laugenzugabe wird durch eine

ι« pH-Messung (pH-Sonde 19) in dem Mengenteiler, d. h. im Rücklauf des Wäschers gesteuert.

Der Inhall des Biofermenters ist durch ein Tauchbelüftungsrohr 20 belüftet und in Bewegung gehalten. Der Sauerstoffpegel des Behälterinhaltes wird über

i") die Sonde 21 gemessen und je nach Höhe des Sauerstoffpegels der Motor 22 des Belüftungsgebläses 23 eingeschaltet bzw. wieder abgeschaltet.

Die Wirkungsweise der Anlage ist nun kurz folgende: In der Vorwaschstufe werden der Abluft auf

2» Grund der besonderen — schwefelsauren - Zusammensetzung des Waschwassers der ersten Stufe die ammoniakalischen Bestandteile entzogen. Diese Stickstoffentfernung ist nötig, um der Biozönose der anschließenden biologischen Waschstufe ein ausge-

2) wogenes Nährstoffangebot anzubieten und ein Überangebot an Stickstoff mit seinen unerwünschten Folgeerscheinungen in der Biozönose zu vermeiden.

In der zweiten neutralen bzw. alkalischen Waschstufe gehen alle übrigen Luftverunreinigungen an das

«ι Waschmedium dieser Stufe über. Als Waschmedium wird im dargestellten Ausführungsbeispiel Wasser und Belebtschlamm aus dem Biofermenter verwendet. Die Verunreinigungen der Abluft werden größtenteils durch das Wasser absorbiert. Dadurch, daß

j) Belebtschlamm mit durch den Wäscher gegeben wird, kann die Adsorptionsfähigkeit der Biozönose noch besser ausgenutzt werden. Das Waschmedium nimmt in gewissem Umfang bereits im Wäscher Sauerstoff auf.

Mt Die Bakterien der Biozönose bauen die aus der Luft aufgenommenen Verunreinigungen in dem Biofermenter ab. Die für die Assimilationstätigkeit benötigte Sauerstoffmenge wird ihnen durch die Belüftung zur Verfugung gestellt. Die Bakterien der Biozönose

4) vermehren sich. Überschüssige Bakterienmasse bzw. überschüssiger Belebtschlamm können an dem Abscheider 6 aus dem System entfernt werden.

In den Betriebspausen über den Wochenenden oder nachts, wenn keine Verunreinigungen anfallen,

jo wird durch gezielte Sauerstoff- und/oder Nährstoffzufuhr die Biozönose in einem aeroben und auch sonst für den Abbau der Verunreinigungen günstigen Bereich gehalten. Bei erneuter Betriebsaufnahme steht dann eine an das Nährstoffangebot der Luftverunreinigungen angepaßte einsatzbereite Lebensgemeinschaft bereit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Naßreinigung von verunreinigter Abluft, mit im Kreislauf geführtem Waschwasser, dadurch gekennzeichnet, daß

b) das Waschwasscr auf biologischem Wege in einem belüfteten abgegrenzten Belebungsraum (3) aufbereitet und anschließend zum Waschen wiederverwendet wird,

wobei die Stufen a) und b) für sich bekannt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Stufe a) wiederverwendete Waschwasser Belebtschlamm aus Stufe b) enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, für zwischen Waschbetrieb und Stillstandszeit wechselndem Betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß während des Waschbetriebes der Sauerstoffpegel in dem abgegrenzten Belebungsraum (3) mittels einer Belüftungseinrichtung (22, 23) auf einem bestimmten Wert und daß während der Stillstandszeiten die Biozönose des Belebungsraumes im aeroben Bereich gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhalten des aeroben Zustandes der Biozönose durch Belüften erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Biozönose insbesondere während der Stillstandszeiten Nährstoffe zugegeben werden.

6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch für stickstoffhaltige, insbesondere ammoniakalische Bestandteile enthaltende Luftverunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß die stickstoffhaltigen Bestandteile der Luftverunreinigungen vor dem Waschprozeß in einem gesonderten Prozeß wenigstens teilweise entfernt werden.