DE3542599C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/84—Biological processes
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- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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- B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
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- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Abtrennung von schwer wasserlöslichen und
leicht flüchtigen Substanzen aus einem Abgas-
bzw. Abluftstrom, indem die zu entfernenden
Stoffe zunächst an einer chemisch und
biologisch inerten permeablen Membran,
die nach Art eins Plattenwärmetauschers aus einzelnen ein
seitig verstärkten Membranen aufgebaut ist, sorptiv
gebunden werden, diese Membran wechselseitig mit Abluft bzw. mit
Nährlösung, die mit Mikroorganismen angeimpft ist,
durchströmt wird, und die Abluftinhaltstoffe von
Mikroorganismen verwerkt werden, die direkt auf
der Membran siedeln.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine
Vorrichtung verwendet, in der die Gasphase und
die mit Mikroorganismen angeimpfte Nährlösung
durch eine permeable Membran voneinander
getrennt sind, die nach Art eines Plattenwärme
austauschers aufgebaut ist.
Unter schwer wasserlöslichen und leicht
flüchtigen Substanzen sind alle Abgase zu ver
stehen, die aus Verarbeitungsanlagen der
Industrie sowie gewerblichen Betrieben
stammen. Vor allem Aromaten, chlorierte
Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen
zählen zu den abzutrennenden Stoffklassen.
Derzeit sind zwei biologische Abluftreinigungsverfahren
bekannt: der Biowäscher und der Biofilter. Diese beiden
Verfahren haben sich zur Reinigung von gewerblicher und
industrieller Abluft bereits häufig bewährt. Die Leist
ungsfähigkeit dieser beiden Verfahren bzw. Anlagentypen
sinkt jedoch stark ab, wenn die zu reinigende Abluft
schwer wasserlösliche bzw. leicht flüchtige Substanzen
enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren und eine
Vorrichtung zum Eliminieren gasförmiger Verunreinigungen zu
schaffen, die besser als bisher geeignet ist, die eingangs
genannten Verunreinigungen aus der Abluft zu entfernen
und biologisch zu oxidieren.
Ausgehend von der Tatsache, daß die hier zu eliminierenden
Stoffe in den beiden oben genannten Verfahren nicht bzw.
nur schlecht abbaubar sind, ist diese Aufgabe gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß als Sorbens eine chemisch
und biologisch inerte Membran verwendet wird, die in der
Art eines Plattenwärmetauschers aus einseitig verstärkten
Membranen aufgebaut ist und wechselseitig mit Abluft bzw.
angeimpfter Nährlösung durchströmt wird. Hierbei wird die
mit Mikroorganismen angeimpfte Nährlösung mittels einer
Pumpe im Kreislauf geführt, wobei überschüssiger Schlamm
in einem Absetzbecken abgezogen werden kann.
Während des Betriebs mit den schwer wasserlöslichen Abluft
inhaltsstoffen bildet sich ein Mikroorganismenfilm direkt
auf der Oberfläche der Membran aus, so daß die Substanzen
direkt von den Mikroorganismen aus der Membran aufgenom
men werden können und somit die schlechte Wasserlöslich
keit der Substanzen für den mikrobiellen Abbau nur eine
untergeordnete Rolle spielt.
Legende zu Bild 1a bis 1c
1 Nährsalzlösungszufuhrleitung
2 Nährsalzlösungsablaufleitung
3 Reinluft
4 Rohluft
5 Druckplatte
6 Druckplatte
7 Zwischenplatte
8 Zusatz-Sauerstoffversorgung
9 Membranplatten
2 Nährsalzlösungsablaufleitung
3 Reinluft
4 Rohluft
5 Druckplatte
6 Druckplatte
7 Zwischenplatte
8 Zusatz-Sauerstoffversorgung
9 Membranplatten
Jede Membranplatte ist mit einem Dichtring entlang der
Außenkante versehen, der in einer Nut verklebt ist.
Wenn die Membranen in den speziellen Rahmen eingesetzt
werden, übernehmen die Dichtungsringe das Abdichten
zwischen den Membranen und der Außenseite des Reaktors.
Weitere Dichtringe sind so angebracht, daß jeweils
zwei Öffnungen in jeder Membranplatte abgedichtet sind
und die beiden anderen als Eintritt/Austritt in Ver
bindung bleiben. Das Medium fließt somit von der Ein
trittsöffnung über die Membran zur Austrittsöffnung.
Die Membranplatten sind so konstruiert, daß bei einer
versetzten Anordnung die Nährlösung nur jede zweite
Membranplatte und die Gasphase die dazwischen liegenden
Membranplatten durchfließt.
Durch Auswahl und Anordnung der Membranplatten können
verschiedene Flußvarianten erzielt werden. (Abb. 1a
und Abb. 1b).
Aufgrund der flexibel gehaltenen Konstruktion des
Membranreaktors ist es möglich, eine zusätzliche Sauerstoff
versorgung in den Reaktor zu integrieren (Abb. 1c).
Legende zu Abb. 2
1 Rohgaszufuhr
2 Membranplattenreaktor
3 Vakuumpumpe
4 Reingasdurchflußmeßgerät
5 Reingasleitung
6 Nährlösungsrückfuhrleitung
7 Nährlösungsvorratsbehälter
8 Schlammrücklaufleitung
9 Pumpe zum Umpumpen der Nährlösung
10 Überlaufrinne
11 Rohrleitung für die Nährlösung zum Membranreaktor
12 Ablauf
13 Sauerstoff-Elektrode
14 Sauerstoffmeßgerät und Steuereinheit
15 Zusatzleitung für Sauerstoff oder Luft
16 pH-Elektrode
17 pH-Meßgerät und Steuereinheit
18 Säure/Lauge-Pumpe
19 Säure/Lauge-Vorratsbehälter
20 Leitfähigkeitselektrode
21 Leitfähigkeitsmeßgerät und Steuereinheit
22 Nährsalzlösungspumpe
23 Nährsalzlösungsvorratsbehälter
24 Rohgasmengendurchflußmesser
25 Detektor für das Rohgas (FID, SSD, oder Andere)
26 Detektor für das Reingas
27 Registrier- und Aufzeichnungsgerät
2 Membranplattenreaktor
3 Vakuumpumpe
4 Reingasdurchflußmeßgerät
5 Reingasleitung
6 Nährlösungsrückfuhrleitung
7 Nährlösungsvorratsbehälter
8 Schlammrücklaufleitung
9 Pumpe zum Umpumpen der Nährlösung
10 Überlaufrinne
11 Rohrleitung für die Nährlösung zum Membranreaktor
12 Ablauf
13 Sauerstoff-Elektrode
14 Sauerstoffmeßgerät und Steuereinheit
15 Zusatzleitung für Sauerstoff oder Luft
16 pH-Elektrode
17 pH-Meßgerät und Steuereinheit
18 Säure/Lauge-Pumpe
19 Säure/Lauge-Vorratsbehälter
20 Leitfähigkeitselektrode
21 Leitfähigkeitsmeßgerät und Steuereinheit
22 Nährsalzlösungspumpe
23 Nährsalzlösungsvorratsbehälter
24 Rohgasmengendurchflußmesser
25 Detektor für das Rohgas (FID, SSD, oder Andere)
26 Detektor für das Reingas
27 Registrier- und Aufzeichnungsgerät
Claims (12)
1. Verfahren zur Abtrennung von schwer wasserlöslichen und leicht
flüchtigen Substanzen aus einem Abgas- bzw. Abluftstrom, dadurch
gekennzeichnet, daß
die aus der Gasphase zu entfernenden Stoffe zunächst an einer
chemisch und biologisch inerten permeablen Membran,
die nach Art eines Plattenwärmetauschers aus einzelnen einseitig
verstärkten Membranen aufgebaut ist, sorptiv
gebunden werden, diese Membran wechselseitig mit Abluft bzw.
mit Nährsalzlösung, die mit Mikroorganismen angeimpft ist, durchströmt wird,
und die Abluftinhaltsstoffe von Mikroorganismen verwertet werden,
die direkt auf der Membran siedeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl aerob lebende Mikroorganismen als auch fakultativ aerob
lebende Mikroorganismen, die mineralische Sauerstoffträger, wie
Nitrat, Nitrit, Sulfat, Sulfit, als Sauerstoffdonator
benützen, für den biologischen Abbau verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nährsalzlösung im Kreislauf geführt wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
über eine Regelanordnung der pH-Wert laufend ermittelt wird und
eine dementsprechende Menge an Lauge bzw. Säure, zur Aufrecht
erhaltung des für die Mikroorganismen notwendigen pH-Wertes,
zudosiert wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
laufend die Sauerstoffkonzentration ermittelt wird und bei
Unterschreiten eines bestimmten Grenzwertes ein spezielles
Membranpaket mit Sauerstoff/Luft versorgt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gasphase und die Nährlösung mit den Mikroorganismen durch
eine permeable Membran nach Art eines Plattenwärmetauschers
voneinander getrennt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran aus verstärkten Membranplatten besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Permeationsreaktor im Baukastenprinzip aufgebaut ist und
damit das Verweilzeitverhalten bzw. der Abbauprozeß im Reaktor
durch Änderung der Membranplattenzahl steuerbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Absetzbecken, eine Schlammrückführung sowie eine Schlammaus
tragvorrichtung im Nährsalzlösungskreislauf vorhanden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
über eine Regelanordnung die optimale Anströmgeschwindigkeit der
Nährsalzlösung an die Membranplatten gewährleistet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den mit wäßriger Nährsalzlösung durchspülten Membran
platten Füllkörper eingelagert sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine zusätzliche Sauerstoffversorgung in dem Membranplattenreaktor
integriert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853542599 DE3542599A1 (de) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | Verfahren und vorrichtung zur eliminierung schwer wasserloeslicher und leicht fluechtiger verunreinigungen aus einem abluft- bzw. abgasstrom durch biologische oxidation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853542599 DE3542599A1 (de) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | Verfahren und vorrichtung zur eliminierung schwer wasserloeslicher und leicht fluechtiger verunreinigungen aus einem abluft- bzw. abgasstrom durch biologische oxidation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3542599A1 DE3542599A1 (de) | 1987-06-04 |
DE3542599C2 true DE3542599C2 (de) | 1990-05-23 |
Family
ID=6287405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853542599 Granted DE3542599A1 (de) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | Verfahren und vorrichtung zur eliminierung schwer wasserloeslicher und leicht fluechtiger verunreinigungen aus einem abluft- bzw. abgasstrom durch biologische oxidation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3542599A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0610715A1 (de) | 1993-02-10 | 1994-08-17 | W.L. Gore & Associates GmbH | Membranmodul zur Entfernung von gasförmigen Stoffen aus einem Gasstrom |
DE19709384C1 (de) * | 1997-03-07 | 1998-04-23 | Rehau Ag & Co | Verfahren zur Abwasserreinigung |
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DE4108149A1 (de) * | 1991-03-13 | 1992-09-17 | Kus Kottwitz Umweltschutz Syst | Verfahren zur behandlung von fluessigkeiten und gasen |
DE4109732A1 (de) * | 1991-03-25 | 1992-10-01 | Henkel Kgaa | Verfahren zum reinigen von abluft |
EP0660745A1 (de) * | 1992-09-16 | 1995-07-05 | Rotron Incorporated | Biofilter mit modularen boden |
DE4326677A1 (de) * | 1993-08-09 | 1995-02-16 | Gore W L & Ass Gmbh | Membranmodul zur Entfernung von gasförmigen Stoffen aus einem Gasstrom |
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US5954858A (en) * | 1995-11-22 | 1999-09-21 | North Carolina State University | Bioreactor process for the continuous removal of organic compounds from a vapor phase process stream |
JP3673640B2 (ja) * | 1997-05-15 | 2005-07-20 | キヤノン株式会社 | 汚染媒体の浄化方法およびそれに用いる浄化装置 |
GB2346095B (en) * | 1999-01-21 | 2000-12-13 | Membrane Extraction Tech Ltd | Membrane extraction process |
GB2417697A (en) * | 2004-09-04 | 2006-03-08 | Geoffrey Kevin Ellison | Method and apparatus for oxidising methane or other volatile organic gases |
CN100344348C (zh) * | 2004-09-29 | 2007-10-24 | 浙江工业大学 | 一种气态污染物的生物氧化处理方法 |
US8679230B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-03-25 | Michael L. Strickland | Reducing emissions of VOCs from low-pressure storage tanks |
CN103657598A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 尹巍 | 净化空气组合物及使用该组合物的壁画 |
-
1985
- 1985-12-03 DE DE19853542599 patent/DE3542599A1/de active Granted
Cited By (2)
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EP0610715A1 (de) | 1993-02-10 | 1994-08-17 | W.L. Gore & Associates GmbH | Membranmodul zur Entfernung von gasförmigen Stoffen aus einem Gasstrom |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3542599A1 (de) | 1987-06-04 |
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