DE3709269A1 - Vorrichtung zum entfernen organischer stoffe aus abluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen organischer Stoffe aus Abluft, welche ein Filtermaterial enthaltendes Gehäuse mit einem Einlaß für zu reinigende Abluft und einem Auslaß für die gereinigte Abluft aufweist.

Gesetzliche und behördliche Auflagen zum Immissionsschutz erfor­ dern eine zunehmend bessere Abluftreinigung. Insbesondere in Ab­ luft enthaltenen organischen Stoffe bilden bei Konzentrationen Probleme der Abluftreinigung. Ferner führen Gerüche von Abluft, beispielsweise im Bereich der Lösungsmittelindustrie, aber auch bei Molkereien, Brauereien, Schokoladefabriken, Sauerkrautfabri­ ken, Fischmehlfabriken, Tierkörperverwertungsanstalten, Schlacht­ höfen, Lebensmittelfabriken, Suppenherstellern, Großküchen und dgl. zu Belästigungen der Nachbarschaft, die nach den neueren gesetzlichen Vorschriften vermieden werden müssen.

Aus ökonomischen Gründen und betriebswirtschaftlichen Gesichts­ punkten müssen derartige Auflagen preisgünstig zu erfüllen sein, damit insbesondere für die kleine und mittlere Industrie keine unzumutbaren Nebenkosten entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der preiswert und wirkungsvoll auf natürlichem Wege organische Stoffe aus Abluft ausgefiltert, biologisch abbaut und damit entfernt werden können, so daß die ins Freie gelangende Abluft die Umwelt nicht unnötig belastet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der ein­ gangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung meh­ rere in Reihe geschaltete einzelne Kammern aufweist, die konti­ nuierlich von der zu reinigenden Abluft zu durchströmen sind und wenigstens teilweise eine Füllung aus Filtermaterial und ferner eine Befeuchtungseinrichtung enthalten, kann man für den jeweili­ gen Reinigungszweck bzw. Anwendungsfall geeignete und zweckmäßige Filtermaterialien einfüllen und diese Filtermaterialien der ein­ zelnen Kammern individuell austauschen. Die Vorrichtung kann dabei in verschiedenen Größen geliefert werden, da sich die ein­ zelnen Kammern im Baukastensystem zusammenbauen und miteinander verbinden lassen. Vorzugsweise sind die einzelnen Kammern über­ einander angeordnet, so daß die Vorrichtung einen turmartigen Aufbau erhält.

Die Vorrichtung weist in jedem Falle eine stabile Unterkonstruk­ tion auf, welche beispielsweise auf einem Betonsockel installiert werden kann. Die Oberkonstruktion kann aus verschiedenen Materia­ lien wie Holz, Eisen, Stahl, Aluminium oder auch Kuntstoff her­ gestellt werden.

Die Beschickung der einzelnen Kammern mit Filtermaterial erfolgt durch seitlich an den Kammern angebrachte Klappen, der durch wechseln der Filterölemehle, die zum Öffnen horizontal bis etwa 180 Grad verschwenkt werden können. Innerhalb jeder Kammer wer­ den die Filtermaterialien diagonal zur senkrechten Achse durch Trennwände wie Siebroste getrennt, die als solche innerhalb der Kammer verstellbar bzw. veränderbar sind, um eine möglichst hohe Anpaßbarkeit an den jeweiligen Anwendungsfall zu gewährleisten. Ferner befindet sich in jeder Filterkammer vorzugsweise ein Was­ sersystem, welches das in dieser Kammer befindliche Filtermate­ rial anfeuchten und mit Nährlösung versorgen kann.

Für den Durchstrom der zu reinigenden Abluft durch die einzelnen Kammern der Vorrichtung weist jede Filterkammer vorzugsweise ei­ nen Öffnungen enthaltenden Boden wie einen Lochboden oder Siebbo­ den auf. Für den Abfluß überschüssiger Flüssigkeit sorgt eine Drainage. Ferner kann der Vorrichtung ein Wäscher für die zu­ strömende zu reinigende Abluft vorgeschaltet sein oder im Unter­ bau auch gleichzeitig als Konditionierer eingesetzt werden.

Die zu behandelnde Abluft wird der turmartig aufgebauten Vorrich­ tung von unten zugeführt und nach Durchströmen der obersten Fil­ termaterialschicht unmittelbar ins Freie abgelassen. Die vorge­ schalteten Wäscher ermöglichen eine Abluftbehandlung mit biolo­ gischen Mitteln, d. h. mit natürlich vorhandenen Mitteln, so daß durch die Reinigung der Abluft keine zusätzlichen Umweltbelastun­ gen eintreten können, chemische Behandlung ist ebenso denkbar. Die Strömungstechnik innerhalb der Reinigungsvorrichtung ist so gestaltet, daß die Abluft die jeweiligen Filtermaterialien zwangsweise durchströmen muß. Durch die Aufteilung der Filterma­ terialien in einzelne Filterkammern und die Auflockerung der ein­ zelnen Filtermaterialien wird verhindert, daß sich das Filterma­ terial durch sein Eigengewicht und die zugegebene Feuchtigkeit verdichten und verfestigen kann. Vielmehr bleiben die Filterma­ terialien auch nach längerem Gebrauch locker und atmungsaktiv, so daß sie dem Durchstrom der Abluft keinen übermäßigen Wider­ stand entgegensetzen.

Da im unteren Teil der Vorrichtung eine Wascheinrichtung in Form eines oder mehrerer Wäscher, die wahlweise eingeschaltet werden können, vorgesehen ist, läßt sich die zu filternde Abluft derart vorbehandeln, daß die in ihr enthaltenen und aus ihr zu entfer­ nenden organischen Stoffe durch das Filtermaterial abbaubar und außerdem mittels Bakterien aufzubereiten sind. Das im Wäscher gesammelte und durch die Behandlung der Abluft angereicherte Was­ ser wird in einen Auffangsbehälter unterhalb der Vorrichtung ge­ bracht. Über einen Feinfilter werden die Schwebstoffe abgeson­ dert. Dieses Wasser wird als Nährmittellösung den einzelnen Fil­ termaterialien in den oberhalb angebrachten Filterkammern über die dafür vorgesehenen Wascheinrichtungen oder Besprüheinrich­ tungen zugeführt. Die Waschschale bzw. der Auffangbehälter für das Waschwasser ist so konstruiert, daß das Waschwasser im Kreis­ lauf geführt werden kann und bei entsprechend hoher Konzentration als ideale Nährstofflösung für Bakterienstämme Verwendung findet, welche für eine biologische Reinigung der Abluft geeignet sind.

Der Vorbehandlung der Abluft ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken.

Die einzelnen Filterkammern und insbesondere auch die erste Fil­ terkammer der Vorrichtung sind entsprechend dem Verhalten und der Verschmutzungskonzentration der zu behandelnden Abluft so gestal­ tet, daß sie den Belastungen der Abluft standhalten. Es können insbesondere in der ersten Filterkammer zusätzliche Adsorptions­ verfahren eingesetzt werden, welche die Reinigung unterstützen. Bereits die erste Filterkammer hat an der Vorder- und der Rück­ seite Entleerungsklappen, die ein Befüllen und Entleeren der ein­ zelnen Kammern möglich machen. Eine diagonale Materialsperre wie Trennwand innerhalb der einzelnen Filterkammern ermöglicht das Befüllen jeder Filterkammer mit zwei verschiedenen Filterkompo­ nenten.

Luftpolster, die beispielsweise bis zu 25 cm hoch sein können, sorgen für eine Separierung der Filtermaterialien und deren Luftdurchlässigkeit. Diese Separierzonen oder Luftpolster dienen ferner zum Einsprühen des herangeführten Waschwassers, um die eingefüllten Filtermaterialien nach Art eines Nährbodens anzu­ reichern und eine biologische Reinigung der durchströmenden Ab­ luft zu erreichen.

Die oberste Filterschicht der Vorrichtung weist ein Nährbodenfil­ tergut mit hoher Oberfläche auf. Nach Passieren dieser Filter­ schicht ist die Abluft endgültig biologisch gereinigt und kann belastungsfrei unmittelbar ins Freie abgelassen werden.

In den einzelnen Filterkammern können Feuchtigkeitsfühler vorge­ sehen werden, die so angebracht sind, daß sie den Feuchtigkeits­ gehalt der jeweils eingefüllten Filtermaterialien ermitteln und dafür sorgen können, daß die Filtermaterialien nicht austrocknen. Mit diesen Feuchtigkeitsfühlern können beispielsweise Steuerein­ richtungen versehen werden, um den entsprechenden Filterkammern gemäß dem jeweiligen Bedarf bei der Vorwäsche angereichertes Waschwasser zuzuleiten.

Ferner können Zuluft-Radiatoren den einzelnen Filterkammern zuge­ ordnet werden, welche die Durchströmungs-Aktivität des betref­ fenden Filtermaterials mit Frischluft und damit die Abbaubarkeit der unerwünschten organischen Stoffe durch Sauerstoffzufuhr er­ höhen. Für den Fall schwankender Abluftzusammensetzungen ergibt sich die Möglichkeit, schwach belastete Abluft beispielsweise durch die Seitenwände der Filterkammern in die darin befindlichen Luftzwischenräume einzugeben, so daß die Vorrichtung doppelt funktioniert. Dies kann erforderlich sein, wenn im Hinblick auf wachsende Abluftkapazität die Vorrichtung übergroß ausgelegt werden muß.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet eine umweltfreundliche Möglichkeit zur Reinigung von Abluft und insbesondere zum Ent­ fernen organischer Stoffe aus derartiger Abluft. Die Abluftreini­ gung ist preisgünstig und mit natürlichen Mitteln, d. h. also biologisch, möglich. Konstruktionsweise und Funktionsprinzip sind derart aufeinander abgestimmt, daß durch Nährstoffe für Bakterien deren Lebensfähigkeit erhalten werden kann. Selbst bei nur perio­ dischen Anfall von Abgasen mit größeren Stillstandszeiten kann die Lebensfähigkeit der eingesetzten Bakterien gewährleistet werden.

Stark und übermäßig belastete Rauchgase können durch Vorbehand­ lung derart vorbereitet werden, daß ein Absterben der Bakterien verhindert wird und sich Bakterienstämme bilden, die gegen die Verschmutzungskonzentrationen der Abluft resistent sind.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum Entfernen organischer Stoffe aus Abluft dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Schema einer Anlage, in welche diese Vorrichtung ein­ gebaut ist, und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem aus einzelnen turmartig überein­ ander gesetzten Filterkammern bestehenden Filterturm.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt einen im Baukastensys­ tem aufgebauten Filterturm (1) für Abluft, einen Vorwäscher (2) für die zu filternde Abluft und eine Aufbereitungseinrichtung (3) für das im Filterturm (1) und im Vorwäscher (2) benutzte Wasch­ wasser.

Der Filterturm (1) weist eine fußartige Unterkonstruktion (4) auf, die auf einem in der Zeichnung nur angedeuteten Betonsockel (5) installiert ist.

Auf der Unterkonstruktion (4) ist eine Einlaßkammer (6) für die zu behandelnde Abluft angeordnet, welche an einer Seite einen Einlaßstutzen (7) hat, der über ein Rohr (8) an den Vorwäscher (2) angeschlossen ist. Die Einlaßkammer (6) ist auch als Auf­ fangbehälter für Waschwasser (9) ausgebildet und am unteren Ende mit einem Ablaßstutzen (10) für das aufgefangene Wasser ver­ sehen. Ein Niveauregler (11) steuert über eine elektrische Ver­ bindung (12) ein Ablaßventil (13) für das Waschwasser. Dieses Ablaßventil (13) ist über eine Ablaufleistung (14) an den Einlauf (15) eines Absetzbeckens (16) angeschlossen. In diesem Absetz­ becken (16) werden im Waschwasser enthaltene Schwebstoffe abge­ sondert. Das so von Schwebstoffen befreite Waschwasser kann durch einen Überlauf (17) und eine Leitung (18) in ein Waschwasserbec­ ken (19) ablaufen.

Die im Absetzbecken (16) abgeschiedenen Schwebstoffe werden über von Zeit zu Zeit zu öffnende Ablaßventile (20) und eine Leitung (21) einer Filterpresse (22) zugeführt. Zu diesem Zweck ist in die Leitung (21) eine Pumpe (23) eingebaut. In der Filterpresse (22) abgepreßtes Waschwasser wird durch eine Leitung (24) in den Einlauf (15) des Absetzbeckens (16) zugeführt.

Der Vorwäscher (2) weist ein Zufuhrrohr (25) für zu reinigende Abluft, ein Venturi (26) und einen Wäscher (27) auf. Der Wäscher enthält beim dargestellten Ausführungsbeispiel (2) Waschwasser­ sprüheinrichtungen (28), die über eine Zulaufleitung (29) mit engebauter Pumpe (30) mit Waschwasser aus dem Waschwasserbecken (19) versorgt werden können. Eine an den Wäscher (27) angeschlos­ sene Ablaufleitung (31) für Waschwasser ist an die Ablaufleitung (14) der Einlaßkammer (6) und damit an den Einlauf (15) des Ab­ setzbeckens (16) angeschlossen.

Innerhalb des Absetzbeckens (16) verhindern senkrechte Prallwän­ de (32) ein Aufwirbeln der im Absetzbecken abgesetzten Schweb­ stoffe durch zulaufendes Wasser und einen unmittelbaren Zustrom von Schwebstoff enthaltendem Waschwasser zum Überlauf (17).

Das Waschwasserbecken (19) ist mit einem Frischwasserzulauf (33) und einem Überlauf (34) versehen, der unmittelbar in den öffent­ lichen Kanal führen kann, da sich im Waschwasserbecken (19) nur sauberes Waschwasser befindet. Eine Niveausteuerung (35) kann für die Einhaltung eines bestimmten Waschwasserpegels sorgen.

Auf die Zulaufkammer (6) des Filterturmes (1) sind im Baukasten­ system mehrere Filterkammern (36) aufgebaut, die nacheinander von der Abluft durchströmt werden, welche ein Filterturm (1) schließ­ lich durch einen am oberen Ende befindlichen Stutzen (37), der ins Freie führt, gereinigt verläßt. Beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel umfaßt der Filterturm (1) insgesamt sechs Filter­ kammern (36), deren Einzelheiten in Verbindung mit Fig. 2 weiter unten erläutert werden, jedoch ist deren Anzahl dem je­ weiligen Anwendungszweck entsprechend variabel.

Jeder Filterkammer (36) ist eine Sprüheinrichtung (38) zur Zu­ fuhr von Waschwasser aus dem Waschwasserbecken (19) zugeordnet. Zu diesem Zweck ist inner- oder außerhalb des Filterturmes (1) eine Zufuhrleitung (39) mit eingebauter Pumpe (40) angeordnet, die vom Waschwasserbecken (19) zu den einzelnen Sprüheinrich­ tungen führt, welche Zweigleitungen dieser Zufuhrleitung (39) bilden.

Jede Sprüheinrichtung (38) ist mit einem Regelventil (41) verse­ hen, das entweder von Hand oder auch über einen der betreffenden Filterkammer (36) zugeordneten, in der Zeichnung aber nicht dar­ gestellten Feuchtigkeitsfühler gesteuert werden kann um zu ge­ währleisten, daß das in der betreffenden Filterkammer (36) be­ findliche Filtermedium stets die richtige Feuchtigkeit aufweist. Überschüssiges Waschwasser läuft in die Einlaßkammer (6) und das dort gesammelte Waschwasser (9), das von Zeit zu Zeit, wie oben angegeben, abgelassen wird.

Jede Filterkammer (36) kann eine schräg bzw. diagonal verlaufende Trennwand (42) enthalten, deren Zweck in Verbindung mit Fig. 2 weiter unten erläutert wird.

In Fig. 2 ist im einzelnen erkennbar, wie die aufeinandergesetz­ ten Filterkammern (36) des Filterturmes (1) ausgebildet sein können.

Die Einlaßkammer (6) enthält einen unteren Abscheideabschnitt (6 a) und einen oberen Stauabschnitt (6 b), die durch eine undurch­ lässige horizontale Trennwand (43) voneinander getrennt sind. Die Trennwand (43) erstreckt sich von dem den Einlaßstutzen (7) ent­ haltenden Ende der Einlaßkammer (6) zur gegenüberliegenden Wand dieser Kammer, endet jedoch in einem Abstand von dieser Wand, so daß eine Durchgangsöffnung (44) an dem Gaseinlaß gegenüberlie­ genden Ende der Einlaßkammer (6) vorhanden ist, durch den die zu reinigende Abluft nach oben übertreten und hochströmen kann, nachdem vom Wäscher mitgerissenes Waschwasser im unteren Kammer­ abschnitt (6 a) abgeschieden worden ist.

Jede Filterkammer (36) ist mit einem Lochboden (45) versehen, der als Lochplatte oder auch als feines Gitter oder feiner Rost aus­ gebildet ist und dem Durchstrom der zu reinigenden Luft keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzt, jedoch das in der betref­ fenden Filterkammer befindliche Filtermedium nicht durchfallen läßt.

Am oberen Ende jeder Filterkammer (36) kann ein ähnlicher Loch­ boden (46) vorgesehen werden, wenngleich ein derartiger Lochbo­ den nicht unbedingt erforderlich ist.

Zwischen den einzelnen Filterkammern (36) ist jeweils ein bei­ spielsweise aus Holzbohlen bestehender rechteckiger Rahmen (47) vorgesehen, der die Filterkammern (36) im Abstand übereinander hält, so daß zwischen den einzelnen Filterkammern jeweils ein Hohlraum (48) verbleibt, den die zu reinigende Abluft durchströmen kann, ohne seitlich entweichen zu können. In diese Hohlräume (48) ragen die Sprüheinrichtungen (38) hinein. Außerdem können diese Hohlräume auch noch für andere Zwecke genutzt werden, wie nach­ stehend erläutert ist.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Trennwand (42) der jeweiligen Filterkammer (36) einen mittleren geneigt verlaufenden Abschnitt (42 a) und zwei senkrechte äußere Abschnitte (42 b und 42 c) auf­ weisen kann. Die beidseits dieser Trennwand (42) befindlichen Hohlräume (49 und 50) können mit gleichen oder auch unterschied­ lichen Filtermaterialien gefüllt werden, wobei die Trennwand (42) für diese Filterartmaterialien undurchlässig, jedoch für die zu reinigende Abluft durchlässig sein kann. Beispielsweise wird in der untersten Filterkammer (36) grobes Filtermaterial angeordnet, während in den darüberliegenden Filterkammern anderes Filtermate­ rial eingesetzt wird, beispielsweise Kohle, Holz und dgl. Es können also weitgehend natürliche Filtermaterialien eingesetzt werden, die für eine biologische Reinigung der Abgase geeignet sind und den Nährboden für Bakterienstämme bilden können, deren Wachstum und Lebensfähigkeit durch das zuzuführende Waschwasser, wie oben erläuert, gewährleistet ist.

Jede Filterkammer (36) ist an den gegenüberliegenden Enden mit jeweils einer Verschlußklappe (51) versehen, die z. B. über einen Seilzug (52) geöffnet werden kann. Die Verschlußklappe (51) ist um ein an ihrem unteren Ende vorgesehenes Scharnier (53) ver­ schwenkbar, so daß sie um wenigstens 180 Grad nach unten abge­ klappt werden kann.

Als Auflage für die geöffneten Verschlußklappen (51) kann man Balken (54) vorsehen, die in den Rahmen (47) zwischen den einzelnen Filterkammern (36) eingesteckt werden können und eine horizontale Auflage für jeweils eine Verschlußklappe (51) bilden. Am äußeren Ende wenigstens einem dieser Balken können Umlenkrol­ len (55) für den Seilzug (52) angeordnet sein.

Die Seilzüge (52) können in nicht näher dargestellter Weise von einer zentralen Stelle, beispielsweise am oberen Ende des Fil­ terturmes (1), gesteuert und betätigt werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Entfernen organischer Stoffe aus Abluft, mit einem Filtermaterial enthaltenden Gehäuse, das einen Einlaß und einen oder mehrere Auslässe für Abluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mehrere in Reihe geschaltete einzelne Kammern (36) auf­ weist oder ganze Anlagen in Kaskade geschaltet werden, die kontinuierlich oder stoßweise von der zu reinigenden Abluft zu durchströmen sind und wenigstens teilweise eine Füllung aus Filter- oder Adsorbtions- oder Absorbtionsmaterial und eine Zufuhreinrichtung (38) für Nährstoff-Flüssigkeit wie angereichertes Wasser enthalten. Außerdem ist im Behälter eine Wasch- und Konditioniekammer angeordnet, die Rohgas wäscht und konditioniert, damit gute Vorbedingungen geschafft werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kammern (36) wenigstens teilweise deren Durchstrom­ querschnitt verändernde Trennwände (42) enthalten oder Schi­ kanen eingebaut werden können, die Fremdluft zuführen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkammern (36) seitlich, oben und unten Schließ­ klappen (51) aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Filterkammer (36) einen Öffnungen enthal­ tenden Boden (45), Sieb- oder Lochboden aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Filterkammer (36) am oberen Ende mit der Besprüh- und Anfeuchte- bzw. Wäschereinrichtung (38) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie turmförmig mit übereinander oder nebenein­ ander angeordneten Kammern (36) gleichen oder verschiedenen Grundrisse ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammern (36) im Baukastenprinzip in variab­ ler Anzahl aufeinander- oder aneinanderzusetzen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der aus den einzelnen Kammern (36) aufgebaute Turm (1) am oberen Ende die Luftauslaßöffnung (37) und am unteren Ende die Lufteinlaßöffnung (7) und eine Drainageöff­ nung (10) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Kammer (6) an einer Seite wenigstens eine Luftein­ laßöffnung (7) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Lufteinlaßöffnungen (7) ein Wäscher (2) vorgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste oder unterste Kammer (6) als Abschei­ der mit eingebauter Trennwand (43) und einer unter dieser an­ geordneten Drainageeinrichtung (10) ausgebildet ist.