DE3811165A1

DE3811165A1 - Traegerelement als aufwuchsflaeche fuer biomasse

Info

Publication number: DE3811165A1
Application number: DE19883811165
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Morper; Rainer Dipl Ing Schoenberger
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-19
Also published as: CN1017795B; CN1045961A

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement als Aufwuchsfläche für Biomasse.

Bei Verfahren bzw. Anlagen zur biologischen Abwasserbehandlung oder Abgasreinigung werden vielfach Trägerelemente eingesetzt, die z.B. in einem Festbettreaktor eine Festkörperschüttung bilden. Die Festkörperschüttung wird je nach Reaktortyp von oben nach unten bzw. von unten nach oben vom Abwasser bzw. Abgas durchströmt. Auf den Trägerelementen ist aktive Biomasse angesiedelt, die unerwünschte Substanzen aus dem Abwasser bzw. Abgas durch Einbau in die Zellsubstanz und/oder Umwandlung in unproblematischere Stoffe entfernt. Durch die Ansiedlung der Biomasse auf den Trägerelementen wird eine hohe Biomassekonzentration im Reaktor und damit eine hohe Reinigungsleistung erreicht.

Üblicherweise werden als Trägerelemente verschiedene Formen, z.B. Ringe, Würfel, Gitter etc., aus Kunststoff, GIas, Keramik und anderen synthetisch hergestellten Materialien verwendet.

Diese Trägerelemente besitzen jedoch aufgrund aufwendiger Herstellungsverfahren bzw. kostbarer Rohstoffe einen hohen Beschaffungspreis.

Andere, einfachere Trägermaterialien, z.B. Lavaschlacke etc., weisen ein großes Totraumvolumen bzw. eine geringere spezifische Oberfläche auf und erfordern daher Reaktoren mit großen Bauvolumina.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches, stabiles und kostengünstiges Trägerelement als Aufwuchsfläche für Biomasse bereitzustellen, das die genannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Trägerelement aus einer Bambusscheibe oder einem Bambusring besteht.

Bambus kommt in tropischen Ländern natürlich vor und steht daher kostengünstig zur Verfügung. Die Bambusringe bzw. -scheiben weisen eine hohe mechanische Stabilität auf und können in Festbettreaktoren als preiswerte Festkörperschüttung eingesetzt werden.

Zweckmäßigerweise wird das Trägerelement aus einem Bambusrohr durch Abschneiden eines Abschnittes senkrecht zur Längsachse des Bambusrohres gewonnen. Da das Trägerelement auf diese Weise ohne großen technischen Aufwand aus natürlich vorkommenden Rohstoffen hergestellt wird, stellt es vor allem in tropischen Ländern einen preisgünstigen Ersatz für die herkömmlichen synthetischen Trägermaterialien dar. Das Träger element ist stabil und nicht kompressibel, so daß Festbettschüttungen mit beliebiger Bauhöhe möglich sind. Die Entsorgung von unbrauchbar gewordenen Trägerelementen ist wegen seiner natürlichen Herkunft problemlos.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Trägerelement einen Außendurchmesser von ca. 2 bis 15 cm, vorzugsweise ca. 3 bis ca. 8 cm. Beim Einsatz von Bambusrohren bzw. -scheiben mit diesen Außendurchmessern ist eine ausreichende Durchlässigkeit für das Abwasser bzw. Abgas gewährleistet. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, daß die Bambusscheiben bzw. -ringe eine Zylinderhöhe von ca. 0,4 bis ca. 10 cm, vorzugsweise ca. 0,5 bis ca. 8 cm, besitzen.

Besonders günstige Eigenschaften ergeben sich, wenn Außendurchmesser und Zylinderhöhe der Bambusscheiben bzw. -ringe so aufeinander abgestimmt sind, daß sie in einem Verhältnis zueinander von 2:1 bis 20:1, vorzugsweise 3:1 bis 10:1, stehen. Werden derartige Bambusscheiben bzw. -ringe zu einer Festkörperschüttung in einem Reaktor aufgeschüttet, so bildet sich ein Festbett mit flachliegenden Trägerelementen, wodurch die Durchströmung des Festbettes mit Abwasser und/oder Abgas erleichtert ist.

Das aus den erfindungsgemäßen Trägerelementen gebildete Festbett weist ein Gewicht von ca. 190 bis 400 kg/m³, vorzugsweise 200 bis 300 kg/m³ sowie einen Hohlraumanteil von 60 bis 85%, vorzugsweise 70 bis 80% auf.

Die Trägerelemente können bei allen denkbaren Festbettreaktoren zum Einsatz kommen. Aber auch die Verwendung in Kühltürmen ist möglich. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Trägerelemente für Festbettschüttungen in Anaerobreaktoren zur Abwasserreinigung. In diesen Reaktoren werden vor allem organische Abwasserinhaltsstoffe aufgrund der Stoffelwechseltätigkeit der auf den Trägerelementen fixierten Mikroorganismen in Biogas umgewandelt. Die Bambusringe ermöglichen dabei sowohl dem Abwassser als auch dem gebildeten Biogas eine ungehinderte Durchströmung. Ferner können die erfindungsgemäßen Trägerelemente auch für einen aeroben biologischen Abbau von Abwasserinhaltsstoffen in Tropfkörpern verwendet werden. Auch ein Einsatz zur biologischen Reinigung von Abgas ist möglich. Hierzu wird das Abgas z.B. durch eine aus den Bambusringen bzw. -scheiben bestehende Festbettschüttung hindurchgeleitet. Das Festbett wird dabei vorzugsweise mit Wasser benetzt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Aus den in tropischen Regionen natürlich vorkommenden Bambusrohren werden durch Abschneiden von Abschnitten senkrecht zur Längsachse Bambusringe gewonnen. Es entstehen so zylinderförmige Trägerelemente, deren Außendurchmesser vorzugsweise deutlich größer ist als die Zylinderhöhe. Die Abmessungen der Rohrabschnitte werden dabei so gewählt, daß die Bambusringe einen Außendurchmesser von 3 bis 8 cm und eine Zylinderhöhe von 0,5 bis 2 cm aufweisen. Das Verhältnis von Außendurchmesser zu Zylinderhöhe der einzelnen Bambusringe beträgt 3:1 bis 10:1. Die so erhaltenen Trägerelemente werden in einem Festbettreaktor zu einer Höhe von 2 m auf geschüttet. Es bildet sich so eine Festbettschüttung mit flachliegenden Bambusringen. Das Festbett weist ein Gewicht von 250 kg/m³ und einen Hohlraumanteil von 75% auf.

Der so ausgestattete Festbettreaktor wird zur anaeroben biologischen Abwasserreinigung verwendet. Der Reaktor wird von unten nach oben vom Abwasser durchströmt. Die auf den Bambusringen fixierten Mikroorganismen wandeln die organischen Abwasserinhaltsstoffe in Biogas, d.h. hauptsächlich in Methan und Kohlendioxid, um. Das aus den flachliegenden Bambusringen bestehende Festbett erleichtert einerseits die Durchströmung mit Abwasser und Biogas, andererseits gewährleistet es eine hohe Biomassekonzentration im Reaktor und damit eine hohe Reinigungsleistung.

Claims

1. Trägerelement als Aufwuchsfläche für Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Bambusscheibe oder einem Bambusring besteht.

2. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Bambusrohr durch Abschneiden eines Abschnittes senkrecht zur Längsachse des Bambusrohres gewonnen wurde.

3. Trägerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Außendurchmesser von ca. 2 bis ca. 15 cm besitzt.

4. Trägerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zylinderhöhe von ca. 0,4 bis ca. 10 cm besitzt.

5. Trägerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Außendurchmesser und eine Zylinderhöhe aufweist, die im Verhältnis 2:1 bis 20:1 stehen.