DE4102167A1 - Verfahren zur biologischen behandlung von abgasen und einrichtung zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Behandlung von Abgasen, insbesondere solchen Abgasen, die Kohlenstoffpartikel oder sonstigen Feinstaub enthalten, wobei die Abgase zunächst angefeuchtet und dann durch ein biologisches Filtermaterial enthaltendes Filterbett hin­ durchgeleitet werden.

Es ist bereits bekannt, mit Hilfe von Mikroorganismen, die sich in einem biologischen Filter oder in einem bio­ logischen Beet befinden, bestimmte chemische Bestandteile eines gasförmigen Produktes abzubauen oder so zu ver­ ändern, daß sie ihre störenden Eigenschaften, wie Ge­ ruchsbelästigung, Toxizität und dgl., verlieren.

Gegenüber chemischen Verfahren und katalytischen Ver­ fahren, die ebenfalls eingesetzt werden können, hat dieses biologische Verfahren Vorteile: Zum einen entfällt der bei einem katalytischen Verfahren notwendige Energieverbrauch, der dadurch anfällt, daß die Gase zur katalytischen Reaktion auf eine erhöhte Temperatur von einigen 100° gebracht werden müssen, wobei ein derartiger Energie­ verbrauch letztlich eine Umweltbelastung darstellt, da diese Energie zunächsteinmal erzeugt werden muß und dabei andere schädliche Abgase erzeugt werden. Bei der chemischen Behandlung von Abgasen gibt es die Nachteile, daß zum einen chemische Ausgangsstoffe zur Verfügung gestellt werden müssen, und daß nach der chemischen Reaktion mit den Abgasen entsprechende andere chemische Endstoffe entstehen, die wiederum u. U. Probleme bei ihrer Beseitigung verursachen können.

Demgegenüber hat die biologische Behandlung von Abgasen den Vorteil, daß mit verhältnismäßig geringem Energie­ aufwand die Behandlung erfolgt, und daß die für die Behandlung benötigten Ausgangsmaterialien (wie die Bio­ masse, die mit den Mikroorganismen dotiert ist, des­ weiteren ggf. Wasser zur Anfeuchtung der Biomasse) ver­ hältnismäßig preiswert und umweltverträglich sind, genauso wie die am Ende des Prozesses anfallenden Abfallstoffe (verbrauchte Biomasse) in erheblich einfacherer Weise beseitigt oder auch sogar wiederverwendet werden können.

In bestimmten Fällen hat das biologische Verfahren, wie es bisher ausgeführt worden ist, jedoch noch Nachteile, insbesondere dann, wenn in dem zu behandelnden Gas Kohlen­ stoffpartikel oder sonstige Feinstaubteilchen enthalten sind, wie es beispielsweise bei der Verbrennung von festem Brennmaterial in einem Ofen auftreten kann. Derartige Öfen können Heizöfen sein, wie sie beispielsweise im Privat­ haushalt angewendet werden, oder aber auch in der Industrie, wo bei bestimmten Verfahrensabläufen Abgase entstehen, die nicht nur geruchsbelästigende oder sogar schleimhautreizende Gasbestandteile haben, sondern auch Feinstaub- und Kohlenstoffpartikel enthalten, die mit dem Abgas bei dem Abziehen aus dem Ofen mitgerissen werden. Ein solcher Fall ist der Trocknungsofen, der bei der Herstellung von kunststoffbeschichteten Feindrähten eingesetzt wird, wobei ein dünner Kupferdraht mit einem bestimmten Lack beschichtet und anschließend durch den Trocknungsofen mit mehreren 100° Trocknungstemperatur geführt wird, ggf. auch mehrfach, in welchem Trocknungs­ ofen das beim Trocknungsvorgang entstehende Gas als Abgas anfällt und beseitigt werden muß.

Bisher wurden diese Abgase entweder über hohe Schornsteine entsorgt, oder aber mittels eines Katalyseverfahrens unter Anwendung eines Katalysators und gleichzeitiger Erhitzung des Abgases die störenden Bestandteile beseitigt. Diese bisher verwendeten Verfahrensweisen sind entweder direkt stark umweltbelastend, oder aber auch infolge Energie- und Materialverbrauchs zumindest indirekt umweltbelastend und im letzteren Falle auch kostenintensiv.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Beseitigung der so entstandenen Abgase unter Verwendung des eingangs ge­ schilderten biologischen Behandlungsverfahrens durchzu­ führen, und zwar in der Weise, daß die in dem Abgas enthaltenen Kohlenstoff- und Feinstaubpartikel keine Verfahrensprobleme verursachen, wie sie dadurch denkbar wären, daß sie das Filtermaterial oder die Luftbefeuch­ tungseinrichtung beladen und dabei deren Funktion nach einer gewissen Zeit beeinträchtigen.

Des weiteren soll auch eine Einrichtung geschaffen werden, mit der das oben geschilderte Verfahren auf möglichst rationelle Weise und mit möglichst wenig Aufwand durchge­ führt werden kann.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch, daß die Feinstaub- und/oder Kohlen­ stoffpartikel enthaltenden Abgase zunächst durch einen Staubfilter hindurchgeführt werden, bevor die Abgase angefeuchtet bzw. (wenn die Abgase bereits ausreichende Feuchtigkeit besitzen) dem biologischen Filterbett zuge­ führt werden.

Durch diese Maßnahme wird auf einfache Weise erreicht, daß die in dem Abgas enthaltenen Kohlenstoffpartikel und sonstige Feinstaubpartikel abgeschieden werden, bevor sie in dem weiteren Verfahrensablauf störend in Erscheinung treten können.

Insbesondere entfällt jetzt die bisher vom Erfinder beobachtete Störung in der Verfahrensstufe des An­ feuchtens, in welcher Verfahrensstufe die zur Anfeuchtung vorgesehenen Einrichtungen starken Verschmutzungser­ scheinungen ausgesetzt waren. Des weiteren wird auch verhindert, daß ggf. noch über die Anfeuchtungsverfahrens­ stufe hinausgelangende Kohlenstoffpartikel oder Feinstaub­ partikel in die Bio-Filtermaterialien gelangen und dort abgelagert werden, wodurch deren Funktion nach relativ kurzer Zeit beeinträchtigt oder ganz unterbunden werden könnte.

Meist ist es günstig, die Abgase mit Unterdruck an ihrem Entstehungsort abzusaugen. In diesem Falle ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, den Unterdruck durch ein Sauggebläse zu erzeugen, das strömungsmäßig hinter dem Staubfilter angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß das Sauggebläse ebenfalls von der Ablagerung von störendem Staub und Kohlenstoffpartikeln freigehalten wird.

Die Gasanfeuchtung wird zweckmäßigerweise in einer Kammer erfolgen, in der ein Wassersprühstrahl gegen die Gas­ strömung gerichtet ist, wobei gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung vor der Kammer Gasströmungs- Leitplatten den eintretenden Gasstrom auf den Stromquer­ schnitt bzw. dem Wasserstrahlquerschnitt der Kammer verteilen, um so eine möglichst gleichmäßige Feuchte zu erlangen, und wobei hinter dem Wassersprühstrahl in einem vertikal nach oben gerichteten Beruhigungsraum ggf. mitgerissene großtropfige Flüssigkeit abgeschieden und in einem in der Kammer angeordneten Sumpf gesammelt wird, was den Vorteil hat, daß nicht durch mitgerissene großtropfige Flüssigkeit wiederum eine zu starke Anfeuchtung oder gar Verseuchung des biologischen Filterbettes erfolgt.

Die Sammlung in einem Sumpf hat den Vorteil, daß keine schädlichen oder zumindest störenden Flüssigkeiten nach draußen gelangen, vielmehr kann die in dem Sumpf ge­ sammelte Flüssigkeit zusammen mit der überschüssigen Sprühflüssigkeit gesammelt und dann der Sprühdüse unter Zusatz von Frischwasser zum Ausgleich verbrauchter Flüssigkeit wieder zugeführt werden. Auf diese Weise entsteht ein Kreislauf, in dem das überschüssige Flüssig­ keitsmaterial stets erneut verwendet wird.

Aus biologischen Gründen ist das biologische Beet oder der biologische Filter auf einer möglichst gleichförmigen Feuchtigkeitsstufe zu halten, um so die Arbeit der Mikro­ organismen auf optimalem Stand zu halten. Aus diesem Grunde ist es günstig, wenn gemäß einer noch anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß biologische Filter durch natürliche oder auch künstliche Beregnung, wie Besprühen mit Wasser, feucht gehalten wird. Das Vorhandensein ausreichender Feuchtigkeit könnte z. B. durch Messung des elektrischen Durchgangswiderstandes durch die Filtermasse festgestellt werden, wobei bei größeren Abweichungen (Erhöhung des Widerstandes) mittels einer automatischen Sprüheinrichtung oder durch Ver­ änderung der Abdeckung gegenüber natürlichem Regen die Feuchtigkeit wieder erhöht werden könnte.

Aus der biologischen Filtermasse austretende Flüssigkeit, beispielsweise bei zu starker Berieselung oder zu starkem Zutritt von Feuchtigkeit durch die feuchte Gasmenge kann aus der Filtermasse Flüssigkeit auch austreten. Zweck­ mäßigerweise wird diese gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens in einem zweiten Sumpf gesammelt und von dort erneut zur Beregnung oder zur Gasbefeuchtung zurück­ geführt.

Die Aufgabenlösung hinsichtlich der Einrichtung wird erreicht durch eine Einrichtung zur biologischen Be­ handlung von Abgasen, bestehend aus einer Kammer, in die das Abgas gegen einen Sprühstrahl aus einer Anfeuchtungs­ flüssigkeit, wie Wasser, mittels eines Gebläses einge­ blasen und einer der Kammer über ein Gasrohr oder Gaskanal nachgeschalteten biologischen Filterbett zugeführt wird, in dem durch Mikroorganismen störende, insbesondere stark riechende Bestandteile der Abgase biologisch abgebaut werden, wobei die Erfindung insbesondere darin besteht, daß vor dem Gebläse ein Feinstaubfilter angeordnet ist, der Feinstaub und Kohlenstoffpartikel ausfiltert. Es kann auch eine Meßeinrichtung für den Gasdruck vor und/oder hinter dem Filter zur Feststellung der Filterbeladung vorgesehen sein, um so rechtzeitig die Funktion eines sich langsam zusetzenden Filters wieder herzustellen, bei­ spielsweise durch Erneuerung oder Säuberung von Filter­ matten.

Günstig ist es auch, wenn das Filterbett aus einer Wanne mit einem Boden oder einem Siebboden besteht, mit unter­ halb des Siebbodens angeordneten Gaszuführräumen, einem Abfluß oder Sumpf für abgeschiedene Flüssigkeit und einer Filterbettfüllung mit biologisch wirksamer Filtermasse, die beispielsweise aus mit Mikroorganismen dotierter feuchter Erde bestehen kann.

Konstruktiv günstig ist es, wenn die Wanne und der Gas­ zuführraum einstückig aus Stahlblech, verputztem Mauerwerk oder aus Beton, insbesondere aus Stahlbeton geformt sind und auf der zur Filtermasse bzw. zum Gas zugewandten Fläche eine von dem Gas und/oder der Biomasse nicht angreifbare Kunststoffschicht oder Kunststoffolie auf­ gebracht ist. Insbesondere sind Wannenbodenfläche, Wannen­ wandflächen, Rinnenboden und Auflagerfalze (jeweils Teile der Wanne) beschichtet, und zwar vorzugsweise mit säure­ fester Kunststoffmasse.

Es hat sich ergeben, daß die zur Wanneninnenseite weisen­ den Betonteile zur noch besseren Abdichtung mit einer durch Glas- oder Kohlefasergewebe verstärkten Kunst­ stoffschicht abgedeckt sein sollten, wobei die Schicht auch laminatartig ist, vorzugsweise mit zumindest zwei Glasgewebeschichten versehen ist.

Die Wanne kann auch aus einer die Bodenfläche bildenden Bodenplatte (Belüftungsplatte), einem die Wände bildenden, runden oder mehrkantigen, wie rechteckigen Ring und einem trichterartig schräg nach außen weisenden oberen Ringrand versehen sein, wobei zumindest ein Teil des Randes mit einer schrägen Auslauffläche versehen ist, wobei zwischen den einzelnen Teilen sich Dehnungsfugen befinden, die mit elastischer, säurefester Dichtmasse, wie Silicon-Kaut­ schukmasse gefüllt und abgedichtet sind. Diese Kon­ struktion ist besonders bei größeren Anlagen von Vorteil, wenn damit zu rechnen ist, daß es durch Wärmedehnungen unterschiedlichen Ausmaßes in dem Wannenmaterial zu ungewünschten Rißbildungen kommt.

Die schon erwähnte Siebschicht ist vorzugsweise aus Steinplatten ausgebildet, mit langgestreckten, nicht gradlinig ausgebildeten Durchbrüchen, die aufgrund ihrer Nichtgradlinigkeit und ihrer Enge, beispielsweise nur wenige Millimeter breit, ein Durchfallen der Biomasse verhindern, andererseits aber ausreichenden Gasdurch­ trittsraum bieten, um einen nur geringen Druckabfall während des Durchströmens für das zu behandelnde Gas verursachen.

Die Wanne wird üblicherweise im Freien angeordnet sein, so daß es zweckmäßig ist, diese mit einer Abdeckhaube zu versehen, wobei diese Abdeckhaube zweckmäßigerweise seitlich offen ist. Diese Abdeckhaube kann aus Einzel­ platten bestehen, die in (variablen) Abstand zueinander angeordnet sind, um einen Teil des natürlichen Nieder­ schlages (Regen, Schnee) als Biomassenbefeuchtungsmittel zuzulassen.

Die Abdeckhaube kann auch ganz oder teilweise lichtdurch­ lässige Bereiche aufweisen, um natürliches Licht auf die Biomasse zuzulassen, was bei bestimmten Mikroorganismen von Vorteil ist.

Unterhalb oder auch oberhalb dieser Abdeckhaube kann eine Sprüheinrichtung zur vom Regen unabhängigen Anfeuchtung der Biomasse oder Filterkompost vorgesehen sein, welche Sprüheinrichtung mit Regen- oder Leitungswasser und/oder mit im Sumpf des Filterbetts sich sammelnder Flüssigkeit gespeist werden kann.

Im übrigen kann diese im Sumpf des Filterbetts sich sammelnde Flüssigkeit auch dazu verwendet werden, in der Sprüheinrichtung (zusammen mit ggf. Frischwasser oder ähnlichem) zur Gasbefeuchtung herangezogen zu werden.

Aus strömungstechnischen Gründen und Konstruktionsver­ einfachungsgründen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Filterbett zweiteilig ist und die übrigen Teile der Einrichtung zwischen diesen Teilen angeordnet sind. Dadurch ergeben sich sehr kurze Gas- und Rückflußwege vom Filterbettunterteil zu den übrigen Einrichtungen, mit denen die biologische Behandlung des Abgases erfolgt. Aus praktikabilitätsgründen kann es zudem zweckmäßig sein, wenn die Filterbettkonstruktion einschließlich der Neigungen der Abdeckung und des Wannenbodens zur zwischen diesen beiden Filterbetteilen angeordneten Einrichtung symmetrisch ist. Dadurch können viele der benötigten Konstruktionsteile, die für die beiden Teilbereiche notwendig sind, identisch aufgebaut werden.

Für die hier im Mittelpunkt stehende Anwendung bei der Be­ seitigung von fabrikmäßig entstehenden Abgasen ist eine größere Anlage von Vorteil, die einen Durchsatz von mehreren tausend cm³ pro Stunde ermöglicht.

Denkbar sind jedoch auch Anwendungsfälle, bei denen Abgase beseitigt werden, wie beispielsweise in Ein- oder Mehr­ familienhäusern oder im Gastgewerbe entstehen, beispiels­ weise sei an Küchenabgase, Entlüftungsabgase von Klima­ einrichtungen eines Hauses, Abgase von Heizungsanlagen und ähnliches gedacht. Dort wird man die Anlage kleiner halten können, da die pro Stunde anfallende Abgasmenge ent­ sprechend niedriger liegen wird. Aufgrund der an sich sehr einfachen Aufbauweise, wie sie erfindungsgemäß möglich ist, sind die Investitionskosten tragbar, zumal die laufenden Kosten praktisch sich auf die Stromkosten für die Luftabsaugeinrichtung sowie für die Gasanfeuchtungs­ sprüheinrichtung beschränken.

Den Austausch des Biobeetes wird man nur in mehrmonatigen oder mehrjährigen Abstand durchführen müssen, je nach Anfall und Art der Abgase.

Schließlich ist ein Filterwechsel oder eine Filter­ säuberung hinsichtlich des Staubfilters zweckmäßig, was je nach Filtertyp auch in größeren Abständen nur notwendig ist und bei dem auch Automatisierungseinrichtungen vor­ gesehen werden können, mit denen die Filtersäuberung in bestimmten festgelegten Abständen automatisch, beispiels­ weise durch Rückspülen mit einem Rückspülgasstrom, er­ folgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dar­ gestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Verfahrensweise;

Fig. 2 den schematischen Aufbau der Maschinenanlage der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht durch ein zugehöriges biologisch aufgebautes Filterbett;

Fig. 4 in einer Seitenansicht ein Fabrikgebäude mit daran angeschlossener praktischer Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Einrichtung (Blick auf das Biobeet mit Abdeckung);

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des wesentlichen Teils der Fig. 4; und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anlage gemäß Fig. 4 und 5 zur Erläuterung einer besonders günstigen symmetrischen Anordnung.

In Fig. 1 ist schematisch der Verfahrensablauf eines erfindungsgemäß ausgebildeten biologischen Behandlungs­ verfahrens von Abgasen dargestellt. Die Anlage, die das zu behandelnde Abgas erzeugt, ist mit 10 bezeichnet und kann einen Ofen darstellen, in dem beispielsweise Lackschichten auf einem Kupferdraht eingebrannt werden, bei welchem Vorgang Abgase frei werden, die beispielsweise stark riechende oder die Schleimhaut von Augen, Nase und Mund reizende Abgasbestandteile enthalten. Weitere Bestandteile sind bei bestimmten Arbeitsvorgängen auch Feinstaub­ partikel, insbesondere auch Kohlenstoffpartikel, wobei letzteres insbesondere bei der erwähnten Lackdrahtaus­ härtung entstehen.

Das soweit beschriebene Abgas gelangt über ein Rohr­ leitungssystem 12 zu einer Filtervorrichtung 14, in der die festen, mitgerissenen Feinstaub- und/oder Kohlen­ stoffpartikel aufgefangen werden. Es hat sich als zweck­ mäßig erwiesen, das Schwebstoffilter mit einer Porenweite von kleiner als 1 min auszustatten, so daß Schwebstoff­ teilchen, die einen Durchmesser von 1 min oder mehr auf­ weisen, aufgefangen werden. Der Transport in dem Rohr­ leitungssystem 12 wird zweckmäßigerweise dadurch bewerk­ stelligt, daß in dem Rohrleitungssystem ein Unterdruck aufrechterhalten wird, so daß evtl. Undichtigkeiten des Rohrleitungssystems nicht dazu führen können, daß Teile des Abgases austreten. Der Unterdruck wird bei der hier dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 1 durch ein Ventilatorgebläse 16 erzeugt, das auf der Eintrittsseite 18 Luft ansaugt und dadurch in dem vorliegenden Rohr­ leitungssystem 22 einen Unterdruck gegenüber der Um­ gebungsluft erzeugt, und am Ausgang 20 das angesaugte Gas mit Überdruck in ein weiteres Rohr 24 weitertransportiert. Das Rohr 22 kann einen Unterdruckmeßfühler 26 enthalten, mit dem die korrekte Arbeitsweise des Ventilators 16 wie auch die ausreichende Durchlässigkeit des Filters 14 überwacht werden kann, so daß bei langsam sich zusetzendem Filter, was zu einer Erhöhung des Unterdrucks an der Meßstelle 26 führen würde, ein Warnsignal abgegeben werden könnte, das Anlaß geben würde, das Filtersystem zu reinigen oder auszutauschen.

Über das Rohr 24 gelangt das nunmehr unter Überdruck stehende Gas in eine Wascheinrichtung 28, wo die mittels Führungsplatten 30 laminar auf den Kammer- oder Sprüh­ strahlquerschnitt verteilte Gasmenge einem in Gegenstrom sprühenden Flüssigkeitsstrahl 32 ausgesetzt wird. Bei dieser Gelegenheit werden noch evtl. vorhandene Reste von Staub und Feststoffpartikel an die Waschflüssigkeit gebunden, gleichzeitig wird aber auch das Abgas auf einen Wert von beispielsweise 98% relative Feuchte ange­ feuchtet, was für die spätere Behandlung von Vorteil ist.

Nicht verdunstete und von der Gasströmung nicht mit­ gerissene Sprühflüssigkeit wird in einem ersten Sumpf 34 gesammelt und gelangt dort in einem Kreislauf über ein Pumpensystem 36 erneut zur Sprühdüse, aus der der Sprüh­ strahl 32 austritt. Zur Flüssigkeitsergänzung dient eine Nachfülleitung 38, die mit einer Quelle für weitere Sprühflüssigkeit verbunden ist, beispielsweise mit einem Wasseranschluß 40 oder mit einem zweiten Sumpf 42, in dem aus dem noch zu beschreibenden Biobeet abgezogene Flüssig­ keit, Regenwasser oder sonstige Flüssigkeiten, die hier anfallen, gesammelt werden können.

Die durch den Sprühstrahl 32 gewaschene und angefeuchtete Abgasströmung steigt über ein Beruhigungsraumrohrstück nach oben, wodurch großtropfige, mitgerissene Sprüh­ flüssigkeit "abregnen" kann, und zwar wiederum in den Sumpf 34. Über die daran anschließende Leitung 46 gelangt somit im wesentlichen staubfreies, jedoch ein hohe relative Feuchtigkeit aufweisendes Abgas in das bio­ logische Filter 48, wo es über einen unterhalb einer bio­ logischen Filtermasse 50 angeordneten Kanal durch eine poröse Stützplatte hindurch in das vorzugsweise erdige und mit Mikroorganismen beladene Filtermaterial 50 eintritt und schließlich, befreit von den störenden Gasbestand­ teilen, an die freie Atmosphäre austritt, siehe Pfeil 56.

Überschüssige Feuchtigkeit, beispielsweise erzeugt durch natürlichen Niederschlag oder durch übermäßige, mit dem Gasstrom 46 mitgerissene Tröpfchen, fließen in Richtung der Schwerkraft durch die poröse Platte 54 in den Kanal 52, wo entsprechende Rinnen vorgesehen sind, die letztlich zu einem Rückführungskanal 58 führen, der in dem bereits beschriebenen zweiten Sumpf 42 münden kann.

In Fig. 2 ist in schematischer Darstellung ein Teil der Einrichtung zu erkennen, die dem Absaugen und Vorbehandeln des Abgases dient, bevor dieses dem biologischen Filter oder dem Biobeet zugeführt wird.

Mit 60 ist der Abschnitt bezeichnet, in dem das Rohr­ leitungssystem 12 angeordnet ist, das mehrere Zweige aufweisen kann, wobei jeweils ein Zweig zu einer Ent­ stehungsquelle für zu behandelndes Abgas führt. 60 kann somit eine Fabrikhalle sein, in der mehrere Trocknungs­ bzw. Brennöfen für (bei dem hier geschilderten besonderen Ausführungsbeispiel) lackierte Kupferdrähte angeordnet sind.

Das Rohrleitungssystem mündet in einem Raum 62, der als "Maschinenraum" bezeichnet werden kann, und ist dort an eine Filtereinrichtung 14 angeflanscht, in der in hier nicht näher interessierender Weise Feststoffe einer bestimmten Mindestgröße von beispielsweise 1 min auf­ gefangen werden, beispielsweise handelt es sich dabei um Kohlenstoffpartikel. Die Filtereinrichtung 14 ist an eine Sauggebläseanordnung 16 geführt, deren Ventilatorflügel von beispielsweise einem Elektromotor 64 in Drehung versetzt werden. Die aus dem Rohr 22 abgesaugten Gase gelangen unter Überdruck in ein Rohrleitungsstück 24, das über einen Trichter 66 mit Führungslamellen 38 einen im wesentlichen laminaren Gasstrom 70 erzeugt, der einem von einer Sprühdüse 68 ausgehenden Sprühstrahl 32 einer Anfeuchtungsflüssigkeit, wie Wasser, entgegengerichtet ist. Die Wascheinrichtung 28 bildet hier eine Kammer 72, die an ihrem Boden einen ersten Sumpf 34 bildet, in dem das überschüssige Sprühwasser, das auch aus dem Gas herausgespülte Bestandteile enthalten kann, wie restliche Feststoffpartikel und gelöstes Gas oder sonstige auch flüssige, vom Gas mitgerissene Bestandteile, aus welchem Sumpf 34 diese Flüssigkeit über ein Rohr 74 von einer Pumpe 36 abgezogen und in einem Kreislauf über eine Leitung 76 der Sprühdüse 68 wieder zugeführt wird. Die durch den Sprühvorgang und die damit auftretende An­ feuchtung des Abgases 70 auftretenden Flüssigkeitsverluste werden in geeigneter Weise ergänzt, wobei eine weitere Pumpe 78 dargestellt ist, die zunächst aus einem zweiten Sumpf 42 mittels eines Saugrohrs 80 dort ggf. vorhandene Flüssigkeit absaugt und über ein Vorrohr 82 entweder direkt in den Sumpf 34 überführt, oder aber in geeigneter Weise der Pumpe 36 zuführt. Der Pumpe 78 kann auch eine Anschlußleitung zugeführt sein, die mit einem Wasser­ leitungsnetz verbunden ist. Zweckmäßigerweise wird die Pumpe 78 derart gesteuert, daß sie bei Absinken des Flüssigkeitspegels im Sumpf 34 eingeschaltet wird und dann zunächst den Sumpf 42 leerpumpt, anschließend dann noch zusätzlich benötigtes Wasser aus diesem Wasserleitungsnetz entnimmt.

Das angefeuchtete Abgas strömt an der Sprühdüse 68 vorbei in einen einerseits von der Kammer 72, andererseits von einem nach oben steigenden Abzugsrohr 80 gebildeten Beruhigungsraum 82 bzw. 84, wo infolge verringerter Strömungsgeschwindigkeit großtropfige, mitgerissene Sprühnebeltropfen die Möglichkeit haben, nach unten zu fallen und in den Sumpf 34 zurückzugelangen, siehe die Pfeile 86. Das Rohr 80 geht über in eine Leitung 46, die aus dem Maschinenraum 62 hinausführt, zu einem oder vorzugsweise zu zwei zu dem Maschinenraum 62 symmetrisch angeordneten Filterbetten 48, wie in Fig. 6 zu erkennen ist. Das in dieser Fig. 6 dargestellte Filterbett hat im Querschnitt die in Fig. 5 dargestellte Form, die un­ symmetrisch ist, kann aber auch die in Fig. 3 dargestellte axialsymmetrische Anordnung aufweisen, anhand der nunmehr dieses Filterbeet näher erläutert werden soll.

Das Filterbeet 48 besteht gemäß den Fig. 3 aber auch 5 und 6 aus einer vorzugsweise in das Erdreich 88 ein­ gelassenen Wanne 90 aus Stahlblech, Mauerwerk, oder vorzugsweise Beton, insbesondere Stahlbeton, mit einem Boden oder Bodenplatte 92, Seitenwänden 94, und einem von von den Seitenwänden 94 ausgehenden Auskragungen 96 getragenen Zwischenboden oder Siebboden, vorzugsweise in Form einer porösen Stützplatte 54, wobei zwischen diesen Teilen der Kanal 52 gebildet wird, der das Gas zuführt und die Bezugszahl 52 trägt. Statt der Auskragungen 96 können natürlich auch vom Boden 92 ausgehende Stützen vorgesehen werden.

Die Seitenwände 94 sind an ihrem oberen Ende mit trichter­ artig sich wegerstreckenden Randbereichen 98 versehen, was das Einbringen und Aufhäufen von mehr Filtermaterial 50 ermöglicht, als wenn die Wannenränder gradlinig nach oben enden würden (mit gleicher Höhe zum umliegenden Terrain), siehe die gestrichelte Alternative gemäß Bezugszahl 102. Durch diese vergrößerte und verbreiterte Aufhäufung des Materials 50 ergeben sich auch längere Wege für das durch das biologische Beet 50 hindurchtretende Gas 56, 156, 256. Durch die Schrägung des Randes 98 wird andererseits aus der Biomasse 50 austretende Feuchtigkeit ermöglicht, entlang dieser Schrägung nach innen zu laufen und sich dann nach Durchströmen der porösen Stützplatte 54 am Boden 92 zu sammeln, vorzugsweise in dafür entsprechend vor­ gesehenen Drainagekanälen 104. Neigt man die Bodenfläche des Bodens 92 geringfügig in Richtung des Maschinenraums 62 und dem dort angeordneten Sumpf 42, siehe Fig. 6, fließt derartige gesammelte Flüssigkeit durch diese Drainagekanäle 104 in den zentral angeordneten Sumpf 42 und kann dort in der bereits geschilderten Weise wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Derartige Feuchtigkeit kann durch die mit Feuchtigkeit beladene Gasströmung in dem Material 50 niedergeschlagen werden, oder auch durch künstlich geschaffene oder auch natürliche Beregnung von oben auf das Material 50, wie durch die Pfeile 100 bzw. 101 angedeutet.

Verbrennungsprodukte enthalten häufig Säurebestandteile, wie schweflige Säure, die das Material, aus dem die Wanne 90 besteht, angreifen könnte. Auch die Biomasse 50 mit ihren aktiven Mikroorganismen kann das Wannenmaterial schädigen. Aus diesem Grunde hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die dem Abgas wie auch der Biomasse ausgesetzten Flächen der Wanne und ggf. auch des Siebbodens 54 (obwohl dieser auch in bestimmten Zeitabständen ausgewechselt werden könnte) mit einer Schutzschicht zu versehen, wobei sich eine Schutzschicht aus von dem Gas und der Biomasse nicht angreifbaren Kunststoffmaterial bewährt hat, siehe Bezugszahl 106. Diese Kunststoffschicht kann eine einfach aufgelegte Kunststoffolie sein, haltbarer ist jedoch eine fest aufgebrachte Kunststoffschicht, die vorzugsweise mit Glasseidengewebe verstärkt sein sollte. Diese Schicht kann sogar Laminatcharakter haben, beispielsweise aus drei Schichten bestehen, die jeweils mit einer Glasgewebe­ schicht verstärkt ist.

Bei größeren Flächen kann es sinnvoll sein, die Boden­ platte 92 und die Seitenwände 94 als getrennte Gußteile auszuführen, um so gegenseitig Dehnbewegungen zuzulassen. Diese könnte der Fall sein, wenn die eine Seitenwand oder zumindest ein Teil dieser Seitenwand von einem anderen Gebäudeteil gebildet wird, wie es gemäß Fig. 5 der Fall ist, siehe dort die Hallenwand 108, an der sich ein unteres Seitenwandteil 194 unter Freilassung einer Lücke 110 anschließt. Diese Lücke oder Dehnungsfuge 110 kann dann durch elastische, säurefeste Dichtmasse, wie Silicon-Kautschukmasse gefüllt und mit einer Abdeckschicht versehen werden.

Das in den Fig. 3 und 5 dargestellte biologische Beet mit der Biomasse 50 ist zweckmäßigerweise im Freien angeordnet. Um Witterungseinflüsse nicht zu stark ein­ wirken zu lassen, insbesondere eine Austrocknung durch Wind und Sonne und eine zu starke Anfeuchtung durch starke Regenfälle zu verhindern, ist es vorteilhaft, in einem gewissen Abstand oberhalb der Biomassenoberfläche 112 ein Schutzdach oder Abdeckhaube 114 vorzusehen, derart, daß an zumindest einer Seite die Wanne offen bleibt, siehe den Spalt 116, so daß da das aus der Biomasse 50 austretende Gas 56 an die freie Atmosphäre entweichen kann. Außerdem wird dadurch der Zugang zu der Biomasse 112 ermöglicht, die hin und wieder kontrolliert werden sollte. Gemäß Fig. 5 ist dieser Zugang nur an der Stelle 216 vorgesehen, während auf der anderen Seite die Hallenwand 108 einen dichten Abschluß bildet. Das Dach oder die Abdeckhaube 114 kann variabel gestaltet sein, so daß bestimmte Teile des Daches nach oben hin offen sind, so daß bei Bedarf auch Regen Zugang gewährt wird, um so eine natürliche An­ feuchtung der Biomasse zu ermöglichen. Beispielsweise könnte die Dachfläche 114 durch auf einem Rahmen aufge­ brachten Einzelplatten gebildet sein, die je nach Bedarf aufgelegt oder auch weggenommen werden können.

Die Abdeckplatten können ganz oder teilweise lichtdurch­ lässige Bereiche aufweisen oder auch lichtdurchlässig sein, um natürlichem Licht Zugang zu gewähren, falls das für die Arbeitsweise von Vorteil ist.

Die Biomasse kann anstelle von Regen auch durch eine hier nicht dargestellte Sprüheinrichtung angefeuchtet werden. Für die Besprühung kann Leitungswasser oder auch aus dem Sumpf des Filterbetts gewonnenes Sammelwasser verwendet werden.

Aus den Fig. 5 und 6 geht eine praktische Ausführungsform hervor, die auch die ungefähren Maße als Beispiel erkennen läßt. Das Maß A kann beispielsweise ungefähr 1 m betragen.

Bei längerer Randerstreckung 198 ist es sinnvoll, das äußere Ende dieses Randes zusätzlich im Erdboden abzu­ stützen, beispielsweise durch eine Fundamentierung 394, wie es in den Fig. 5 und 6 zu erkennen ist.

Gemäß Fig. 6 ist deutlich, daß das Filterbett 48 zwei­ teilig ausgeführt ist, wobei der die übrigen Teile der Anlage enthaltene Maschinenraum 46 zwischen diesen beiden Teilen angeordnet ist, um so eine möglichst günstige Zugangsmöglichkeit zu den Filterbetten für das dort hinzuführende Abgas sowie auch eine günstige mittige Sammelmöglichkeit für aus den Filterbetten ablaufende Sumpfflüssigkeit zu erhalten. Durch entsprechende Neigung kann erreicht werden, daß ohne weitere Fördereinrichtungen diese Sumpfflüssigkeit in den Sumpf 42 zurückläuft.

Die Platte 54 kann auch mehrteilig sein, insbesondere aus Einzelsteinen 154 mit geeignetem Lochprofil stehen, wobei die Steine in geeigneter Weise durch eine Tragekon­ struktion gehalten werden, die den Gaszutritt nicht beeinträchtigen.

Claims (19)

1. Verfahren zur biologischen Behandlung von Abgasen, insbesondere solchen, die Feinstaub und/oder Kohlen­ stoffpartikel enthalten, wobei die Abgase zunächst angefeuchtet und dann durch biologisches Filter­ material hindurchgeleitet werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feinstaub- und/oder Kohlenstoff­ partikel enthaltenden Abgase vor der Anfeuchtung durch ein den Feinstaub- und/oder die Kohlenstoffpartikel ausscheidenden Staubfilter hindurchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abgase mit Unterdruck an ihrem Entstehungsort abgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck durch ein Sauggebläse (16) erzeugt wird, das strömungsmäßig hinter dem Staubfilter (14) angeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gasan­ feuchtung in einer Kammer erfolgt, in der ein Wasser­ sprühstrahl gegen die Gasströmung gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Kammer (28) Gasströmungs-Leitplatten (30) den eintretenden Gasstrom auf den Strömungsquerschnitt der Kammer (28) verteilen, und daß hinter dem Wassersprühstrahl in einem vertikal nach oben gerichteten Beruhigungsraum (44) von dem Gas mitgerissene, großtropfige Flüssig­ keit abgeschieden und in einem Sumpf (94) gesammelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sumpf auch die überschüssige Sprühflüssig­ keit gesammelt und der Sprühdüse unter Zusatz von Frischwasser zum Ausgleich verbrauchter Flüssigkeit wieder zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das biologische Filter (50) durch natürliches oder künstliches Beregnen, wie Besprühen mit Wasser, auf einer bestimmten Feuchtigkeit gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit durch Messung des elektrischen Widerstandes des Filtermaterials gemessen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit durch Messung des Feuchtig­ keitsgehalts des aus der Biomasse (50) austretenden und gereinigten Gases (56) ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem biologischen Filter (50) austretende Flüssigkeit in einem zweiten Sumpf (42) gesammelt und von dort erneut zur Beregnung oder zur Gasbefeuchtung zurückgeführt wird.

9. Einrichtung zur biologischen Behandlung von Abgasen, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, bestehend aus einer Kammer (28), in die das Abgas gegen einen Sprühstrahl (32) aus einer Anfeuchtungs­ flüssigkeit, wie Wasser, mittels eines Gebläses (16) eingeblasen wird, und mit einem der Kammer (28) über ein Gasrohr oder Gaskanal (46) nachgeschaltetem biologischen Filterbett (48), in dem durch Mikro­ organismen störende, insbesondere stark riechende Bestandteile der Abgase biologisch abgebaut werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gebläse (16) ein Feinstaubfilter (14) angeordnet ist, das Feinstaub­ und Kohlenstoffpartikel ausfiltert.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Meßeinrichtungen (26) für den Gasdruck vor und/oder hinter dem Filter (16) zur Feststellung der Filterbeladung vorgesehen sind.

11. Einrichtungen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbett (48) aus einer Wanne (90) mit einem Boden (92) und einem Siebboden (54) sowie zwischen Boden und Siebboden angeordneten Gaszuführungskanälen (52), einem Abfluß oder Sumpf (104; 42) für abgeschiedene Flüssigkeit, und einer Filterbettfüllung (50) mit biologisch wirksamer Filtermasse, die aus mit Mikroorganismen dotierter feuchter Erde besteht.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (90) und der Gaszuführraum oder Gaszu­ führkanal (52) aus Stahlblech, verputztem Mauerwerk oder Beton, insbesondere Stahlbeton, gebildet ist und die zur Füllmasse (50) bzw. Abgas zugewandten Fläche mit einer von dem Gas oder der Filtermasse nicht angreifbaren Kunststoffbeschichtung oder Kunst­ stoffolie (106) bedeckt ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einer säurefesten Kunst­ stoffmasse besteht.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung eine durch Glasgewebe oder ähnliches verstärkte Kunststoffschicht dar­ stellt.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Laminatcharakter hat, insbesondere aus zwei Glasgewebeschichten aufgebaut ist, mit dazwischen liegendem Kunststoff.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne aus einer die Boden­ fläche bildenden Bodenplatte (92), einer darüber angeordneten Belüftungsplatte (54) und einem die Wand bildenden, runden oder mehrkantigen Ring, und einer darüber angeordneten porösen Stützplatte oder Be­ lüftungsplatte, sowie aus Wandteilen besteht, die zumindest teilweise einen trichterartig schräg nach außen vom oberen Rand der Wand wegstrebende Auslauf­ fläche aufweisen, wobei diese Teile einstückig oder aus mehreren Teilen mit dazwischen liegenden Deh­ nungsfugen ausgestattet sind, die dann mit elas­ tischer, säurefester Dichtmasse, wie Silicon-Kaut­ schukmasse gefüllt und abgedichtet sind.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sprüheinrichtung zur Anfeuchtung der Biomasse (Filterkompost) vorgesehen ist, die mit Regen- und/oder Leitungswasser und/oder mit aus dem Sumpf des Filterbetts stammender Flüssig­ keit gespeist wird.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbett zweiteilig ist und zwischen diesen beiden Teilen die Ein­ richtungsteile vorgesehen sind, die zum Zuführen des Gases und zum Abziehen von überschüssiger Flüssigkeit dienen.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß über der Wanne eine Abdeckung oder Dach angeordnet ist, die aus bei Bedarf abnehmbaren Einzelplatten gebildet ist.