DE4326553A1 - Formstabile Filterelemente für biologische Abluftreinigungsanlagen - Google Patents

Description

Vorrichtungen zur biologischen Reinigung von geruchsintensiven und/oder schadstoff­ haltigen Luft- oder Gasströmen sind bekannt. Im wesentlichen bestehen diese Anlagen aus nach oben hin offenen oder geschlossenen Behältern, welche ein biologisch aktives Material enthalten. Nach dem Stand der Technik wird der zu reinigende Luft- oder Gasstrom zunächst vorbehandelt (Entstaubung und Befeuchtung) und anschließend durch die o.g. Schüttschicht geleitet.

Die Schadstoffe werden im Filtermaterial durch Sorptionsprozesse aufgenommen und gelangen in die Umgebung der Mikroorganismen, von denen sie als Substrat verwertet werden. Damit erfolgt eine permanente Regeneration des Filtermaterials.

Die o.g. mikrobiologisch aktiven Materialien bestehen im wesentlichen aus einer losen Schicht aus Komposten, Torferden, zerkleinerten Holz- und Rindenprodukten, Holzfasern, feinen Sträuchern (Heidekraut) und sonstigen natürlichen oder auch künstlich hergestellten Materialien, die als Aufwuchsfläche für Mikroorganismen dienen können. Diese Materialien werden als lose Schüttungen in die Filter eingebaut. Die Standzeit beträgt je nach Schadstoffbelastung etwa ein bis fünf Jahre. Danach muß das Material aufgrund von Mineralisierungs- und Verdichtungsprozessen ausgewechselt werden.

Der größte Nachteil dieser Abluftreinigungstechnik ist der sehr große Flächen- bzw. Materialbedarf. Große Flächenfilter haben eine Oberfläche von einigen hundert bis weit über tausend Quadratmeter. Bei Schütthöhen von bis zu 1,5 m werden häufig Material­ mengen von bis zu einigen Tausend Kubikmetern benötigt. Das führt naturgemäß zu sehr aufwendigen Maßnahmen bei der Be- oder Entladung der Biofilter. Dies gilt vor allem für Filter die aus statischen Gründen nicht befahren werden können.

Hinzu kommen häufig zusätzliche Schwierigkeiten das eingebrachte Material beim Einbau homogen zu verteilen. Dies führt in der Regel zur ungleichmäßigen Durchströmung und damit zur Minderung der Reinigungsleistung des Biofilters. Gleichzeitig kann dadurch die partielle Austrocknung der Schüttung verursacht werden, eine der häufigsten Versagens­ ursachen bei großen Flächenfiltern.

Mit der herkömmlichen losen Schüttschicht können kaum ausgeprägte Materialschichtun­ gen mit unterschiedlichen mechanischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften verwendet werden, obwohl gerade hier neuere Forschungsergebnisse darauf hinweisen, daß die Verwendung von mehrschichtigen Filtern mit größeren Schütthöhen in zahlreichen Anwendungsgebieten von Vorteil sein kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die beschriebenen Schwierigkeiten mit dem Material-Handling zu beheben und gleichzeitig die Biofiltertechnik zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch kennzeichnende Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gegenüber der herkömmlichen Einbringung als Haufwerk, wird hier das Material in formstabilen, gepackten Einheiten eingebaut. Ein Ausführungsbeispiel ist in Bild 1 dargestellt.

Durch die Verwendung dieser gepackten Einheiten, die schichtweise eingebracht werden können, werden folgende Vorteile gegenüber der bisherigen losen Materialschüttung erreicht:

• - Der Einbau des Materials und damit auch die homogene Befüllung der Biofilter wird erleichtert. Dies gilt vor allem für Biofilter die schwer zugänglich sind, z. B. auf dem Dach von Produktionshallen.
• - Die Filterelemente ermöglichen den Aufbau von mehrschichtigen Biofiltern und damit die Kombination von Filtermaterialien mit verschiedenen mechanischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften. Dies ist vor allem bei höheren Filterbetten von Bedeutung. Hier können in unteren Lagen Filterelemente mit höherer mechani­ scher Stabilität verwendet werden, während die oberste Lage aus Filterelementen mit besonderen Eigenschaften zur Minderung der Austrocknung des Filters be­ stehen kann.
  Dadurch ist die Verwendung von, jeweils für das zu behandelnde Abluftproblem optimalen, Filterelementen möglich. Es können z. B. Lagen von Filterelementen mit besonderen Eigenschaften (mehr oder weniger ausgeprägte Wasseraufnahmeka­ pazität, Porosität, Durchströmungswiderstand, mikrobielle Besiedlung oder unter­ schiedliche pH-Werte) eingebracht werden.
• - Die Randgängigkeit der Strömung kann durch gleichmäßige Einbringung der Filterelemente, bzw. durch Verwendung von dichteren Elementen in den Randzonen des Filters gemindert werden.
• - Der Transport der Filterelemente z. B. auf Euro-Paletten wird erleichtert. Unter anderem kann der Transport auf dem Schienenweg erfolgen. Der Transport der Filterelemente kann weiterhin im trockenen Zustand erfolgen. Vor dem Einsatz werden die Filterelemente im eingebauten Zustand bewässert.
• - Je nach Bedarf können die Filterelemente Stoffe zur pH-Pufferung oder zur Dün­ gung enthalten (Ansprüche 4 und 5). Zur Verkürzung der Adaptationsphase können die Filterelemente bei Bedarf mit adaptierten Mikroorganismen angeimpft werden.
• - Die Aufstockung von bereits in Betrieb befindlichen Biofiltern durch eine weitere Lage von Filterelementen ist möglich. Dies kann z. B. bei der Umstellung der Produktion und daraus resultierender Änderung der Abluftzusammensetzung der Fall sein.
• - Die Verwendung von Materialien mit adsorptiver Filterwirkung, wie z. B. Aktivkohle zur Erhöhung der Wirksamkeit in besonderen Anwendungsbereichen wird er­ möglicht. Diese Lagen können gesondert entfernt und regeneriert werden.
• - Die in Anspruch 2 beschriebene leichte Abbaubarkeit der sackförmigen Hülle ermöglicht die Variante das Material gepackt und geschichtet einzubringen und später als Haufwerk zu entfernen, während die, in Anspruch 3 beschriebene sehr langsame Abbaubarkeit der Hülle, auch den Ausbau der gepackten Einheiten ermöglicht.
• - Die in Anspruch 6 beschriebene Verstärkung zur Strukturstabilisierung in den Rand- und Kantenbereichen ermöglicht die Stapelung mehrerer Schichten ohne Ver­ dichtungserscheinungen. Ein Element mit Kantenverstärkungen ist in Bild 2 darge­ stellt.
• - Die Filterelemente werden im Biofilter auf Fuge ausgelegt, um Randgängigkeit und Durchbruchströmungen zu verhindern. Dabei werden Filterelemente in zwei Größen verwendet. Die Auslegung der Filterelemente ist in Bild 3 dargestellt.
• - Durch Verwendung von formstabilen Filterelementen kann die Ausführung des Anströmbodens im Filter vereinfacht werden. Aufwendige feinmaschige Gitterroste sind nicht mehr notwendig.
  Durch die in Anspruch 7 beschriebene stützenförmige Vorrichtung zur Aufstän­ derung kann auf einen separaten Anströmboden gänzlich verzichtet werden. Die Filtereinheiten, die bereits mit einer Aufständerung versehen sind, werden lediglich nebeneinander in die Filterwanne gesetzt. In Bild 4 ist schematisch ein Filterelement mit Aufständerung dargestellt.
• - Nach Gebrauch können die Elemente im Garten- und Landschaftsbau und zum Bau von Schutzwällen zur Dämmung von Lärmemissionen entlang von Straßen im Bereich von Wohnsiedlungen verwendet werden. Die Verwendungsmöglichkeit wird bestimmt durch die vorangegangene Anwendung und durch den jeweiligen Zustand der Elemente.

Claims (8)

1. Materialien und Materialgemische für die Verwendung in Biofiltern zur Reinigung bzw. Desodorierung von geruchsbeladenen und/oder schadstoffhaltigen Abluft- und/oder Abgasströmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien und Materialgemische in gepackten Einheiten, bestehend aus einer formstabilen, sack- bzw. matratzenförmigen und grobmaschigen luftdurchlässigen Hülle aus Jute/Sisal/Kokos- und/oder vergleich­ baren grobmaschigen Naturfasern und/oder Kunstfasern und einer Füllung aus Torf und/oder Rindenkompost und/oder Müllkompost und/oder Holzfasern und/oder zer­ kleinertem Holz und/oder Blähton und/oder vergleichbaren mikrobiell besiedelbaren Naturmaterialien und/oder mikrobiell besiedelbaren sonstigen Materialien und/oder einem Gemisch der vorgenannten Materialien und/oder Aktivkohle und/oder ver­ gleichbaren Adsorbentien vorliegen.

2. Materialien und Materialgemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sack- bzw. matratzenförmige Hülle aus biologisch leicht abbaubaren Materialien besteht.

3. Materialien und Materialgemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sack- bzw. matratzenförmige Hülle aus biologisch schwer bzw. nicht ab­ baubaren Materialien besteht.

4. Materialien und Materialgemische nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stoffe zur Pufferung von pH-Schwankungen beigemischt werden.

5. Materialien und Materialgemische nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stoffe zur Düngung des Materials bzw. Erhöhung der Nähr­ stoffgehalte beigemischt werden.

6. Materialien und Materialgemische nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sack- bzw. matratzenförmige Hülle zur Struktur­ stabilisierung in den Rand- und Kantenbereichen Verstärkungen aufweist.

7. Materialien und Materialgemische nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sack- bzw. matratzenförmige Hülle auf der Unterseite mit einer Vorrichtung zur Aufständerung versehen ist.

8. Materialien und Materialgemische nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien mit bestimmten Mikroorganismen angeimpft werden.