DE4438198A1 - Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Luft und/oder Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Luft und/oder Wasser, wobei in einem Behäl­ ter auf einem Auflagerost eine biologisch aktive Füllmasse angeordnet ist, die von dem zu reinigenden Medium durch­ strömt wird.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, wobei als Behäl­ ter Container verwendet werden und auf einem Auflagerost eine biologisch aktive Füllmasse angeordnet ist. Diese Vorrichtungen sind in der Regel nur geeignet, um Abluft zu reinigen. Die in dem Behälter angeordnete biologische Füllmasse verbraucht sich und verringert hierbei ihr Volu­ men, wobei an den Rändern Spalte entstehen, durch die ungereinigte Abluft entweichen kann. Durch aufwendige Maßnahmen wie den Einbau von Schikanen oder Randabweisern versucht man, diese Randgängigkeit zu beseitigen. Außerdem beanspruchen diese bekannten Vorrichtungen eine große Grundfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sowohl verschmutzte und geruchsbeladene Abluft als auch leicht verschmutztes Wasser bzw. mit organischen Schadstoffen verschmutztes Wasser gereinigt werden kann und hierbei eine kompakte Bauweise ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein kegelstumpfartiger Behälter vorgesehen ist, dessen Achse vertikal steht und der sich nach unten verjüngt, daß unterhalb des Rostes ein Ventilator sowie ein Wasserablauf angeschlossen sind und daß oberhalb der Füllmasse ein Sprührohr mit einer Sprühdüse und ein Ein- bzw. Auslaß­ stutzen angebracht sind, wobei Intervallschaltungen zum periodisch versetzten Reinigen der Abluft und des Abwassers vorgesehen sind.

Vorteilhaft ist, daß auf der Füllmasse eine Filtermatte angeordnet ist.

Es ist außerdem vorteilhaft, daß auf dem Behälter ein kegelförmiger Deckel vorgesehen ist, in dessen Spitze sich der Ein- bzw. Auslaßstutzen befindet.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Füllmasse aus Schichten unterschiedlichen Materials besteht.

Es ist vorteilhaft, daß neben der Frischwasserzufuhr durch das Sprührohr mit der Sprühdüse für das Abwasser eine zweite getrennte Versorgungsleitung in den Apparateraum geführt ist.

Die Erfindung bringt den wesentlichen Vorteil, daß sowohl verschmutzte und geruchsbeladene Abluft als auch leichtverschmutztes Wasser sowie mit organischen Schadstoffen verschmutztes Wasser während eines Tagesverlaufes gereinigt werden können. Hierbei stellt die Vorrichtung ein kompaktes Gebilde dar, das raumsparend angeordnet werden kann.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an­ hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt, wobei die Vorrichtung insbesondere einen kegelstumpfartigen vertikal stehenden Behälter 1 aufweist, d. h. die Achse 15 des Be­ hälters verläuft vertikal. Der Behälter 1 ist wasser- und luftdicht und besteht aus einem möglichst korrosionsfreien Material, wie beispielsweise Polypropylen. In einem Ab­ stand zum Behälterboden 16 befindet sich ein Auflagerost 2, der einen möglichst großen Durchgang aufweist, d. h. die durchlässige Fläche beträgt zur Gesamtfläche etwa 30%. Über diesem Auflagerost 2 ist eine feuchte, biologisch aktive Masse 13 angeordnet, in der die organischen Schad­ stoffe durch geeignete Bakterien zu Wasserdampf bzw. CO₂ abgebaut werden). Diese biologische Masse zeichnet sich dadurch aus, daß sie luftdurchlässig ist und aus organi­ schem Material, z. B. Torf, Rindenhumus oder Kompost be­ steht. Die Füllmasse 13 kann auch aus Schichten unterschiedlichen Materials bestehen. Die Füllung hat eine große Oberfläche und ist porös, so daß sie auch bei periodischer Berieselung ständig feucht bleibt. Bei dem biologischen Prozeß wird auch das Trägermaterial abgebaut, so daß die Füllung in sich volumenmäßig abnimmt. Der Füllstand wird über die Lebensdauer der Masse ständig sinken. Die bei solchen Biofiltern übliche Randgängigkeit durch Schrumpfen der Masse wird hier durch die konische Form des Behälters 1 verhindert, wobei die oberen Trägerschichten durch den Abbau immer weiter nach unten gleiten. Die Randgängigkeit wird verhindert, indem die Masse durch die konische Form auch beim Absetzen sich ständig an die Wandung des Behälters 1 drückt.

Zur eventuellen Staubabscheidung bei staubhaltiger Luft wird eine Filtermatte 8 aufgelegt, die von Zeit zu Zeit entfernt und gereinigt werden kann. Oberhalb dieser Fil­ termatte 8 mündet ein Sprührohr 9 mit einer zentralen Sprühdüse 10 in den Behälter 1, wobei die biologische Füllmasse 13 periodisch mit Frischwasser berieselt wird. Die Steuerung erfolgt beispielsweise über ein Magnetventil 11. Der Behälter 1 ist oben mit Hilfe eines kegelförmigen Deckels 3 mit zentral angeordnetem Ein- und Auslaßstutzen 4 abgedeckt.

Neben der Frischwasserzufuhr durch das Sprührohr 9 mit der Sprühdüse 10 kann für das Abwasser eine zweite getrennte Versorgungsleitung in den Apparateraum geführt sein.

An dem Behälterabschnitt 17 zwischen Auflagerost 2 und Behälterboden 16 befindet sich ein Wasserablauf 12, über den das überschüssige Wasser abläuft, das zur Aufrech­ terhaltung einer ausreichenden Feuchtigkeit in der Luft und in der Masse notwendig ist.

An den Behälterabschnitt 17 ist weiterhin über einen Aus- bzw. Einlaßstutzen 5 mit Drosselklappe 7 ein Ventilator 6 angeschlossen, der eine Ansaug- bzw. Ausblasseite 14 auf­ weist.

Die zu reinigende Abluft wird mit Hilfe des Ventilators 6 angesaugt und strömt gereinigt durch den Auslaßstutzen 14 ins Freie.

Bei der Reinigung von Luft und Wasser ergibt sich folgende Funktionsweise. Anstelle von Frischwasser wird zur Be­ feuchtung der biologischen Masse Wasser benutzt, das mit organischen Schadstoffen verschmutzt ist. Diese Schadstof­ fe werden durch die aktive Masse 13 gefiltert. Beim Kon­ takt mit dem auf der Trägermasse befindlichen Biofilm werden die Schadstoffe biologisch abgebaut. Die in der Luft befindlichen Schadstoffe werden wie vorstehend be­ schrieben, entfernt.

Die Schadstoffe werden durch die Porösität der Masse erst aufgesaugt und später durch die Mikroben biologisch zu Wasser und CO₂ abgebaut. Das jetzt gereinigte Wasser fließt durch den Wasserablauf 12 ab.

Zur Reinigung von Abwasser wird wie folgt verfahren. Das Wasser kann mit Festteilchen und gelöstem organischem Material, wie z. B. Geruchsstoffen oder auch giftigen Stof­ fen, wie Formaldehyd, verschmutzt sein.

Hierbei wird die Arbeitsrichtung des Ventilators 6 geän­ dert, so daß reine Luft durch den Stutzen 5 eingepreßt wird. Die Luft strömt durch den Stutzen 4 am Deckel 3 ins Freie.

Das verschmutzte Wasser wird durch das Sprühsystem 9, 10, 11 über die biologisch aktive Masse versprüht und sickert langsam nach unten. Das derart gereinigte Wasser wird dann über den Wasserablauf 12 abgeführt. Eventuell nicht ab­ baubare Festteilchen werden von der Filtermatte 8 zurück­ gehalten. Die übrigen Schadstoffe, gelöste Stoffe und feinere mechanische Schmutzteilchen rieseln langsam durch die biologisch aktive Füllmasse 13.

Die in der Filtermatte 8 zurückgehaltenen mechanischen Verschmutzungen werden mit der Zeit, sofern sie abbaubar sind, biologisch abgebaut. Die gelösten Stoffe werden von der porösen Masse 13 aufgesaugt und es besteht ein reger Stoffaustausch, mit dem auf der Masse befindlichen Bio­ film. Dadurch werden die Schadstoffe biologisch zu Wasser­ dampf und CO₂ abgebaut.

Wenn bei diesem Fall die Vorrichtung im Gegenstrom betrie­ ben wird, bildet sich im unteren Teil der Masse eine Schwachlast-Biologie, während sich in den oberen Schichten eine Hochlast-Biologie aufbaut. In den verschiedenen Schichten liegen deshalb unterschiedliche Konzentrationen und Schadstoff-Typen vor. Es bilden sich daher eine Vielzahl von Bakterienkulturen und zwar in jeder Schicht mit anderen Eigenschaften.

Bei der Reinigung von Abluft, wie Lösungsmittel-Gemischen, z. B. einem Gemisch aus Aceton und Isopropylalkohol, finden sich in den oberen Schichten Biokulturen, die die leicht abbaubaren Komponenten, nämlich die Alkohole abbauen, während sich in den unteren Schichten Kulturen bilden, die die schwer abbaubaren Stoffe, z. B. Aceton abbauen.

Die in der Natur häufig vorkommenden Biokulturen sind "wählerisch" und erst nach Abbau der leicht abbaubaren Komponenten werden die schwerer abbaubaren Stoffe als Nahrung für die Kulturen genutzt. Durch das Gegenstrom­ prinzip hat diese Funktion der Vorrichtung einen hohen Wirkungsgrad.

Die Vorrichtung kann auch nach dem Mitstromprinzip zur Abwasserreinigung benutzt werden. Hierbei wird die Frischluft von oben nach unten geführt. Bei dieser Anordnung kann im gesamten eine größere Schadstoffmenge aus dem Wasser entfernt werden. Dies kann insbesondere bei stark verschmutztem Wasser interessant sein. Der Wirkungsgrad bei mäßig verschmutztem Wasser liegt in diesem Fall jedoch erheblich niedriger.

Die Vorrichtung kann einerseits zur biologischen Abluftreinigung und andererseits zur Abwasserreinigung verwendet werden. Die Vorrichtung kann für Anwender vorgesehen werden, die während eines Tagesverlaufs sowohl Abluft als auch Abwasser zu reinigen haben. Diese Reinigung kann zeitlich versetzt über den ganzen Tag mit dem gleichen Gerät ausgeführt werden, oder aber in Intervallen, angepaßt an den Produktionsrhythmus des Betriebes gefahren werden. Auf diese Weise wird eine Verringerung der Abwasserbelastung erreicht und andererseits die anfallende Abluft gereinigt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Luft und/oder Wasser, wobei in einem Behälter auf einem Auflagerost eine biologisch aktive Füllmasse angeordnet ist, die von dem zu reinigenden Medium durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein kegelstumpfartiger Behälter (1) vorgesehen ist, dessen Achse (15) vertikal steht und der sich nach unten verjüngt, daß unterhalb des Rostes (2) ein Ventilator (6) sowie ein Wasserablauf (12) angeschlossen sind und daß oberhalb der Füllmasse (13) ein Sprührohr (9) mit einer Sprühdüse (10) und ein Ein- bzw. Auslaßstutzen (4) angebracht sind, wobei Intervallschaltungen zum periodisch versetzten Reinigen der Abluft und des Abwassers vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Füllmasse (13) eine Filtermatte (8) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Behälter (1) ein kegelförmiger Deckel (3) vorgesehen ist, in dessen Spitze sich der Ein- bzw. Auslaßstutzen (4) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (13) aus Schichten unterschiedlichen Materials besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Frischwasserzufuhr durch das Sprührohr (9) mit der Sprühdüse (10) für das Abwasser eine zweite getrennte Versorgungsleitung in den Apparateraum geführt ist.