NL9301289A - Biologisch filter voor het verwijderen van vluchtige, hydrofobe verbindingen uit afgassen. - Google Patents

Description

Biologisch filter voor het verwijderen van vluchtige, hydrofobe verbindingen uit afgassen.

De uitvinding heeft betrekking op een biologisch filter voor het verwijderen van vluchtige, hydrofobe verbindingen uit afgassen, waarbij het afgas wordt geleid door het filter, waarin die verbindingen met behulp van zich op een dragermateriaal bevindend(e) schimmel(s) wordt (worden) afgebroken.

In industriële afgassen komen dergelijke verbindingen vaak voor; ze zijn milieuvervuilend en op grond van nationale milieuwetgevingen mogen ze niet, of in slechts zeer beperkte hoeveelheden, in het milieu terechtkomen. Ze moeten dus uit de afgassen worden verwijderd en worden afgebroken. Bijvoorbeeld komt in afgassen van (poly)styreen- en van versterkt plastic producerende fabrieken, het toxische styreen voor in concentraties van tot circa 1 gr/m3.

Een bekende techniek voor het afvangen en afbreken van dergelijke verbindingen is met behulp van biologische filters, gevuld met compost. Op de compostdeeltjes zijn micro-organismen aanwezig, die de gewenste afbraak realiseren.

Dergelijke compostfilters blijken slechts werkzaam te zijn bij een pH tussen 5 en 9 en bij een hoge watercapaciteit, corresponderend met een watergehalte van 40 tot 60%. Verder werden aan de filters de eisen gesteld dat de drukval over het filter gering is, dat het gas homogeen over het filter wordt verdeeld, waarbij geen kanaalvorming plaatsheeft en dat het dragermateriaal voor de micro-organismen water goed vasthoudt en de vluchtige verbindingen adsorbeert.

Problemen bij het gebruik van de genoemde compostfilters zijn, dat gedurende het gebruik de pH en de watercapaciteit/het watergehalte voortdurend moeten worden gecontroleerd en op peil moeten worden gehouden. Verder blijkt het filter bij gebruik voor de genoemde hydrofobe verbindingen instabiel te zijn: het werkt slechts gedurende een relatief korte tijd - enige weken. En het massatransport van het gas naar de waterfase is klein, zodat het filter een lage volumetrische elimina-tiecapaciteit heeft.

Een oplossing zou kunnen zijn om de afbraak van de verbindingen in het bijzonder te bewerkstelligen met behulp van die verbindingen afbre- kende schimmels. Bijvoorbeeld in het geval van afbraak van styreen, met behulp van "Exophiala jeanselmei" als beschreven in Appl. Microbiol. Biotechnol (1993) 39: 372-376. Dergelijke schimmels zijn ook bij relatief lage pH, bijvoorbeeld pH=3, en bij een relatief lage watercapaci-teit nog werkzaam. Verder is het actieve oppervlak van de schimmel-mycelia in de gasfase groot en kan doordat een lager watergehalte mogelijk is, het massatransport van de hydrofobe verbindingen hoger zijn. De schimmels kunnen bijvoorbeeld op compost worden gekweekt, zie bijvoorbeeld de octrooipublicatie DE 3807033.

Echter blijkt op grond van de verdere, voor een dergelijk filter essentiële eigenschappen (de drukval over het filter, de homogeniteit van de verdeling’ van het gas over het filter, de capaciteit om water in voldoende mate vast te houden en de adsorberende werking) ook een dergelijk filter slechts gedurende een zeer beperkte tijd in voldoende mate te werken.

Dit laatste wordt volgens de uitvinding verholpen door een drager-materiaal te kiezen, dat bestaat uit deeltjes van een inerte, anorganische of een organische stof, die water goed aan zich bindt. In het bijzonder zijn goede representanten van dergelijke stoffen: perliet en vermiculiet.

Het gebruik van perliet om daarop micro-organismen te kweken is ais zodanig bekend uit de Japanse octrooipublicatie J 61141917 - echter niet in eer. filter en in combinatie met een schimmel als hier bedoeld.

Met een filter volgens de uitvinding, waarin perliet als dragerma-teriaal fungeerde, werden de volgende resultaten bereikt bij het verwijderen van styreen uit een afgas: het afgas bevatte 800 mg styreen/m3. een hoeveelheid van 120 m3 per m3 filter per uur werd gedurende 70 dagen geleid door een filter , dat regelmatig werd bevochtigd en waarvan de pH na 15 dagen was gezakt tot 3, welke waarde gedurende de rest van de tijd op die waarde bleef staan. De eliminatiecapaciteit bedroeg 80 gr. styreen per m3 filter per uur. Dit is 1,5 tot 7 maal hoger dan wat met een compostfilter wordt bereikt en bovendien: de werkingsduur van het filter is aanzienlijk hoger.

De adhesieve eigenschappen van het dragermateriaal kunnen nog worden verbeterd wanneer daaraan, volgens een verder aspect van de uitvinding, actieve kool is toegevoegd.

De uitvinding omvat ook een werkwijze voor het vervaardigen van een biologisch filter volgens de uitvinding. Die werkwijze is daardoor gekenmerkt, dat het filter met de gewenste schimmel(s) wordt verrijkt door, nadat het dragermateriaal is aangebracht, er een aarde-suspensie in te brengen en door het filter gas te leiden, dat de te verwijderen verbinding bevat.

Bijvoorbeeld werd door een biofilter, met als dragermateriaal per-liet waarop een aarde-suspensie was aangebracht, een styreen-luchtmeng-sel gevoerd met een gemiddelde stroom van 45 1/uur en een concentratie van 250 mg styreen per m3. De styreenconcentratie in het gas werd na 110 dagen verhoogd tot een gemiddelde van 675 mg.m3. Het bleek dat na circa 4 weken het ontstaan van een biomassa kon worden geconstateerd. Om het filter optimaal te doen functioneren is het van voordeel om de benodigde biomassa te kweken via een gasstroom, die de te verwijderen verbinding bevat in een concentratie vergelijkbaar met die van het te zuiveren afgas.

Het vervaardigen van een filter als hier bedoeld, kan worden versneld en het resultaat kan qua homogeniteit verbeterd worden door te werken met een sporenvormende schimmel. Ook kan een homogene ’bezetting’ van het filter worden verkregen door gebruik te maken van knop-vorming zoals die in schimmels voorkomt.

De uitvinding omvat verder de werkwijze voor het verwijderen van de betreffende verbindingen uit afgassen, met behulp van een filter volgens de uitvinding.

Hoewel het waterg’ehalte bij gebruik van filters volgens de uitvinding niet meer zo kritisch is als bij compostfilters en zelfs een laag watergehalte voordelen heeft met betrekking tot het massatransport, zal toch gedurende de werking van het filter, dit regelmatig van vocht moeten worden voorzien. En om ervoor te zorgen dat de groeicondities van het (de) schimmel(s) gehandhaafd blijft, wordt aan het filtermate-riaal regelmatig, bijvoorbeeld om de drie dagen, een mengsel toegevoerd van vitaminen, mineralen en ammoniumchloride in een natriumfosfaat-buffer met een pH van bijvoorbeeld 5,7.

Claims (10)

1. Biologisch filter voor het verwijderen van vluchtige, hydrofobe verbindingen uit afgassen, waarbij het afgas wordt geleid door het filter, waarin die verbindingen met behulp van zich op een dragermate-riaal bevindend(e) schimmel(s) wordt (worden) afgebroken, met het kenmerk dat het dargermateriaal bestaat uit deeltjes van een inerte anorganische of organische stof, die water goed aan zich bindt.

2. Biologisch filter volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het dragermateriaal perliet is.

3. Biologisch filter volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het dragermateriaal vermiculiet is.

4. Biologisch filter volgens één der conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk dat het dragermateriaal ook actieve kool bevat.

5. werkwijze voor het vervaardigen van een biologisch filter volgens een der conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk dat het filter met de gewenste schimmel(s) wordt verrijkt door, nadat het dragermateriaal is aangebracht, er een aarde-suspensie in te brengen en door het filter gas te leiden, dat de te verwijderen verbinding bevat.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het gas, dat door het filter wordt geleid, het te behandelen afgas is.

7. Werkwijze volgens 5 of 6, met het kenmerk dat in het filter een sporenvormende schimmel wordt gebracht.

8. W:erkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk dat in het filter een knopvormende schimmel wordt gebracht .

9. Werkwijze voor het verwijderen van vluchtige, hydrofobe verbindingen uit afgassen, met behulp van een biologisch filter volgens een der conclusies 1 tot en met 4.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de vluchtige, hydrofobe verbinding styreen is.