NL9302254A

NL9302254A - Air filter

Info

Publication number: NL9302254A
Application number: NL9302254A
Authority: NL
Original assignee: Testamare Ag I O
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1995-07-17

Abstract

The invention relates to an air filter, comprising a holder with openings on either side, through which contaminated air can be guided from the bottom upwards, which holder is filled with shelves. The air filter also contains microbial material or is combined with a second filter which contains microbial material. The microbial material comprises compost, for example. The air filter is suitable for the purification of air, in particular air which is contaminated with hydrogen sulphide, such as air from sewage purification installations.

Description

LuchtfilterAir filter

De uitvinding heeft betrekking op een hoofdzakelijk uit natuurlijk materiaal bestaand luchtfilter, ook wel aangeduid als een "biofilter".The invention relates to an air filter consisting mainly of natural material, also referred to as a "biofilter".

Voor het zuiveren van lucht die met ongewenste stoffen, in het bijzonder zure componenten zoals zwavelwaterstof en organische componenten, is vervuild, wordt vaak gebruik gemaakt van biofilters. Deze bestaan gewoonlijk uit vaste bakken van hout, beton, of kunststof, waarin op een roostervloer organisch materiaal, zoals houtsnippers, compost, turf-hei-mengsels, en dergelijke zijn aangebracht. Aan deze organische materialen zijn bacteriën gehecht die de verontreiniging geheel of gedeeltelijk kunnen omzetten in niet-vluchtige of onschadelijke stoffen.Biofilters are often used to purify air that is contaminated with unwanted substances, in particular acidic components such as hydrogen sulphide and organic components. These usually consist of solid bins of wood, concrete, or plastic, in which organic material, such as wood chips, compost, peat-pile mixes, and the like, are arranged on a grid floor. Bacteria are attached to these organic materials, which can convert all or part of the contamination into non-volatile or harmless substances.

In een biofilter moet een minimale vochtigheid heersen om de biomassa goed te laten functioneren. Door de doorstromende lucht en de door de bacteriën gevormde warmte droogt het filter uit. Daarom moet het biofilter regelmatig met water worden besproeid. Daarbij verliest het organische materiaal van de biofilters zijn sterkte als gevolg van verrotting en klinkt het in, waardoor de luchtdoorlatendheid afneemt. Ook vloeit een deel van het opgesproeide water door het filter en neemt het daarbij de uit de lucht gevangen en door de biomassa gevormde zuren mee. Bijgevolg heeft het water dat onderuit het filter wordt afgetapt een zeer hoge zuurgraad. Het onderste gedeelte van het biofilter wordt door het zuur dusdanig aangetast dat ook hierdoor het filter slecht of niet meer doorlatend voor lucht wordt. De lucht baant zich dan een weg door openingen in het filter, waardoor de lucht niet meer wordt gereinigd. Naast de afsluitende werking van het zuur heeft het zuur ook een zeer schadelijke werking op de bacteriën. Wanneer de zuurgraad al te sterk is opgelopen overleven de bacteriën niet meer.In a biofilter, a minimum humidity must prevail for the biomass to function properly. The filter dries out due to the air flowing through and the heat generated by the bacteria. Therefore, the biofilter should be regularly sprayed with water. In addition, the organic material of the biofilters loses its strength due to rotting and clinging, which reduces the air permeability. Part of the sprayed water also flows through the filter, taking with it the acids captured from the air and formed by the biomass. Consequently, the water drained from under the filter has a very high acidity. The lower part of the biofilter is affected by the acid in such a way that this also makes the filter poor or no longer permeable to air. The air then makes its way through openings in the filter, so that the air is no longer cleaned. In addition to the closing effect of the acid, the acid also has a very harmful effect on the bacteria. When the acidity has risen too much, the bacteria no longer survive.

Een verder nadeel is dat bij vervanging van het filtermateriaal de sterk verzuurde massa niet op een gewone stortplaats kan worden gestort. Dit betekent dat er hogere kosten moeten worden gemaakt voor het verwerken en afvoeren van het afgewerkte filtermateriaal. Verder hebben de bekende biofilters als nadeel een beperkte effectieve levensduur.A further drawback is that when the filter material is replaced, the highly acidified mass cannot be dumped in an ordinary landfill. This means that higher costs have to be incurred for processing and disposing of the finished filter material. The known biofilters also have the disadvantage of a limited effective life.

Er is derhalve behoefte aan biofilters voor het zuiveren van lucht, die de genoemde bezwaren niet hebben, en in het bijzonder minder te lijden hebben van rotting en verzuring, en aldus een langere levensduur hebben.There is therefore a need for air purification biofilters which do not have the aforementioned drawbacks, and in particular suffer less from rotting and acidification, and thus have a longer life.

Gevonden is dat aan deze behoefte tegemoet kan worden gekomen door middel van een biofilter dat ten minste gedeeltelijk bestaat uit schelpen of daarvan afgeleid materiaal.It has been found that this need can be met by means of a biofilter consisting at least in part of shells or material derived therefrom.

Het luchtfilter volgens de uitvinding heeft derhalve als kenmerk dat het schelpen of daarvan afgeleid materiaal bevat. Het luchtfilter kan daarnaast microbieel bevatten. Ook kan het luchtfilter uitsluitend of grotendeels uit schelpen bestaan en worden gebruikt in combinatie met een filter dat microbieel materiaal bevat.The air filter according to the invention is therefore characterized in that it contains shells or material derived therefrom. The air filter may also contain microbial. The air filter can also consist entirely or mainly of shells and can be used in combination with a filter containing microbial material.

Het luchtfilter volgens de uitvinding blijkt een aantal verrassende, gunstige eigenschappen te hebben. Het blijkt bijzonder effectief in het afvangen van ongewenste zure componenten zoals waterstofsulfide. Verder blijkt het uittredende water, in tegenstelling tot de bekende filters, een neutrale pH te hebben. Ook heeft het filter volgens de uitvinding een verbeterde levensduur, en is, na het verlopen van de levensduur, het vervangen van het filtermateriaal eenvoudig en de verwerking ervan goedkoop.The air filter according to the invention appears to have a number of surprising, favorable properties. It has been found to be particularly effective in capturing unwanted acidic components such as hydrogen sulfide. Furthermore, unlike the known filters, the leaving water appears to have a neutral pH. The filter according to the invention also has an improved service life, and after the service life has expired, replacing the filter material is simple and its processing is inexpensive.

Als gevolg van de aanwezigheid van de schelpen worden de filter-eigenschappen verbeterd, enerzijds door de vorm van de schelpen, waardoor de schelpen als uitstekende drager voor de biomassa werken en een verbeterde luchtdoorlatendheid bewerkstelligen, anderzijds door de neutraliserende werking, die verstoppingen tegengaat en de biologische activiteit in stand houdt.Due to the presence of the shells, the filter properties are improved, on the one hand by the shape of the shells, whereby the shells act as an excellent carrier for the biomass and achieve an improved air permeability, on the other hand, by the neutralizing effect, which prevents clogging and the maintains biological activity.

De bij de zuivering van de lucht gevormde zouten, die veelal beter oplosbaar zijn dan het calciumcarbonaat waaruit de schelpen grotendeels bestaan, kunnen met sproeiwater worden afgevoerd. Daar de oplossing van deze zouten vrijwel neutraal is, levert de verwerking daarvan geen ernstige problemen.The salts formed in the purification of the air, which are usually more soluble than the calcium carbonate of which the shells largely consist, can be removed with spray water. Since the solution of these salts is almost neutral, their processing does not pose any serious problems.

De uitdrukkingen "microbieel materiaal" en "biomassa" worden hier door elkaar gebruikt voor werkzame bacteriën en eventuele andere micro-organismen zoals gisten of schimmels, met hun onmiddellijke omgevings-materiaal. Als voorbeeld kunnen worden genoemd compost, al of niet gedroogd actief slib en andere materialen met een hoog bacteriegehalte. Het microbiële materiaal (biomassa) is bij voorkeur compost.The terms "microbial material" and "biomass" are used interchangeably herein for active bacteria and any other microorganisms such as yeasts or fungi, with their immediate environmental material. As an example, compost, whether or not dried, activated sludge and other materials with a high bacterial content can be mentioned. The microbial material (biomass) is preferably compost.

Het filter volgens de uitvinding bestaat in het algemeen uit een houder, in de vorm van een bak of container waarin in de onderzijde luchtopeningen zijn aangebracht, bijvoorbeeld door middel van pellets, kratten of platte kasten. Op de van openingen voorziene bodem is een filtermat of gaas aangebracht, waarop zich een laag filtermateriaal, bestaande uit schelpen of een mengsel van schelpen en microbieel materiaal en eventueel ander dragermateriaal bevindt.The filter according to the invention generally consists of a container, in the form of a tray or container in which air openings are arranged in the underside, for instance by means of pellets, crates or flat cabinets. A filter mat or gauze is provided on the apertured bottom, on which there is a layer of filter material, consisting of shells or a mixture of shells and microbial material and possibly other carrier material.

De dikte van de laag filtermateriaal kan variëren, in het algemeen van enkele centimeters cm tot enkele meters, bijvoorbeeld 10 cm tot 3 m* in het bijzonder 0,5 tot 1 meter dikte.The thickness of the layer of filter material can vary, generally from a few centimeters cm to a few meters, for example 10 cm to 3 m *, in particular 0.5 to 1 meter thickness.

In een uitvoeringsvorm van het luchtfilter volgens de uitvinding bevat het filter een mengsel van schelpen en microbieel materiaal. De verhouding tussen schelpen en microbieel materiaal kan daarbij, afhankelijk van de samenstelling van het microbiële materiaal, variëren, bij voorbeeld van 1:10 tot 20:1. Bij voorkeur past men een verhouding van 2 tot 10 volumedelen schelpen per volumedeel microbieel materiaal toe. Indien het microbiële materiaal sterk geconcentreerd is kan de verhouding nog groter zijn, bij voorbeeld van 2:1 tot 25:1, in het bijzonder van 5:1 tot 20:1.In an embodiment of the air filter according to the invention, the filter contains a mixture of shells and microbial material. The ratio between shells and microbial material can vary, depending on the composition of the microbial material, for example from 1:10 to 20: 1. Preferably, a ratio of 2 to 10 parts by volume of shells per volume part of microbial material is used. If the microbial material is highly concentrated, the ratio can be even greater, for example from 2: 1 to 25: 1, in particular from 5: 1 to 20: 1.

Het filtermateriaal kan naast de biomassa en de schelpen ook ander vul- of dragermateriaal bevatten zoals houtsnippers, boombast, turfmolm of ander plantaardig materiaal, of kalksteen of grint. In dat geval ligt de verhouding tussen enerzijds schelpen en ander (drager)materiaal en anderzijds microbieel materiaal in volumedelen bij voorkeur tussen 2:1 en 10:1, waarbij de verhouding schelpen : ander materiaal groter dan 1, bij voorkeur groter dan 3 en met meer voorkeur groter dan 10 is.In addition to the biomass and shells, the filter material may also contain other filler or carrier material such as wood chips, tree bark, peat dust or other vegetable material, or limestone or gravel. In that case the ratio between on the one hand shells and other (carrier) material and on the other hand microbial material in volume parts is preferably between 2: 1 and 10: 1, wherein the ratio of shells: other material is greater than 1, preferably greater than 3 and with more preferably is greater than 10.

In een andere voordelige uitvoeringsvorm van het luchtfilter volgens de uitvinding bevat het filter uitsluitend of vrijwel uitsluitend schelpen of daarvan afgeleid materiaal, eventueel tezamen met ander, niet-microbieel, vul- of filtermateriaal, zoals kalksteen of grint. Bij1 voorkeur bevat het filter in deze uitvoeringsvorm uitsluitend schelpen.In another advantageous embodiment of the air filter according to the invention, the filter contains exclusively or almost exclusively shells or material derived therefrom, optionally together with other, non-microbial, filling or filtering material, such as limestone or gravel. Preferably, the filter in this embodiment contains only shells.

Het filter wordt dan bij voorkeur gebruikt in combinatie met een tweede filter dat microbieel materiaal zoals hierboven omschreven bevat. Het microbiële materiaal kan daarbij met elk bruikbaar drager- en/of vulmateriaal zijn vermengd, zoals houtsnippers, boombast, turfmolm of ander plantaardig materiaal, of kalksteen of grint, of mengsels daarvan, eventueel tezamen met schelpen. Het tweede filter wordt dan stroomafwaarts van het schelpen bevattende filter geplaatst. Het voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat het tweede filter, d.w.z. het biofilter, veel minder verzuurt en derhalve een veel langere effectieve levensduur heeft. Het eerste, schelpen bevattende filter dient dan af en toe met schelpen te worden aangevuld, omdat het schelpmateriaal langzaam kan verdwijnen door oplossen of vervloeien.The filter is then preferably used in combination with a second filter containing microbial material as described above. The microbial material can thereby be mixed with any usable carrier and / or filling material, such as wood chips, tree bark, peat dust or other vegetable material, or limestone or gravel, or mixtures thereof, optionally together with shells. The second filter is then placed downstream of the shell-containing filter. The advantage of this embodiment is that the second filter, i.e. the biofilter, acidifies much less and therefore has a much longer effective life. The first shell-containing filter should then occasionally be supplemented with shells, because the shell material may slowly disappear by dissolving or liquefying.

Een verdere variant van het luchtfilter volgens de uitvinding wordt gevormd door een combinatie van twee filters, die beide zowel schelpen als microbieel materiaal bevatten, waarbij het eerste filter, waar de te zuiveren lucht als eerste wordt doorgeleid, hoofdzakelijk uit schelpen bestaat, en het tweede filter hoofdzakelijk uit microbieel materiaal bestaat. Bij voorbeeld bevat het eerste filter 67-IOO vol.JU, in het bijzonder 80-99# schelpen en voor het overige microbieel materiaal, bij voorbeeld in de vorm van compost, en eventueel ander materiaal, en bevat het tweede filter 0-80 vol.#, in het bijzonder 20-67 vol.# schelpen en IO-5O vol.# microbieel materiaal, eventueel aangevuld met ander drager-, filter- of vulmateriaal.A further variant of the air filter according to the invention is formed by a combination of two filters, both of which contain both shells and microbial material, the first filter, where the air to be purified is first passed, consists mainly of shells, and the second filter consists mainly of microbial material. For example, the first filter contains 67-100 vol.JU, in particular 80-99 # shells and the remaining microbial material, for example in the form of compost, and any other material, and the second filter contains 0-80 vol . #, especially 20-67 vol. # shells and IO-5O vol. # microbial material, optionally supplemented with other carrier, filter or filler material.

Ook kan een opstelling van meer dan twee filters worden gebruikt, waarbij het schelpengehalte stroomafwaarts afneemt, bij voorbeeld in geval van drie filters van 80-100#, via 20-80# tot Ο-67#.An arrangement of more than two filters can also be used, with the shell content decreasing downstream, for example in the case of three filters from 80-100 #, through 20-80 # to Ο-67 #.

Aan de bovenzijde van het filter dat microbieel materiaal bevat is bij voorkeur een sproeiinrichting geplaatst waardoor het filter op gezette tijden kan worden bevochtigd, zodat de biomassa zijn activiteit kan behouden en eventueel gevormde zouten kunnen worden afgevoerd.A spraying device is preferably placed at the top of the filter containing microbial material, so that the filter can be wetted at regular intervals, so that the biomass can retain its activity and any salts formed can be discharged.

Het filter wordt in het algemeen zo geplaatst dat de lucht door persen of aanzuigen onderin het filter wordt geleid en de gezuiverde lucht aan de bovenzijde wordt afgevoerd.The filter is generally positioned so that the air is passed through pressing or suction at the bottom of the filter and the purified air is vented at the top.

Wanneer, na lange tijd, de zuiverende werking van het filter volgens de uitvinding is verminderd, kan het vulmateriaal in zijn geheel worden vervangen. Daartoe kan het filter ter plaatse worden leeggezogen of leeggeschept en ter plaatse weer worden gevuld met een mengsel van microbieel materiaal en schelpen. Ook kan het gehele filter, d.w.z. de houder met vulling, worden uitgewisseld voor een nieuw filter, waarna het opwerken en/of hervullen van het afgewerkte filter elders kan plaatsvinden. Wanneer lucht met relatief veel zure componenten wordt gezuiverd, kan het voorkomen dat de schelpen na verloop van tijd in oplossing gaan. Indien de schelpen vérgaand opgelost zijn voordat de biomassa sterk in activiteit achteruit is gegaan, kan het filter met schelpen worden bijgevuld, waardoor de nuttige levensduur aanzienlijk wordt verlengd.When, after a long time, the purifying effect of the filter according to the invention has diminished, the filling material can be replaced in its entirety. For this purpose, the filter can be sucked or scooped on the spot and filled on the spot with a mixture of microbial material and shells. The entire filter, i.e. the container with filling, can also be exchanged for a new filter, after which the reprocessing and / or refilling of the finished filter can take place elsewhere. When air is purified with relatively many acidic components, it can happen that the shells dissolve over time. If the shells are extensively dissolved before the biomass has deteriorated strongly in activity, the filter can be refilled with shells, which considerably extends the useful life.

Het filter volgens de uitvinding kan voor diverse doeleinden worden gebruikt. Een toepassingsgebied is o.a. de zuivering van lucht uit rioolwaterzuiveringsinstallaties. Uit het rioolwaterleidingnet komt, naast rioolwater, ook een hoeveelheid verontreinigde lucht. Deze lucht bevat onder meer waterstofsulfide en andere onwelriekende en/of schadelijke stoffen. Dergelijke stoffen worden effectief door het filter volgens de uitvinding verwijderd. Een ander toepassingsgebied betreft de gaszuivering, waarbij lucht die met anorganische of organische zuren of andere ongewenste componenten zoals zwavelverbindingen is verontreinigd uit fabrieken of installaties wordt afgezogen en gereinigd.The filter according to the invention can be used for various purposes. An area of application is, inter alia, the purification of air from sewage treatment plants. In addition to sewage water, a quantity of polluted air also comes from the sewage network. This air contains, among other things, hydrogen sulfide and other malodorous and / or harmful substances. Such substances are effectively removed by the filter according to the invention. Another field of application concerns gas purification, in which air contaminated with inorganic or organic acids or other undesirable components such as sulfur compounds is extracted and cleaned from factories or installations.

VoorbeeldExample

Een biofilter, bestaande uit een houder van 10 m3 met een bodem-oppervlak van 10 m2, werd met 8 m3 van een mengsel van schelpen en biomassa (compost, volumeverhouding schelpen/biomassa 5:1) gevuld. Hiermee werd lucht behandeld, die gemiddeld ongeveer 20 ppm waterstofsulfide bevatte. Bij een verschildruk van 200 Pa bedroeg het luchtdebiet door het filter 690 m3/uur. De gehalten aan waterstofsulfide van de intredende en uittredende lucht en de pH van het uittredende water zijn weergegeven in onderstaande tabel.A biofilter, consisting of a container of 10 m3 with a bottom surface of 10 m2, was filled with 8 m3 of a mixture of shells and biomass (compost, volume ratio of shells / biomass 5: 1). This was treated with air containing an average of about 20 ppm hydrogen sulfide. At a differential pressure of 200 Pa, the air flow rate through the filter was 690 m3 / hour. The hydrogen sulfide contents of the entering and leaving air and the pH of the leaving water are shown in the table below.

TABELTABLE

(1) gemeten direct boven filtermateriaal (2) gemeten in totale afvoerstroom, inclusief kleine kortsluitstromen(1) measured directly above filter material (2) measured in total discharge current, including small short-circuit currents

Claims

1. Air filter consisting of a container with openings on both sides, characterized in that the container contains shells and / or material derived therefrom.

Air filter according to claim 2, characterized in that the volume ratio between microbial material and shells is between 1: 2 and 1:10.

Air filter according to claim 1, characterized in that the container contains a mixture of microbial material and shells and optionally other solid organic material.

Air filter according to any one of claims 1-3, characterized in that the shells are mainly whole shells.

4. Air filter according to any one of claims 1-3, characterized in that the microbial material is compost.

Air filter combination consisting of two or more air filters, characterized in that the first filter contains at least shells or material derived therefrom, and the last filter contains at least microbial material and a carrier material.

Air filter combination according to claim 5, characterized in that the first filter contains 67-100 full shells and the second filter contains 0-80 full shells.

Mixture of shells and microbial material in a volume ratio between 2: 1 and 10: 1, optionally in combination with other carrier material, which mixture is usable for use in the air filter according to any one of claims 2-6.

Process for purifying gas mixtures, in particular air, characterized in that the air filter according to any one of claims 1 to 6 or the mixture according to claim 7 is used.