NL9400127A - Een reaktor met daarin een gesuspendeerde bacteriemassa voor de verwijdering van ongewenste componenten uit een gasstroom. - Google Patents

Description

Een reaktor met daarin een gesuspendeerde bacteriemassa voor de verwijdering van ongewenste componenten uit een gas-stroom.

Met name in de milieutechnologie worden bacteriën gebruikt om een vaak grote gasstroom in een daartoe geschikte reactor geheel of gedeeltelijk te ontdoen van ongewenste componenten .

Een overzicht van de hierbij gebruikte reaktoren is gepubliceerd door S.P.P. Ottengraf en R.M.M. Diks in Proceedings of ISEB-1, April 1991, Oostende, pag. 353-367. Biofilters, biologische trickling filters en bioscrubbers zijn gebruikelijke reaktoren.

Omdat bij een biofilter het compostbed statisch aanwezig is, heeft het als belangrijk nadeel dat schommelingen in o.a. de zuurgraad in het bed moeilijk kunnen worden gecorrigeerd. Ook kan het compostbed in de loop van de tijd inklinken, waardoor het zuiveringsrendement afneemt en de gasweerstand toeneemt. Tevens dient de te behandelen gasstroom vaak vooraf bevochtigd te worden omdat anders het compostbed uitdroogt en daardoor zijn aktiviteit verliest.

Bij een biologisch trickling filter wordt getracht genoemde problemen te ondervangen door een waterfase kontinu te recirculeren over een dragerpakket in de reactor. Op het dragerpakket dient zich een aktieve bacteriemassa te ontwikkelen. Extern van de reactor wordt de vloeistoffase op o.a. de zuurgraad gecorrigeerd. Er dient echter een groot vloeistofrecirculatiedebiet te worden toegepast omdat anders gradiënten in de reactor blijven bestaan. Dit vergt hoge energiekosten.

Bij hogere gasbelastingen van het trickling filter kan op het dragerpakket onvoldoende bacteriemassa aanwezig zijn om het aanbod van geabsorbeerde componenten voldoende af te breken. Hierbij is dan ook extern een aktiefslib installatie noodzakelijk om het spui- of recirculatiedebiet na te behandelen.

Bij bioscrubbers wordt een waterfase, met daarin een bio- massa suspensie, over een gepakt bed gerecirculeerd. Extern van de bioscrubber is dus een aktiefslib bassin aanwezig waar in de vloeistoffase o.a. de zuurgraad wordt gecorrigeerd en verdere biologische afbraak plaatsvindt. Ook hier worden grote recirculatiedebieten toegepast.

Zowel het trickling filter als de bioscrubber vereisen een nauwkeurige en complexe bedrijfsvoering om in zowel het gedeelte waar het contact tussen gasfase en vloeistoffase plaats vindt als in het externe aktiefslib gedeelte de juiste condities te handhaven.

Daarnaast zijn de toegepaste dragermaterialen bij de trickling filter en bioscrubber duur in aanschaf.

Tevens vervuilt het dragermateriaal in de loop van de tijd waardoor het gas-vloeistof contact verslechtert en de gasweerstand toeneemt.

De uitvinding heeft tot doel het ondervangen van de genoemde problemen die ontstaan bij de toepassing van het biofilter, trickling filter en bioscrubber bij gaszuivering.

De uitvinding voorziet hierin door de te behandelen gas-stroom direct op een bepaalde hoogte in een waterige suspensie van bacteriën te leiden.

De toegepaste bacteriën kunnen zowel vlokvormend, korrelvormend of geïmmobiliseerd zijn. Een gelijkmatige verdeling van de gasstroom over een gedeelte van de horizontale doorsnede van de bacteriesuspensie kan hierbij, in verband met de noodzakelijk op te wekken vloeistofstroming, het meest gunstigste zijn.

De uitvinding die hieronder verder wordt beschreven, is schematisch weergegeven in de figuur.

Voor het inbrengen van de gasstroom 1 in de reactor kunnen o.a. de daartoe in de waterzuivering gebruikelijke beluch-tingssystemen, zoals INKA- of plaatbeluchters, worden toegepast .

Wanneer de bacteriën aëroob zijn dan kan het gasinbrengsys- teem tevens als zuurstofinbrengsysteem fungeren. Als de te behandelen gasstroom hierbij onvoldoende zuurstof bevat, dient (lucht)zuurstof aan de gasstroom te worden toegevoerd. De vloeistofhoogte 2 van de suspensie boven het gasinbreng-systeem 3, die nodig is om een bepaalde zuiveringsgraad van het gas te bereiken, hangt onder andere af van de vloeistof-oplosbaarheden en gasconcentraties van de ,uit de gasstroom, te verwijderen componenten. Tevens spelen de gasbelgrootte in de suspensie en de aktiviteit van de biomassa een belangrijke rol. Omdat bovengenoemde factoren in de praktijk zeer variabel kunnen zijn, dient de minimaal benodigde vloeistofhoogte boven het gasinbrengsysteem 3 experimenteel te worden vastgesteld.

Ook onder het gasinbrengsysteem 3 is een vloeistofhoogte 4 aan bacteriesuspensie aanwezig. Hoewel dit volume bacterie-suspensie niet wordt belucht is zij, door de goede menging, wel aktief bij de omzetting van de, uit de gasstroom, geabsorbeerde componenten. De vloeistofhoogte onder het gasinbrengsysteem 3 is als het ware een intern aktiefslibbassin. Als gevolg hiervan kunnen hogere gasbelastingen per m2 reaktordoorsnede worden toegepast in vergelijking met een reaktor waarbij alleen een bacteriesuspensie boven het gasinbrengsysteem aanwezig is.

Daarnaast kan het volume aan bacteriesuspensie onder het gasinbrengsysteem worden gebruikt als extra bufferopslag voor afbraakprodukten die kunnen ontstaan bij de biologische reiniging van lucht. Afbraakprodukten van biologische reiniging van lucht kunnen bij een bepaalde concentratie remmend werken op de biologische omzetting. Bij een extra buffercp-slag duurt het langer voordat die concentratie wordt bereikt en dus de vloeistof geheel of gedeeltelijk moet worden vervangen.

Het, op de bovengenoemde wijze, in contact brengen van een vaak grote gasstroom met een bacteriesuspensie, heeft tevens als groot voordeel dat de vloeistoffase voldoende gemengd is. Deze menging ontstaat doordat de gasstroom 1 een vloei- stofcirculatie 5 in de reaktor opwekt. In de Ingenieur, 21 mei, 1971, pag. 39-50, wordt door S.S.P. Ottengraf aangetoond dat er bij INKA-beluchting reeds bij een superfici-ële luchtsnelheid van 0,029 m/s een vrijwel volledige menging ontstaat in een bassin met een verhouding van 4,2 voor de vloeistof boven/onder de elementen.

Door het goed gemengd zijn van de vloei stof fase ontstaan er nauwelijks gradiënten in de vloeistoffase die plaatselijk de bacterieaktiviteit kunnen verstoren.

Daarnaast is, als gevolg van het goed gemengd zijn, de samenstelling van de gehele vloeistoffase, bijvoorbeeld met betrekking tot de zuurgraad, eenvoudig te corrigeren. De meting van bijvoorbeeld de zuurgraad en de correctie ervan kan op een willekeurige positie in de vloeistoffase direct in de reactor zelf plaatsvinden.

Door op bovengenoemde wijze de te zuiveren gasstroom in een bacteriesuspensie te leiden is voorbevochtiging van de gasstroom niet nodig. Duur dragermateriaal hoeft ook in de voorgestelde gaszuiveringsreactor niet te worden toegepast. De constructie van de voorgestelde gaszuiveringsreaktor is eenvoudig en daarom ook goedkoop in vergelijking met bijvoorbeeld de bioscrubber. Door de relatief eenvoudige constructie en uitvoering van de gaszuiveringsreaktor is ook de bedrijfsvoering relatief eenvoudig.

Claims (1)

1. CONCLUSIE. Het octrooi betreft hier een bepaald type reaktor voor de zuivering van een gasstroom d.m.v. bacteriën. Deze gaszuive-ringsreaktor wordt gekenmerkt doordat de te zuiveren gasstroom via een gasverdeelsysteem, over een gedeelte van de horizontale doorsnede van de reaktor, op een bepaalde hoogte in een bacteriesuspensie wordt geleid. Boven het gasverdeelsysteem vindt stofoverdracht plaats van de gasfase naar de vloeistoffase. De bacteriesuspensie boven en met name, door de goede menging, ook onder het gasverdeelsysteem is aktief in de afbraak van de overgedragen componenten. Hierdoor kunnen relatief hoge gasbelastingen per m2 reaktordoorsnede worden toegepast. Omdat het op deze wijze van inbrengen van een gasstroom een goede menging veroorzaakt, is de gehele reaktor dusdanig gemengd dat uniforme condities in de reaktor aanwezig zijn. Dit is gunstig voor de aktiviteit van de biomassa en tevens zijn hierdoor controle en regeling van de vloeistoffase in de reaktor relatief eenvoudig.