WO2009095035A1 - Biofilter mit definierten strömungskanälen - Google Patents

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WO2009095035A1
WO2009095035A1 PCT/EP2008/000785 EP2008000785W WO2009095035A1 WO 2009095035 A1 WO2009095035 A1 WO 2009095035A1 EP 2008000785 W EP2008000785 W EP 2008000785W WO 2009095035 A1 WO2009095035 A1 WO 2009095035A1
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exhaust air
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Fritz Hakemann
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Fritz Hakemann
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • B01D53/85—Biological processes with gas-solid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0266—Other waste gases from animal farms
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the invention relates to a filter for cleaning exhaust air formed in biological degradation processes according to the preamble of claim 1.
  • conventional filters for cleaning exhaust air formed during biodegradation processes consist of materials of different origin, such as biological materials, such as wood, straw, peat or hay, or of plastics of different composition and structure.
  • the document DE 36 41 178 C2 describes a filter for purifying exhaust gases containing organic impurities, with a carrier layer of a mixture of peat, calcium carbonate, vegetarian waste, compost or bark, wherein the carrier layer is populated with microorganisms.
  • the document DE 101 10 519 A1 describes a filter for cleaning air from animal barns with a first load-bearing layer of wood scraps and a subsequent downstream layer of finer, non-acidic wood material.
  • Document DE 42 04 190 A1 discloses a method and a device for cleaning gases laden with pollutants.
  • the raw gas is moistened and fed to a biofilter, which has a bed of populated with microorganisms carrier material.
  • the loaded with the pollutants gas is passed through the bed, the microorganisms absorb the pollutants.
  • the bed is sprinkled with water and nutrients and toxins.
  • VDI-DIN manual "clean air”, Volume 6, VDI manual “Environmental Technology” describes a biofilter for biological waste gas purification with an organic filter material from a mixture of styrofoam and compost with other additives.
  • the styrofoam balls used are used to maintain a homogeneous structure of the material mixture.
  • the document DE 42 35 591 A1 describes a biofilter for cleaning organically contaminated exhaust air containing a horizontal, air-permeable filtered by the exhaust air filter substrate as a carrier material for bioactive, the organic exhaust air consuming microorganisms.
  • the filter substrate is formed of a loose mass of soft, fine particles such as wood chips, wood flour, cork or foam granules, fibers and the like and is supported by an air-permeable support.
  • an irrigation device for moisturizing the microorganisms is arranged in the filter substrate.
  • a separate, air-permeable, traversed by the exhaust air exchangeable filter mat is arranged above the filter substrate.
  • Straight filter of this kind which are based on a random heap of different materials with widely varying particle diameters, have the disadvantage that the flow channels in which the exhaust air is transported through the filter, have an undefined structure, whereby the residence time of the exhaust air in the filter is uncontrollable, and the reproducibility and efficiency of the cleaning process of the exhaust air are affected. Furthermore, in such unstructured heaps of flow resistance is very large, so that in a complex manner, a high pressure must be built to squeeze the exhaust air through the filter. This increases the operating and maintenance costs of the filter.
  • the invention is therefore based on the invention to provide a filter that ensures a defined and controllable flow path of the exhaust air in the filter and thus a consistent and reproducible efficiency of the cleaning process. Furthermore, an operation of the filter should be made possible with the least possible expenditure of energy.
  • An essential core idea of the invention is therefore to provide uniformly structured flow channels in the filter material for the transport of the exhaust air, in which the exhaust air is controlled and flows through the filter with a specific flow profile. In this way, a constant efficiency of the exhaust air purification is achieved, whereby unwanted flow anomalies such as bypass flows and dead zones, can be largely avoided.
  • the required pressure, which is necessary to push the exhaust air through the filter significantly reduced and can be between 50 and 80 Pa.
  • the width of the flow channels is advantageously a few mm, in particular it is between 3 to 8 mm.
  • the flow resistance increases uneconomically strong, while at wider flow channels, the residence time of the exhaust air in the channels is very low, and thus the cleaning effect is reduced accordingly.
  • the filter material used Due to the surface roughness of the filter material used a sufficient turbulence of the air flowing through the flow channel exhaust air is achieved. This turbulence is sufficient to carry out the biological treatment of the exhaust air.
  • the surface roughness of the materials used can be further increased by roughening.
  • the filter material preferably has transverse channels. These transverse channels can be used as blind channels or as continuous connecting channels, which connect the defined flow channels to one another. that, be trained. As a result, the turbulence of the exhaust air flow and the mixing of the exhaust air can be improved.
  • the defined flow channels are designed to be wave-shaped in the direction of the exhaust air flow, so that the wave vector is substantially parallel to the main flow direction. This can be achieved by using plates with a wave-shaped profile. Due to the undulating course of the flow channels, on the one hand, the available surface for the adsorption is increased and, on the other hand, the turbulence of the exhaust air flow is improved. Both factors increase the efficiency of the exhaust air purification caused by the filter.
  • a filter material for example, corrugated roofing panels of bitumen, synthetic resin, fiber cement or other composites of cement and tensile fibers, or aluminum are suitable. Also wave-shaped plates made of styrofoam or foam are suitable.
  • spacers for example in the form of blocks and in particular of a non-decomposable material, can be provided.
  • a distance between the plates of a few mm, in particular 6 to 8 mm.
  • the plates used may suitably have dimensions of one to several meters, for example 2 to 2.5 m, and a thickness of a few cm, in particular 40 to 50 mm.
  • the depth of the notches is expediently a few mm.
  • the relevant surface roughness of the panels is either material-related, such as the natural roughness of wood due to the grain and the annual rings, as well as the porosity of foams, or the roughness is only produced by a later roughening process.
  • end grain wood refers to the cross-sectional area that is created when a log is cut transversely to the length, ie across the fiber, so that the annual rings can be seen as circles.
  • This wood has a high roughness on its cut surface and is also very resilient.
  • the flow channels preferably a comb with a depth of a few cm, for example 2-3 cm.
  • the comb should suitably so in the Be cut wood that the flow direction of the exhaust air is perpendicular to the axial axis of symmetry of the annual rings.
  • perforated plates such as sound insulation, offset and arranged horizontally to each other.
  • a distance of a few cm, in particular 2-3 cm be provided so that the air through the perforated plates undergoes considerable turbulence.
  • louver plates can be spaced apart by spacers, so that a further turbulence of the air is generated.
  • the plate is in a prismatic form. As a result, the removal of registered or formed by condensation water is best ensured.
  • the humidifier ensures a constant moisture content of the filter material, an even distribution of moisture and a homogeneous humidity.
  • the filter material may be made of a wide variety of materials, it is preferred if the filter material comprises plastics.
  • Plastics are relatively inert and do not decompose even after a long time in a humid, chemically aggressive environment.
  • plastics are relatively inexpensive to manufacture, the material properties such as particle size, porosity, density, interface properties, etc., can be varied almost arbitrarily and adapted to the respective requirements.
  • the plastic is particularly preferably a foam, in particular an open-cell foam.
  • Foams have a relatively high surface roughness, thereby efficiently effecting the required turbulence and mixing of the exhaust air passing over it. In addition, foams are easy to work with low tooling costs.
  • Foams include thermoplastic foams such as polystyrene, polypropylene and polyvinyl chloride, elastomeric foams such as flexible polyurethane foam or nitrile rubber, and thermosetting foams such as rigid polyurethane foam and phenolic resins. Particularly suitable are polystyrene and rigid polyurethane foams.
  • Polystyrene also known as styrofoam
  • styrofoam is very inexpensive and has a relatively low density, which facilitates the transport of the filter.
  • styrofoam features a high surface roughness.
  • polyurethane hard foams are distinguished by a high level of strength and mechanical stability in addition to a likewise large surface roughness. Together these foams are their low thermal conductivity, whereby the heat generated by the biological decomposition processes remains largely present in the interior of the channels and positively supports the kinetics of the degradation processes.
  • the existing surface roughness also serves to house the microorganisms responsible for the biodegradation processes and to provide them with sufficient surface area for settlement.
  • the filter material is arranged in several layers. It is preferred if the layers of the filter material differ with regard to the number and / or the average cross section of the flow channels. As a result, a variability of the available adsorbable surface is achieved.
  • the layers of filter material in the flow direction have an increasing number of flow channels and / or a decreasing cross-section of the flow channels.
  • the concentration of impurities and the moisture content will decrease in the course of the filtering process, so that an increase in the specific surface by increasing the number of flow channels has a favorable effect on a more necessary adsorption of the pollutants and moisture contained in the exhaust air.
  • the swirling and mixing of the exhaust air increases, thereby causing a longer residence time of the exhaust air in the further course of the flow and thus also achieving a reduction of the residual pollutant concentration.
  • the filter material is provided on flow-through grates.
  • air-permeable mats such as grid mats, perforated plates and the like can be used. The filter material stored on these grates can be easily replaced if necessary.
  • the grates can also be provided between the respective layers of the filter material in order to be able to easily adapt the structure of the filter, for example, depending on the type and composition of the exhaust air by changing the filter layers.
  • the layers can be replaced, which were most contaminated in the course of cleaning the exhaust air or lost by the entry of foreign particles in effectiveness. A costly replacement of the entire filter material is thus superfluous, since only the affected layers can be replaced separately.
  • the layers may be cleaned by means of the temporary or continuous humidification system, which may act as a washing device.
  • the filter which can also be referred to as biofilter, is inoculated with microorganisms or treated with protein-containing substances, such as enzymes.
  • microorganisms or protein-containing substances are able to absorb organic contaminants and pollutants from the exhaust air and convert them into harmless substances.
  • the microorganisms or the protein-containing substances pathogenic bacteria and germs that may be contained in the exhaust air, killed, so that the exhaust air can be released substantially free of pollutants and pathogens in the environment.
  • the microorganisms or protein-containing substances are relatively resistant to external influences, show high activity in the uptake and conversion of organic substances and are largely harmless, so that there is no risk of uncontrolled spread of the germs outside the filter or a transmission of diseases to humans ,
  • the filter can also be used in the vicinity of residential areas.
  • the inoculation with microorganisms or the treatment with protein-containing substances is time-dependent, after a long standstill or after a defined volume throughput.
  • the filter preferably also has biomaterial, in particular in the form of a plate.
  • biomaterial in particular in the form of a plate.
  • a plate-shaped biomaterial for example, particle boards and veneer or plywood panels can be used.
  • biomix materials that is a mixture of inorganic and organic materials, are also suitable. Such a mixture can be pressed into sheet form with a component having a binding effect, such as cement or synthetic resin.
  • Biomaterial that is material of biological origin, such as wood, is present in large renewable resources and can often be obtained relatively inexpensively. Furthermore, it has mostly advantageous material properties such as low density and high porosity and can be disposed of simply and ecologically compatible after use. In addition, any added microorganisms may develop particularly well in a natural biomaterial environment. Alternatively, one or more further layers may include hay, straw, wool, peat, humus, compost, etc. or generally biological material containing natural polymers such as cellulose, lignin or keratin.
  • the biomaterial comprises wood or bamboo material.
  • Such materials have a high moisture storage capacity and thereby support the biological purification processes which require some water content to maintain the metabolic and transport processes.
  • most wood species have a generally pleasant fresh fragrance that can counteract the unpleasant odor components of the exhaust air.
  • the acceptance of such a filter also within Residential areas improved.
  • corresponding biomaterials are present on a large scale in the biosphere and correspondingly inexpensive to purchase.
  • the relatively low mechanical strength allows easy processing in virtually any geometry and size.
  • the specific surface of the material can be varied within a wide range by appropriate thermal and / or mechanical treatment.
  • biomaterial disposed downstream of the filter material have a smaller average structure or particle size than biomaterial located upstream of the filter material.
  • the filter material is disposed in one or more intermediate filter layers, wherein the biomaterial is disposed upstream and downstream of the filter material.
  • the filter material can be adapted specifically to the task as a core filter, while the biomaterial takes over the function of a prefilter, in the upstream arrangement, and that of a post-filter, in the downstream arrangement.
  • biomaterial is provided on flow-through grates.
  • air-permeable mats such as grid mats, perforated plates and the like can be used. If necessary, the filter material stored on these grates can be easily replaced.
  • the grates can also be provided between the respective layers of the biomaterial in order to be able to easily adapt the structure of the filter in accordance with the type and composition of the exhaust air by changing the layers. Above all, it is possible to replace the layers which have been most heavily contaminated in the course of cleaning the exhaust air, have lost their effectiveness by introducing foreign material or have already been greatly degraded by decomposition processes. A costly replacement of the entire biomaterial is thus superfluous, since only the affected layers can be exchanged separately.
  • biomaterial defined flow channels are provided for the exhaust air, which are arranged substantially parallel to the main flow direction of the exhaust air.
  • the biomaterial is made of wood, in particular in the downstream region.
  • the wood should be resin-free and may be, for example, beech, limewood or poplar wood.
  • downstream biomaterial made of thin wood, for example made of Absperrfurnieren.
  • plates with a thickness of 3 mm to 1 cm are suitable for this purpose.
  • wooden boards of pallets can be used.
  • the downstream biomaterial moistening device is provided.
  • the water discharged from the humidifier is efficiently taken up by the biomaterial, stored, and gradually released to the lower layers.
  • a further moistening device may be provided in the upstream direction between the biomaterial and the filter material.
  • the moistening device may alternatively have permanently installed spray nozzles or nozzles arranged movably on a carriage. By a lateral movement of the carriage over the entire cross section of the filter, the filter and / or the biomaterial is evenly supplied with moisture or, if necessary, washed with a moistening system functioning as a washing device.
  • the filter has an upstream settling chamber, which in particular has a water collecting tray.
  • the flow velocity of the supplied exhaust air is significantly reduced by their relatively large flow cross section, so that larger particles that are in the exhaust air can settle due to gravity and do not get into the filter.
  • the water sump serves to absorb excess moisture, which drips down.
  • the lower section of the filter system can be designed as a washing device.
  • the water collected in the drip tray is cleaned by a downstream sand filter of coarser impurities.
  • an ozone plant and / or a UV light system may be provided to further purify the water by oxidation of organic contaminants or by exposure to germicidal UV light.
  • the thus treated and purified water is capable of being supplied to the humidifier and re-entering the circuit.
  • a vaccination device is provided with a pump which feeds acidic water into the circulation.
  • Both acidic and organic acids are suitable for acidifying the water.
  • inorganic mineral acids such as sulfuric acid, are suitable as acidulants.
  • the filter or biomaterial inoculated with acidic water and the ammonia discharged from the stable be neutralized.
  • an ammonium salt in the case of the use of sulfuric acid ammonium sulfate formed, which can be used as fertilizer on.
  • a control device with a pH sensor can be provided, which measures the pH value at various points in the filter and activates the vaccination device when a critical pH value is exceeded.
  • the settling chamber may have a floor rinse. With this soil rinse, the particles that have accumulated in the settling chamber, be removed and passed into a suitable container.
  • the bottom of the settling chamber is designed as an inclined plane.
  • the opening to the water inlet is then on the raised side of the plane, while on the lower side there is an outlet.
  • the sedimented particles are flushed away from the recessed water and fed through the outlet to a container.
  • the exhaust air supplied to the filter thereby experiences a change in the flow direction by at least 90 °.
  • the particles contained in the flow are deposited by the centrifugal forces occurring in an increased degree in the settling chamber.
  • the filter has at least one control device, for example as a fan or fan device for controlling the exhaust air supplied to the filter.
  • a control device for example as a fan or fan device for controlling the exhaust air supplied to the filter.
  • the volume flow is primarily temperature-controlled, ie the filter is operated at high temperature with a high volume flow and at low temperature with a low volume flow, with the pollutant concentration in addition can be considered far, as at a high concentration taking into account the limited capacity of the filter, a lower flow rate is advantageous, while at a low concentration of pollutants and a higher volume flow of exhaust air from the filter can be processed.
  • a humidity sensor can be used which is connected to and controls the humidification system.
  • a uniform moistening of the filter material is essential for the absorption of pollutants in the filter material and for optimal activity of the microorganisms present in the filter material.
  • the filter is coated with a corrosion-resistant material, in particular with stainless steel. This allows the filter to be operated outdoors for extended periods of time.
  • Figure 1 is a vertical cross section through a filter and a stable area.
  • FIG. 2 is a plan view of a portion of a filter module
  • FIG 3 is a plan view of a filter module with comb structure.
  • Fig. 4 is a plan view of a filter module with notches.
  • the filter 1 is connected to a stable 63 via a connecting section 65, which is roofed over by a roof 67. Between the stable 63 and the filter 1 is a fan 60. The fan 60 sucks air from the stall 63 into the filter inlet 13, which has a settling chamber 15.
  • the filter 1 forms a flow resistance, a pressure builds up in the settling chamber 15 and the filter inlet 13.
  • particles which are derived from the food of the animals, feathers or hair can be. Also dust is carried in the air. These particles may settle in the bottom of the settling chamber 15.
  • the settling process of the particles is favored by two factors.
  • the settling chamber 15 has a substantially larger flow cross-section than the filter inlet 13. The flow velocity is thereby significantly reduced and the particles have the opportunity to settle.
  • the flow direction is deflected in each case by 90 ° at the transition from the filter inlet 13 into the settling chamber 15 and the transition from the settling chamber 15 into the filter 1, whereby the settling effect is assisted.
  • the filter material 10 consists of vertically embedded rigid foam plates with a comb structure, which lie close to each other in a parallel arrangement and are supported by a lower flow-through grate 33. Due to the comb structure of the rigid foam plates, vertical flow channels 12 are formed between the individual plates. This arrangement of rigid foam plates forms the first filter stage. This filter stage can be separated separately from other units of the filter if required.
  • a humidity sensor 11 for measuring the moisture present in the filter material 10.
  • Adjacent to the filter material 10 is located in the downstream direction of a moistening device 20. The moistening device 20 is arranged in a gap 35.
  • the moistening device 20 has a carriage, which is horizontally movable by means of rollers in the intermediate space 35. On the carriage a scrubber nozzle tube is provided, which discharges water to the underlying filter material 10. By a periodic movement of the carriage in the horizontal direction over the entire width of the filter 1, a uniform humidification of the filter material 10 is ensured. The movement of the carriage is controlled semi or fully automatically, wherein the water discharge rate is controlled by the humidity sensor 11.
  • the moistening device 20 is supplied with water via a water return line 50.
  • the biomaterial 30 is formed from thin wood panels with notches arranged vertically. Through the notches on the thin wood plates flow channels 12 are formed in the vertical direction between the individual plates. This stage of biomaterial 30 is supported on a second air-permeable grate 37.
  • spray nozzles 45 which are permanently installed and moisten the underlying biomaterial 30.
  • the exhaust air entering the filter 1 from the settling chamber 15 flows through the filter material 10 made of hard foam within the flow channels 12, whereby due to the given porosity of the rigid foam 12 turbulences of the exhaust air form on the inner surface of the flow channels, which ensure a uniform mixing of the exhaust air , Within the pores on the inside of the flow channels 12 are the microorganisms which decompose adsorbed pollutant molecules.
  • the already pre-cleaned exhaust air in this way enters the further filter stage from biomaterial 30 and flows through this layer in the flow channels 12 formed therein.
  • the surface roughness required for the turbulence of the exhaust air within the flow channels 12 is brought about by the roughness of the thin wood panels.
  • flow channels 12 microorganisms are settled, which allow further degradation of organic contaminants.
  • the filter outlet 40 the largely odor-neutral, germ-free, filtered air exits and is released to the environment.
  • the grids 33, 37 provided between the layer of filter material 10 and the layer of biomaterial 30 are permeable to air and allow the exhaust air to flow through. In addition, with the help of the grates 33, 37, the individual layers can be exchanged separately.
  • microorganisms are contained in commercially available substrates or liquids (so-called "bread drink") . The inoculation of the filter 1 with the microorganisms can then take place, for example, by sprinkling or pouring the substrates containing the microorganisms or the liquid from above into the filter 1.
  • the inoculation with microorganisms can be repeated after a longer standstill, after certain time intervals or after a certain volume throughput.
  • the microorganisms are able to absorb and convert the gases present in the exhaust air, such as methane, ammonia and carbon dioxide.
  • pathogens such as faecal bacteria or streptococci that are in the exhaust air can also be rendered harmless by the microorganisms.
  • this microbiological purification is carried out by lowering the flow rate and by the two-fold change in the flow direction within the settling chamber 15 and a separation of larger particles. Through these two purification steps, that is, the mechanical cleaning by the settling process within the settling chamber 15 and the microbiological purification by the microorganisms, a far-reaching filtration of extracted from the stable 63 exhaust air, which can then be discharged to the environment without the environment with disturbing odors or pathogens.
  • a moisture sensor 11 which measures the moisture content within these layers and if necessary activates the moistening device 20 or the spray nozzles 45.
  • Another air sensor 18 may be provided within the stall 63, and measures the present air load of organic pollutants or larger particles.
  • the moistening device 20 and the spray nozzles 45 distribute the moisture as homogeneously as possible from above onto the layer of filter material 10 or onto the layer of biomaterial 30. By means of gravity and capillary effects, the moisture is distributed into the regions lying further down.
  • a certain moisture content of the filter material 10 and the biomaterial 30 is essential in order to improve the absorptive capacity of the filter and to support the necessary mass transfer processes. Furthermore, many microorganisms rely on some moisture to maintain their population density. In addition, due to its high specific heat capacity, water is very well suited as a heat reservoir and compensates for any temperature gradients that may occur.
  • the prepurified water in this way enters an ozone system 57, which degrades organic impurities by oxidation of these substances or in particular kills anaerobic microorganisms by the action of free-radical oxygen.
  • the water is further treated with a UV light system 58, which kills existing microorganisms and decomposes organic molecules by the high-energy UV radiation.
  • the purified water is sufficiently treated and can be re-fed to the humidifier 20 to close the cycle.
  • the hydraulic energy to maintain the water cycle is provided by a pump 55 whose activity determines the flow rate.
  • the activity of the pump 55 is regulated by means of the humidity sensor 11 within the layer of filter material 10.
  • FIG. 2 shows the schematic structure of a filter module 70 on the basis of an enlarged plan view of a section of a module of the filter 1.
  • transverse plates 74 are provided in a parallel arrangement, which divide the space between the base plates 72 into individual flow channels 12.
  • the material of the transverse plates 74 and the base plates 72 is different. While the base plates 72 are made of styrofoam or other foams, a wood material is selected for the transverse plates 74.
  • the transverse plates 74 may also be made of plastics, in particular foam material or polystyrene. The respective selection of the individual materials depends in particular on the weight and cost aspects as well as on the surface roughness of the individual materials.
  • FIG. 3 shows, in an enlarged plan view, a further possible embodiment for a filter module 70 with a comb structure.
  • the individual flow channels 12 are formed by the spaces between the fins 84.
  • the individual filter modules 70 may be in contact with each other or spaced apart. In this way, a very large surface is achieved, which is essential for the adsorption capacity and the efficiency of the filter 1.
  • For the comb structures are particularly the so-called end grain or easily processed rigid foams.
  • FIG. 4 shows an enlarged plan view of another possible embodiment of a filter module 70.
  • the filter plates 80 have on their surface notches 84 with a depth of a few mm.
  • the flow channels 12 are formed by juxtaposition of the individual filter plates 80. It is possible, the individual notches 84 of the filter plates 80 offset from each other to order. In this way, a greater density of flow channels 12 is formed. Such notches 84 can be easily produced with common milling equipment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen von bei biologischen Abbauprozessen gebildeter Abluft, wobei der Filter Filtermaterial mit definierten Strömungskanälen in der Hauptströmungsrichtung der Abluft aufweist, wodurch eine effiziente und geregelte Belüftung des Filtermaterials bei geringem Druckverlust ermöglicht wird.

Description

Weber & Heim * n D-381477o9dM Mü-anscs hhee3n
De utsche Patenta nwä lte Tel. +49-(0)89 799047
European Patent Attorneys Fax +49-(0)897915256
European Trademark Attorneys mail@weber-heim.de
H 861
Biofilter mit definierten Strömungskanälen
Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen von bei biologischen Abbauprozessen gebildeter Abluft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Allgemeinen bestehen herkömmliche Filter zum Reinigen von bei biologischen Abbauprozessen gebildeter Abluft, wie sie insbesondere in der Landwirtschaft auftreten, aus Materialien unterschiedlichen Ursprungs, wie biologischen Materialien, beispielsweise Holz, Stroh, Torf oder Heu, oder aus Kunststoffen mit verschiedener Zusammensetzung und unterschiedlichem Aufbau.
Das Dokument DE 36 41 178 C2 beschreibt einen Filter zur Reinigung von Abgasen, die organische Verunreinigungen enthalten, mit einer Trägerschicht aus einer Mischung von Torf, Calciumcarbonat, vegetarischen Abfällen, Kompost oder Baumrinde, wobei die Trägerschicht mit Mikroorganismen besiedelt ist.
In der Druckschrift DE 101 10 519 A1 wird ein Filter zur Reinigung von Luft aus Tierställen mit einer ersten tragenden Schicht aus Holzschwarten und einer sich stromab anschließenden Schicht aus feinerem, nicht sauer reagierendem Holzmaterial beschrieben.
Druckschrift DE 42 04 190 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von mit Schadstoffen beladenen Gasen. Dabei wird das Rohgas befeuchtet und einem Biofilter zugeführt, der eine Schüttung aus mit Mikroorganismen besiedeltem Trägermaterial aufweist. Das mit den Schadstoffen beladene Gas wird durch die Schüttung hindurchgeleitet, wobei die Mikroorganismen die Schadstoffe aufnehmen. Die Schüttung wird mit Wasser sowie Nähr- und Giftstoffen berieselt. Die Druckschrift VDI-DIN Handbuch „Reinhaltung der Luft", Band 6, VDI-Handbuch „Umwelttechnik", beschreibt einen Biofilter zur biologischen Abgasreinigung mit einem organischen Filtermaterial aus einer Materialmischung von Styropor und Kompost mit weiteren Additiven. Die verwendeten Styroporkugeln werden zur Erhaltung einer homogenen Struktur der Materialmischung eingesetzt.
Das Dokument DE 42 35 591 A1 beschreibt einen Biofilter zum Reinigen von organisch belasteter Abluft, der ein horizontales, luftdurchlässiges von der Abluft durchströmtes Filtersubstrat als Trägermaterial für bioaktive, die organische Abluftbelastung verzehrende Mikroorganismen enthält. Das Filtersubstrat ist aus einem losen Haufwerk weicher feiner Teilchen wie Holzschnitzel, Holzmehl, Kork- oder Schaumstoffgranulat, Fasern und dergleichen gebildet und ist von einer luftdurchlässigen Unterlage abgestützt. Oberhalb des Filtersubstrats ist eine Bewässerungseinrichtung zum Feuchthalten der Mikroorganismen im Filtersubstrat angeordnet. Ferner ist oberhalb des Filtersubstrats eine gesonderte, luftdurchlässige, von der Abluft durchströmte austauschbare Filtermatte angeordnet.
Gerade Filter dieser Art, die aus einem regellosen Haufwerk von unterschiedlichen Materialien mit stark variierenden Teilchendurchmessern basieren, weisen den Nachteil auf, dass die Strömungskanäle, in denen die Abluft durch den Filter transportiert wird, eine Undefinierte Struktur aufweisen, wodurch die Verweilzeit der Abluft im Filter unkontrollierbar ist, und die Reproduzierbarkeit sowie der Wirkungsgrad des Reinigungsprozesses der Abluft beeinträchtigt werden. Ferner ist bei derartigen unstrukturierten Haufwerken der Strömungswiderstand sehr groß, so dass in aufwändiger Weise ein hoher Druck aufgebaut werden muss, um die Abluft durch den Filter zu pressen. Dies erhöht die Betriebs- und Wartungskosten des Filters.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, einen Filter bereitzustellen, der einen definierten und kontrollierbaren Strömungsverlauf der Abluft im Filter und somit eine beständige und reproduzierbare Effizienz des Reinigungsprozesses gewährleistet. Ferner soll ein Betrieb des Filters bei möglichst geringem Energieaufwand ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Filter gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung ist es daher, in dem Filtermaterial definierte gleichmäßig strukturierte Strömungskanäle für den Transport der Abluft vorzusehen, in denen die Abluft kontrolliert und mit einem bestimmten Strömungsprofil durch den Filter strömt. Auf diese Weise wird ein konstanter Wirkungsgrad der Abluftreinigung erreicht, wobei unerwünschte Strömungsanomalien wie Bypass-Strömungen und Totzonen, weitgehend vermieden werden können. Zudem wird der erforderliche Druck, der nötig ist, um die Abluft durch den Filter zu drücken, deutlich verringert und kann zwischen 50 und 80 Pa betragen.
Sofern die Strömungskanäle parallel zur Gravitationsrichtung angeordnet sind, kann durch den Auftrieb aufgrund der bestehenden Dichteunterschiede zwischen warmer und kalter Abluft eine weitere Druckminimierung erreicht werden.
Die Breite der Strömungskanäle beträgt vorteilhafterweise einige mm, insbesondere liegt sie zwischen 3 bis 8 mm. Bei engeren Strömungskanälen steigt der Strömungswiderstand in unwirtschaftlicher Weise stark an, während bei breiteren Strömungskanälen die Verweilzeit der Abluft in den Kanälen sehr gering ist, und dadurch der Reinigungseffekt entsprechend reduziert wird.
Durch die Oberflächenrauigkeit des verwendeten Filtermaterials wird eine ausreichende Verwirbelung der durch den Strömungskanal strömenden Abluft erreicht. Diese Verwirbelung reicht aus, um die biologische Behandlung der Abluft durchführen zu können. Die Oberflächenrauigkeit der verwendeten Materialien kann durch Aufrauungsverfahren weiter erhöht werden. Ferner ist es denkbar, die Strömungskanäle durch Einkerbungen auf der Oberfläche auszubilden. Es bietet sich insbesondere an, das Filtermaterial durch Verwendung von Platten, die ein- oder beidseitig eingekerbt sind und flächig aneinanderliegen, wobei die definierten Strömungskanäle durch die eingeschnittenen Kerben ausgebildet werden und zur Luftdurchströmung von unten nach oben vorgesehen sind. Dabei können die jeweiligen Einkerbungen nicht nur jeweils gegenüberliegend, sondern auch gegeneinander versetzt angeordnet sein, so dass unterschiedliche Kanäle an den verschiedenen Platten gebildet werden.
Zusätzlich zu den definierten Strömungskanälen weist das Filtermaterial bevorzugt Querkanäle auf. Diese Querkanäle können als Sackkanäle oder als durchgängige Verbindungskanäle, welche die definierten Strömungskanäle untereinander verbin- den, ausgebildet sein. Dadurch können die Turbulenz der Abluftströmung und die Durchmischung der Abluft verbessert werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die definierten Strömungskanäle in Richtung der Abluftströmung wellenförmig ausgebildet sind, so dass der Wellenvektor im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung ist. Dies kann durch den Einsatz von Platten mit einem wellenförmigen Profil erreicht werden. Durch den wellenförmigen Verlauf der Strömungskanäle wird zum einen die zur Verfügung stehende Oberfläche für die Adsorption vergrößert und zum anderen die Turbulenz der Abluftströmung verbessert. Beide Faktoren erhöhen die Effizienz der durch den Filter bewirkten Abluftreinigung. Als Filtermaterial eignen sich beispielsweise gewellte Bedachungsplatten aus Bitumen, Kunstharz, Faserzement oder anderen Verbundwerkstoffen aus Zement und zugfesten Fasern, oder aus Aluminium. Auch wellenförmige Platten aus Styropor oder Schaumstoff sind geeignet. Um einen weitgehend konstanten Abstand zu den parallel zueinander angeordneten Platten zu erreichen, können Abstandshalter, beispielsweise in Klötzchenform und insbesondere aus einem nicht verrottbaren Material, vorgesehen sein. Vorteilhaft ist ein Abstand zwischen den Platten von einigen mm, insbesondere 6 bis 8 mm.
Die verwendeten Platten können geeigneterweise Abmessungen von einem bis mehreren Metern, beispielsweise 2 - 2,5 m, sowie eine Stärke von einigen cm, insbesondere 40 bis 50 mm, aufweisen. Die Tiefe der Einkerbungen beträgt zweckmäßigerweise einige mm. Die maßgebliche Oberflächenrauigkeit der Platten ist entweder materialbedingt, wie bei der natürlichen Rauigkeit von Holz aufgrund der Maserung und der Jahresringe sowie der Porosität von Schaumstoffen, oder die Rauigkeit wird erst durch ein späteres Aufrauungsverfahren erzeugt.
Wird Holz als Filtermaterial verwendet, so ist insbesondere das sogenannte Hirnholz sehr geeignet. Als Hirnholz wird die Querschnittsfläche bezeichnet, die entsteht, wenn ein Holzstamm quer zur Länge, also quer zur Faser, durchgeschnitten wird, so dass die Jahresringe als Kreise zu sehen sind. Dieses Holz weist auf seiner Schnittfläche eine hohe Rauigkeit auf und ist darüber hinaus sehr belastbar. In das Holz kann zur Ausbildung der Strömungskanäle vorzugsweise ein Kamm mit einer Tiefe von wenigen cm, beispielsweise 2-3 cm, eingefräst werden. Der Kamm sollte geeigneterweise so in das Holz eingeschnitten werden, dass die Strömungsrichtung der Abluft auf der axialen Symmetrieachse der Jahresringe senkrecht steht.
Alternativ ist es denkbar, Lochplatten, beispielsweise Schalldämmplatten, versetzt und waagrecht zueinander anzuordnen. Hier kann ein Abstand von wenigen cm, insbesondere 2-3 cm, vorgesehen sein, so dass die Luft durch die Lochplatten eine erhebliche Verwirbelung erfährt. Diese Luftschlitzplatten können über Abstandshalter voneinander beabstandet sein, so dass eine weitere Verwirbelung der Luft erzeugt wird.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Platte in einer Prismenform vorliegt. Dadurch wird der Abtransport von eingetragenem oder durch Kondensation gebildetem Wasser am besten gewährleistet.
Die Befeuchtungseinrichtung sorgt für einen konstanten Feuchtigkeitsgehalt des Filtermaterials, eine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit sowie eine homogene Luftfeuchtigkeit.
Wenngleich das Filtermaterial aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt sein kann, ist es bevorzugt, wenn das Filtermaterial Kunststoffe aufweist. Kunststoffe sind relativ inert und erfahren auch nach längerer Zeit in einer feuchten, chemisch aggressiven Umgebung keine Zersetzung. Ferner sind Kunststoffe verhältnismäßig preiswert in der Herstellung, wobei die Materialeigenschaften wie Teilchengröße, Porosität, Dichte, Grenzflächeneigenschaften usw. fast beliebig variiert und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden können.
Besonders bevorzugt ist der Kunststoff ein Schaumstoff, insbesondere ein offenzelli- ger Schaumstoff. Schaumstoffe weisen eine relativ hohe Oberflächenrauigkeit auf, wodurch die erforderliche Verwirbelung und der Durchmischung der darüber strömenden Abluft effizient bewirkt wird. Zudem sind Schaumstoffe bei geringen Werkzeugkosten einfach zu bearbeiten. Als Schaumstoffe bieten sich thermoplastische Schäume, wie zum Beispiel Polystyrol, Polypropylen und Polyvinylchlorid, elastomere Schäume, wie zum Beispiel Polyurethanweichschaum oder Nitrilkautschuk, sowie duroplastische Schäume, wie beispielsweise Polyurethanhartschaum und Phenoplaste an. Besonders geeignet sind Polystyrol sowie Polyurethanhartschäume. Polystyrol, auch als Styropor bekannt, ist sehr kostengünstig und weist eine verhältnismäßig geringe Dichte auf, welche den Transport des Filters erleichtert. Ferner weist Styropor eine hohe Oberflächenrauigkeit auf. Demgegenüber zeichnen sich Polyurethan hartschäume neben einer ebenfalls großen Oberflächenrauigkeit durch eine hohe Festigkeit und mechanische Stabilität aus. Gemeinsam ist diesen Schaumstoffen ihre niedrige Wärmeleitfähigkeit, wodurch die durch die biologischen Zersetzungsprozesse entstehende Wärme im Inneren der Kanäle weitgehend vorhanden bleibt und die Kinetik der Abbauvorgänge positiv unterstützt.
Alternativ können auch Holzmaterialien und Kunststoffe in einer Kombination eingesetzt werden. Neben der Verwirbelung und Durchmischung der Abluft dient die vorhandene Oberflächenrauigkeit auch dazu, die für die biologischen Abbauprozesse verantwortlichen Mikroorganismen zu beherbergen und für diese eine ausreichende Oberfläche zur Ansiedelung bereitzustellen.
Vorteilhafterweise ist das Filtermaterial in mehreren Schichten angeordnet. Dabei ist es bevorzugt, wenn sich die Schichten des Filtermaterials hinsichtlich der Anzahl und/oder des mittleren Querschnitts der Strömungskanäle unterscheiden. Dadurch wird eine Variabilität der zur Verfügung stehenden adsorbierbaren Oberfläche erreicht.
Im Verlauf des Filterprozesses ändern sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Abluft, wodurch es notwendig sein kann, entsprechend den vorliegenden Eigenschaften der Abluft die Eigenschaften des Filtermaterials, insbesondere die der zur Verfügung stehenden Adsorbatoberfläche, anzupassen, um eine effektive Reinigung zu ermöglichen.
Ein vorteilhafter Aufbau wird erreicht, wenn die Schichten aus Filtermaterial in der Strömungsrichtung eine zunehmende Anzahl von Strömungskanälen und/oder einen abnehmenden Querschnitt der Strömungskanäle aufweisen. In der Abluft wird im Verlauf des Filtervorgangs die Konzentration an Verunreinigungen und der Feuchtigkeitsgehalt abnehmen, so dass sich eine Erhöhung der spezifischen Oberfläche durch eine Erhöhung der Anzahl der Strömungskanäle günstig auf eine notwendig werdende stärkere Adsorption der in der Abluft enthaltenen Schadstoffe und Feuchtigkeit auswirkt. Ferner wird bei einem abnehmenden mittleren Querschnitt der Strömungskanäle die Verwirbelung und Durchmischung der Abluft erhöht und dadurch im weiteren Strömungsverlauf eine längere Verweilzeit der Abluft bewirkt und somit auch ein Abbau der restlichen Schadstoffkonzentration erreicht. Geeigneterweise ist das Filtermaterial auf durchströmbaren Rosten vorgesehen. Hierfür können luftdurchlässige Matten wie beispielsweise Gittermatten, Lochplatten und dergleichen verwendet werden. Das auf diesen Rosten gelagerte Filtermaterial kann im Bedarfsfall einfach ausgetauscht werden.
Dabei können die Roste auch zwischen den jeweiligen Schichten des Filtermaterials vorgesehen sein, um beispielsweise je nach Art und Zusammensetzung der Abluft durch Wechsel der Filterschichten die Struktur des Filters einfach anpassen zu können.
Insbesondere können die Schichten ausgetauscht werden, die im Verlauf der Reinigung der Abluft am stärksten verunreinigt wurden oder durch den Eintrag von Fremdpartikeln an Wirksamkeit verloren haben. Ein kostenintensiver Austausch des gesamten Filtermaterials wird somit überflüssig, da lediglich die betroffenen Schichten getrennt ausgetauscht werden können. Alternativ zu einem Austausch können die Schichten mit Hilfe der zeitweise oder kontinuierlich betriebenen Befeuchtungsanlage, die dabei als eine Wascheinrichtung fungieren kann, gereinigt werden.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Filter, der auch als Biofilter bezeichnet werden kann, mit Mikroorganismen beimpft oder mit eiweißhaltigen Substanzen, wie beispielsweise Enzymen, behandelt. Diese Mikroorganismen oder eiweißhaltigen Substanzen sind in der Lage organische Verunreinigungen und Schadstoffe aus der Abluft aufzunehmen und in unschädliche Substanzen umzuwandeln.
Zudem werden durch die Mikroorganismen oder die eiweißhaltigen Substanzen krankheitserregende Bakterien und Keime, die in der Abluft enthalten sein können, abgetötet, so dass die Abluft im Wesentlichen frei von Schadstoffen und Krankheitserregern in die Umgebung abgegeben werden kann.
Die Mikroorganismen oder eiweißhaltigen Substanzen sind verhältnismäßig widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse, zeigen eine hohe Aktivität bei der Aufnahme und Umsetzung organischer Stoffe und sind weitgehend ungefährlich, so dass keine Gefährdung durch eine unkontrollierte Ausbreitung der Keime außerhalb des Filters oder eine Übertragung von Krankheiten auf den Menschen besteht. Damit kann der Filter auch im Nahbereich zu Wohngebieten eingesetzt werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Beimpfung mit Mikroorganismen oder die Behandlung mit eiweißhaltigen Substanzen zeitabhängig, nach langem Stillstand oder nach einem definierten Volumendurchsatz.
Um einer variierten Konzentration an organischen Verunreinigungen in der Abluft effektiv entgegenwirken zu können, ist es erforderlich, den Einsatz der Mikroorganismen geeignet zu verändern, da diese nur ein begrenztes Potenzial zur Aufnahme und Verarbeitung der Schadstoffe aufweisen. So wird es nach einem Stillstand oder nach einer niedrigen Schadstoffkonzentration erforderlich sein, die Beimpfung nach einer verhältnismäßig kurzen Zeit oder nach einem ungünstigen Volumendurchsatz zu wiederholen.
Bevorzugt weist der Filter auch Biomaterial, insbesondere in Plattenform, auf. Als platten- förmiges Biomaterial können beispielsweise Spanplatten sowie Platten aus Furnier- oder Sperrholz verwendet werden. Insbesondere eignen sich auch sogenannte Biomix- Materialien, das heißt eine Mischung von anorganischen und organischen Materialien. Eine derartige Mischung kann mit einer Komponente, die einen Bindeeffekt aufweist, wie Zement oder Kunstharz, in Plattenform verpresst werden.
Biomaterial, also Material biologischen Ursprungs, wie beispielsweise Holz, ist in großen nachwachsenden Ressourcen vorhanden und kann häufig verhältnismäßig kostengünstig gewonnen werden. Ferner weist es zumeist vorteilhafte Materialeigenschaften wie eine geringe Dichte und eine hohe Porosität auf und kann nach dem Einsatz einfach und ökologisch verträglich entsorgt werden. Zudem können sich eventuell zugesetzte Mikroorganismen in einer Umgebung aus natürlichem Biomaterial besonders gut entwickeln. Alternativ können eine oder mehrere weitere Schichten Heu, Stroh, Wolle, Torf, Humus, Kompost etc. oder allgemein biologisches Material, das Naturpolymere wie Zellulose, Lignin oder Keratin enthält, aufweisen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Biomaterial Holz- oder Bambusmaterial aufweist. Derartige Materialien weisen eine hohe Feuchtigkeitsspeicherkapazität auf und unterstützen dadurch die biologischen Reinigungsprozesse, die einen gewissen Wassergehalt zur Aufrechterhaltung der Stoffwechsel- und Transportprozesse erfordern. Darüber hinaus weisen die meisten Holzarten einen im Allgemeinen angenehmen frischen Duft auf, der den unangenehmen Geruchskomponenten der Abluft entgegenwirken kann. Dadurch wird die Akzeptanz eines derartigen Filters auch innerhalb von Wohngebieten verbessert. Ferner sind entsprechende Biomaterialien in großem Umfang in der Biosphäre vorhanden und entsprechend kostengünstig zu erwerben.
Die relativ geringe mechanische Festigkeit erlaubt eine einfache Verarbeitung in quasi jeder beliebiger Geometrie und Größe.
Zudem kann durch eine entsprechende thermische und/oder mechanische Aufbereitung die spezifische Oberfläche des Materials in einem weiten Bereich variiert werden.
Es ist weiter anzustreben, dass stromabwärts vom Filtermaterial angeordnetes Biomaterial eine kleinere mittlere Struktur oder Teilchengröße aufweist als stromaufwärts vom Filtermaterial angeordnetes Biomaterial.
In stromabwärtiger Richtung nehmen der Grad der Verunreinigung und die mittlere Teilchengröße der Schadstoffe ab. Um dennoch einen weiteren Reinigungseffekt zu erzielen, kann diesem Effekt über eine ansteigende spezifische Oberfläche durch eine abnehmende Teilchengröße entgegengewirkt werden, da mit zunehmender spezifischer Oberfläche die Absorptions-/Adsorptionsfähigkeit des Materials zunimmt.
Vorteilhafterweise ist das Filtermaterial in einer oder mehren Zwischenfilterschichten angeordnet, wobei stromaufwärts sowie stromabwärts vom Filtermaterial das Biomaterial angeordnet ist.
Dadurch kann das Filtermaterial spezifisch auf die Aufgabe als Kernfilter angepasst werden, während das Biomaterial die Funktion eines Vorfilters, bei stromaufwärtiger Anordnung, und die eines nachbereitenden Filters, bei stromabwärtiger Anordnung, übernimmt.
Es ist bevorzugt, wenn das Biomaterial auf durchströmbaren Rosten vorgesehen ist. Hierfür können luftdurchlässige Matten wie beispielsweise Gittermatten, Lochplatten und der gleichen zum Einsatz kommen. Bei Bedarf kann das auf diesen Rosten gelagerte Filtermaterial einfach ausgetauscht werden.
Die Roste können dabei auch zwischen den jeweiligen Schichten des Biomaterials vorgesehen sein, um entsprechend der Art und Zusammensetzung der Abluft durch Wechsel der Schichten die Struktur des Filters einfach anpassen zu können. Vor allem können die Schichten ausgetauscht werden, die im Verlauf der Reinigung der Abluft am stärksten verunreinigt wurden, durch Eintrag von Fremdmaterial an Wirksamkeit verloren haben oder durch Zersetzungsprozesse bereits stark abgebaut wurden. Ein kostenintensiver Austausch des gesamten Biomaterials wird somit überflüssig, da lediglich die betroffenen Schichten getrennt voneinander ausgetauscht werden können.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn in dem Biomaterial definierte Strömungskanäle für die Abluft vorgesehen sind, die im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung der Abluft angeordnet sind.
Dadurch wird ein gut reproduzierbares, klar bestimmtes Verweilzeitspektrum für die Abluft gewährleistet und der erforderliche Druck zum Durchpressen der Abluft durch den Filter verringert. Auf diese Weise wird zum einen der Wirkungsgrad der Reinigungsvorgänge erhöht, und zum anderen wird der energetische Aufwand zum Betrieb des Filters verringert.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Biomaterial insbesondere im stromabwärtigen Bereich aus Holz gefertigt ist. Insbesondere sollte das Holz harzfrei sein und kann beispielsweise Buchenholz, Lindenholz oder Pappelholz sein.
Besonders geeignet ist das stromabwärtige Biomaterial aus Dünnholz, beispielsweise aus Absperrfurnieren, gefertigt. Insbesondere sind hierfür Platten mit einer Dicke von 3 mm bis 1 cm geeignet. Auch Holzbrettchen von Paletten können verwendet werden.
Besonders geeignet ist oberhalb des stromabwärtigen Biomaterials die Befeuchtungseinrichtung vorgesehen. Das von der Befeuchtungseinrichtung abgegebene Wasser wird von dem Biomaterial effizient aufgenommen, gespeichert und allmählich an die unteren Schichten abgegeben. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Befeuchtungseinrichtung in stromaufwärtiger Richtung zwischen dem Biomaterial und dem Filtermaterial vorgesehen sein.
Durch die ständige Befeuchtung mittels der Befeuchtungseinrichtung ist das stromabwärtige Biomaterial im verstärkten Maß einem Verwitterungs- und Fäulnisprozess ausgesetzt und kann durch die Anordnung auf einem separaten Rost bei Bedarf einfach ausgetauscht werden. Wird Wert auf eine längere Verwertbarkeit gelegt, so ist es vorteilhaft, die Biomaterial- stufe aus dem sehr witterungsbeständigen Hirnholz zu fertigen. Die Befeuchtungseinrichtung kann alternativ fest installierte Sprühdüsen oder auf einem Laufwagen beweglich angeordnete Düsen aufweisen. Durch eine laterale Bewegung des Laufwagens über den gesamten Querschnitt des Filters wird das Filter- und/oder das Biomaterial gleichmäßig mit Feuchtigkeit versorgt oder bei Bedarf mit einer als Wascheinrichtung fungierenden Befeuchtungsanlage gewaschen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Filter eine stromaufliegende Absetzkammer auf, die insbesondere eine Wasserauffangwanne aufweist.
In der Absetzkammer wird durch deren verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt die Strömungsgeschwindigkeit der zugeführten Abluft deutlich verringert, so dass sich größere Partikel, die sich in der Abluft befinden in Folge der Schwerkraft absetzen können und nicht in den Filter gelangen.
Die Wasserauffangwanne dient dazu, überschüssige Feuchtigkeit, welche nach unten abtropft, aufzufangen. Insbesondere kann der untere Abschnitt der Filteranlage als Wascheinrichtung ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft wird das in der Wasserauffangwanne angesammelte Wasser über einen nachgeschalteten Sandfilter von gröberen Verunreinigungen gereinigt.
Nachfolgend zu der Behandlung mit dem Sandfilter kann eine Ozon-Anlage und/oder eine UV-Licht-Anlage vorgesehen sein, um das Wasser durch die Oxidation von organischen Verunreinigungen oder durch die Bestrahlung mit keimtötendem UV-Licht weiter zu reinigen.
Das auf diese Weise behandelte und gereinigte Wasser ist dazu geeignet, der Befeuchtungseinrichtung zugeführt zu werden und erneut in den Kreislauf einzutreten.
Bevorzugt ist eine Impfeinrichtung mit einer Pumpe vorgesehen, die säurehaltiges Wasser in den Kreislauf einspeist. Zum Ansäuern des Wassers sind sowohl anorganische wie organische Säuren geeignet. Insbesondere eignen sich anorganische Mineralsäuren, wie Schwefelsäure, als Säuerungsmittel. Damit kann das Filter- oder Biomaterial mit säurehaltigem Wasser beimpft und der aus dem Stall ausgetragene Ammoniak neutralisiert werden. Neben der Neutralisierung des alkalischen und stechend riechenden Ammoniaks wird bei der Reaktion mit einer protischen Säure ein Ammoniumsalz, im Fall des Einsatzes von Schwefelsäure Ammoniumsulfat gebildet, das als Düngemittel weiter verwendet werden kann. Zur Steuerung der Impfeinrichtung kann eine Steuereinrichtung mit einem pH-Sensor vorgesehen sein, welche den pH-Wert an verschiedenen Stellen im Filter misst und bei Überschreiten eines kritischen pH-Wertes die Impfeinrichtung aktiviert.
Ferner kann die Absetzkammer eine Bodenspülung aufweisen. Mit dieser Bodenspülung können die Partikel, welche sich in der Absetzkammer angesammelt haben, abgetragen und in einen geeigneten Behälter geleitet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Boden der Absetzkammer als schiefe Ebene ausgebildet ist. Die Öffnung zum Wassereinlass befindet sich dann auf der erhöhten Seite der Ebene, während sich auf der tiefer gelegenen Seite ein Auslass befindet. Die abgesetzten Teilchen werden dabei von dem eingelassenen Wasser weggespült und durch den Auslass einem Behälter zugeführt.
Es ist weiter anzustreben, dass die Abluft der Absetzkammer von unten zugeführt wird.
Die dem Filter zugeführte Abluft erfährt dadurch eine Änderung der Strömungsrichtung um mindestens 90°. Die in der Strömung enthaltenen Teilchen werden dabei durch die auftretenden Zentrifugalkräfte im verstärkten Maß in der Absetzkammer abgesetzt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters weist der Filter zumindest eine Regeleinrichtung, zum Beispiel als Gebläse- oder Ventilatoreinrichtung zur Regelung der dem Filter zugeführten Abluft auf. Mit dieser Gebläse- oder Ventilatoreinrichtung kann das Volumen der dem Filter zugeführten Abluft, insbesondere in Abhängigkeit von der im Stallbereich vorliegenden Temperatur und/oder der vorliegenden Konzentration an organischen Verunreinigungen eingestellt werden.
Der Volumenstrom wird primär temperaturgesteuert, das heißt der Filter wird bei hoher Temperatur mit einem hohen Volumenstrom und bei niedriger Temperatur mit einem niedrigen Volumenstrom betrieben, wobei zusätzlich die Schadstoffkonzentration inso- weit mitberücksichtigt werden kann, als bei einer hohen Konzentration unter Berücksichtigung der begrenzten Kapazität des Filters ein geringerer Volumenstrom vorteilhaft ist, während bei einer niedrigen Konzentration an Schadstoffen auch ein höherer Volumenstrom an Abluft vom Filter verarbeitet werden kann.
Zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts im Filtermaterial kann ein Feuchtigkeitssensor dienen, der mit der Befeuchtungsanlage verbunden ist und diese steuert. Eine gleichmäßige Befeuchtung des Filtermaterials ist wesentlich für die Absorption der Schadstoffe im Filtermaterial sowie für eine optimale Aktivität der im Filtermaterial befindlichen Mikroorganismen.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Filter mit einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere mit Edelstahl, ummantelt ist. Damit kann der Filter auch über längere Zeiträume im Freien betrieben werden.
Weiter ist denkbar, den Filter mit Wärme- und die Gebläseeinrichtung mit Schall dämmenden Materialien auszukleiden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematischen Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Elemente.
Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch einen Filter und einen Stallbereich;
Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines Filtermoduls;
Fig. 3 eine Aufsicht auf ein Filtermodul mit Kammstruktur; und
Fig. 4 eine Aufsicht auf ein Filtermodul mit Einkerbungen.
Es sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filters denkbar. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist der Filter 1 über einen Verbindungsabschnitt 65, der mit einem Dach 67 überdacht ist, mit einem Stall 63 verbunden. Zwischen dem Stall 63 und dem Filter 1 befindet sich ein Ventilator 60. Der Ventilator 60 saugt Luft aus dem Stall 63 in den Filtereingang 13, der eine Absetzkammer 15 aufweist.
Da der Filter 1 einen Strömungswiderstand bildet, baut sich in der Absetzkammer 15 und dem Filtereingang 13 ein Druck auf. In der angesaugten Luft können sich auch größere Partikel, welche von dem Futter der Tiere, von Federn beziehungsweise Haaren stammen, befinden. Auch Staub wird in der Luft mitgeführt. Diese Partikel können sich im Boden der Absetzkammer 15 absetzen. Der Absetzvorgang der Partikel wird durch zwei Faktoren begünstigt. Zum einen weist die Absetzkammer 15 einen wesentlich größeren Strömungsquerschnitt auf als der Filtereingang 13. Die Strömungsgeschwindigkeit wird dadurch deutlich verringert und die Partikel haben Gelegenheit, sich abzusetzen. Ferner wird die Strömungsrichtung zum einen beim Übergang von dem Filtereingang 13 in die Absetzkammer 15 sowie beim Übergang von der Absetzkammer 15 in den Filter 1 jeweils um 90° umgelenkt, wodurch der Absetzeffekt unterstützt wird.
Das Filtermaterial 10 besteht aus vertikal eingelagerten Hartschaumplatten mit einer Kammstruktur, die in paralleler Anordnung eng aneinander liegen und von einem unteren durchströmbaren Rost 33 getragen werden. Durch die Kammstruktur der Hartschaumplatten bilden sich zwischen den einzelnen Platten vertikale Strömungskanäle 12 aus. Diese Anordnung von Hartschaumplatten bildet die erste Filterstufe. Diese Filterstufe kann getrennt von anderen Einheiten des Filters bei Bedarf separat ausgetauscht werden. Im Inneren des Filtermaterials 10 befindet sich ein Feuchtigkeitssensor 11 zur Messung der in dem Filtermaterial 10 vorliegenden Feuchtigkeit. Im An- schluss an das Filtermaterial 10 befindet sich in stromabwärtiger Richtung eine Befeuchtungseinrichtung 20. Die Befeuchtungseinrichtung 20 ist in einem Zwischenraum 35 angeordnet.
Die Befeuchtungseinrichtung 20 weist einen Laufwagen auf, der mittels Rollen in dem Zwischenraum 35 horizontal bewegbar ist. An dem Laufwagen ist ein Wäscherdüsenrohr vorgesehen, welches Wasser an das darunter liegende Filtermaterial 10 abgibt. Durch eine periodische Bewegung des Laufwagens in horizontaler Richtung über die gesamte Breite des Filters 1 wird eine gleichmäßige Befeuchtung des Filtermaterials 10 gewährleistet. Die Bewegung des Laufwagens ist halb- oder vollautomatisch gesteuert, wobei die Wasserabgaberate über den Feuchtigkeitssensor 11 geregelt wird. Die Befeuchtungseinrichtung 20 wird über eine Wasserrückführleitung 50 mit Wasser versorgt.
Nachfolgend zu der Befeuchtungseinrichtung 20 ist eine zweite Stufe des Filters 1 mit Biomaterial 30 vorgesehen.
Das Biomaterial 30 wird aus Dünnholzplatten mit Einkerbungen gebildet, die vertikal angeordnet sind. Durch die Einkerbungen an den Dünnholzplatten werden zwischen den einzelnen Platten Strömungskanäle 12 in vertikaler Richtung ausgebildet. Diese Stufe aus Biomaterial 30 ist auf einem zweiten luftdurchlässigen Rost 37 gelagert.
Oberhalb des Biomaterials 30, am Filterausgang 40, sind Sprühdüsen 45 vorgesehen, die fest installiert sind und das darunter liegende Biomaterial 30 befeuchten. Die Versorgung der Sprühdüsen 45 erfolgt über eine Wasserzufuhrleitung 47.
Die aus der Absetzkammer 15 in den Filter 1 eintretende Abluft durchströmt innerhalb der Strömungskanäle 12 das Filtermaterial 10 aus Hartschaum, wobei sich durch die gegebene Porosität des Hartschaums an der inneren Oberfläche der Strömungskanäle 12 Verwirbelungen der Abluft bilden, welche für eine gleichmäßige Durchmischung der Abluft sorgen. Innerhalb der Poren an der Innenseite der Strömungskanäle 12 befinden sich die Mikroorganismen, welche adsorbierte Schadstoffmoleküle zersetzen.
Die auf diese Weise bereits vorgereinigte Abluft tritt in die weitere Filterstufe aus Biomaterial 30 ein und durchströmt diese Schicht in den darin ausgebildeten Strömungskanälen 12. Die für die Verwirbelung der Abluft notwendige Oberflächenrauigkeit innerhalb der Strömungskanäle 12 wird durch die Rauigkeit der Dünnholzplatten bewirkt. Auch in den in dem Biomaterial 30 vorgesehenen Strömungskanälen 12 sind Mikroorganismen angesiedelt, welche einen weiteren Abbau von organischen Verunreinigungen ermöglichen. Am Filterausgang 40 tritt die weitgehend geruchsneutrale, keimfreie, gefilterte Luft aus und wird an die Umgebung abgegeben.
Die zwischen der Schicht aus Filtermaterial 10 und der Schicht aus Biomaterial 30 vorgesehenen Roste 33, 37 sind luftdurchlässig und erlauben ein Hindurchströmen der Abluft. Zudem können mit Hilfe der Roste 33, 37 die einzelnen Schichten getrennt voneinander ausgetauscht werden. In dem Filtermaterial 10 und dem Biomaterial 30 befinden sich Mikroorganismen. Diese Mikroorganismen sind in kommerziell erhältlichen Substraten oder Flüssigkeiten (sogenannte „Brottrunke") enthalten. Die Beimpfung des Filters 1 mit den Mikroorganismen kann dann beispielsweise durch Einstreuen oder Aufgießen der die Mikroorganismen enthaltenden Substrate oder der Flüssigkeit von oben in den Filter 1 erfolgen.
In Abhängigkeit von der Belastung des Filters 1 kann die Beimpfung mit Mikroorganismen nach längerem Stillstand, nach bestimmten Zeitintervallen oder nach einem bestimmten Volumendurchsatz wiederholt werden. Die Mikroorganismen sind in der Lage, die in der Abluft vorhandenen Gase wie beispielsweise Methan, Ammoniak und Kohlendioxid aufzunehmen und umzusetzen.
Darüber hinaus können Krankheitserreger wie Fäkalbakterien oder Streptokokken, die sich in der Abluft befinden, ebenfalls von den Mikroorganismen unschädlich gemacht werden. Neben dieser mikrobiologischen Reinigung erfolgt durch die Absenkung der Strömungsgeschwindigkeit sowie durch die zweifache Änderung der Strömungsrichtung innerhalb der Absetzkammer 15 auch eine Abtrennung von größeren Teilchen. Durch diese beiden Reinigungsschritte, das heißt der mechanischen Reinigung durch den Absetzvorgang innerhalb der Absetzkammer 15 sowie die mikrobiologische Reinigung durch die Mikroorganismen erfolgt eine weitgehende Filterung der aus dem Stall 63 abgesaugten Abluft, die anschließend an die Umgebung abgegeben werden kann ohne die Umwelt mit störenden Gerüchen oder Krankheitserregern zu belasten.
Innerhalb der Schicht aus Filtermaterial 10 oder der Schicht aus Biomaterial 30 befindet sich ein Feuchtigkeitssensor 11 , welcher den Feuchtigkeitsgehalt innerhalb dieser Schichten misst und bei Bedarf die Befeuchtungseinrichtung 20 oder die Sprühdüsen 45 aktiviert.
Ein weiterer Luftsensor 18 kann innerhalb des Stalles 63 vorgesehen sein, und misst die vorliegende Luftbelastung an organischen Schadstoffen oder größeren Partikeln.
In Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur oder Luftbelastung im Stall 63 wird die Aktivität des Ventilators 60 geregelt, der die Abluft aus dem Stall 63 absaugt. Dadurch können gesetzlich festgelegte Grenzwerte von Schadstoffkonzentrationen in Tierställen eingehalten werden. Die Befeuchtungseinrichtung 20 und die Sprühdüsen 45 verteilen die Feuchtigkeit möglichst homogen von oben auf die Schicht aus Filtermaterial 10 beziehungsweise auf die Schicht aus Biomaterial 30. Durch die Schwerkraft und Kapillareffekte wird die Feuchtigkeit in die weiter unten liegenden Bereiche verteilt.
Ein bestimmter Feuchtigkeitsgehalt des Filtermaterials 10 und des Biomaterials 30 ist wesentlich, um zum einen die Absorptionsfähigkeit des Filters zu verbessern und zum anderen notwendige Stoffaustauschprozesse zu unterstützen. Femer sind viele Mikroorganismen auf eine gewisse Feuchtigkeit zur Aufrechterhaltung ihrer Populationsdichte angewiesen. Zudem eignet sich Wasser aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität sehr gut als Wärmereservoir und dient zum Ausgleich eventuell auftretender Temperaturgradienten.
Nicht vollständig absorbiertes Wasser wird in der Wasserauffangwanne 17, die sich in der Absetzkammer 15 befindet, aufgefangen. Das in der Wasserauffangwanne 17 angesammelte Wasser wird mittels einer Wasserrückführleitung 50 einem Sandfilter 52 zugeführt. Die dem Sandfilter 52 zugeführte Wassermenge wird über ein Ventil 53 gesteuert. In dem Sandfilter 52 werden gröbere Verunreinigungen, insbesondere größere Partikel aus der Stallluft, die sich in der Absetzkammer 15 abgesetzt haben, aufgenommen.
Das auf diese Weise vorgereinigte Wasser tritt in eine Ozon-Anlage 57 ein, welches organische Verunreinigungen durch Oxidation dieser Substanzen abbaut oder insbesondere anaerobe Mikroorganismen durch die Einwirkung von radikalischem Sauerstoff abtötet. Nachfolgend wird das Wasser mit einer UV-Licht-Anlage 58 weiterbehandelt, welche noch existierende Mikroorganismen abtötet und organische Moleküle durch die hochenergetische UV-Strahlung zersetzt. Anschließend ist das gereinigte Wasser ausreichend aufbereitet und kann erneut in die Befeuchtungseinrichtung 20 eingespeist werden, um den Zyklus zu schließen. Die hydraulische Energie zum Aufrechterhalten des Wasserkreislaufs wird über eine Pumpe 55 bereitgestellt, deren Aktivität die Durchflussrate bestimmt. Die Aktivität der Pumpe 55 wird mittels des Feuchtigkeitssensors 11 innerhalb der Schicht aus Filtermaterial 10 geregelt.
Zum Schutz von äußeren mechanischen und Witterungseinflüssen ist der Filter 1 mit einem korrosionsfesten Filtermantel 25 aus Edelstahl umgeben. In Fig. 2 wird anhand einer vergrößerten Aufsicht auf einen Abschnitt eines Moduls des Filters 1 der schematische Aufbau eines Filtermoduls 70 dargestellt.
Zwischen zwei tragenden Basisplatten 72 sind in paralleler Anordnung Querplatten 74 vorgesehen, welche den Zwischenraum zwischen den Basisplatten 72 in einzelne Strömungskanäle 12 unterteilen. Das Material der Querplatten 74 und der Basisplatten 72 ist unterschiedlich. Während die Basisplatten 72 aus Styropor oder anderen Schaumstoffen bestehen, wird für die Querplatten 74 ein Holzmaterial ausgewählt. Die Querplatten 74 können auch aus Kunststoffen, insbesondere Schaumstoffmaterial oder Styropor, gefertigt sein. Die jeweilige Auswahl der einzelnen Materialien richtet sich dabei insbesondere nach Gewichts- und Kostenaspekten sowie nach der Oberflächenrauig- keit der einzelnen Materialien.
Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Aufsicht eine weitere mögliche Ausführungsform für ein Filtermodul 70 mit einer Kammstruktur.
Dabei werden die einzelnen Strömungskanäle 12 durch die Zwischenräume zwischen den Lamellen 84 gebildet. Die einzelnen Filtermodule 70 können dabei in Kontakt zueinander oder voneinander beabstandet sein. Auf diese Weise wird eine sehr große Oberfläche erreicht, die für die Adsorptionsfähigkeit und die Effizienz des Filters 1 wesentlich ist. Für die Kammstrukturen eignen sich insbesondere das sogenannte Hirnholz oder leicht zu verarbeitende Hartschäume.
Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Aufsicht eine weitere mögliche Ausführungsform eines Filtermoduls 70.
In diesem Fall weisen die Filterplatten 80 an ihrer Oberfläche Einkerbungen 84 mit einer Tiefe von einigen mm auf. Die Strömungskanäle 12 werden durch Aneinanderlegen der einzelnen Filterplatten 80 gebildet. Dabei ist es möglich, die einzelnen Einkerbungen 84 der Filterplatten 80 versetzt zueinander anzuordnen. Auf diese Weise wird eine größere Dichte von Strömungskanälen 12 gebildet. Derartige Einkerbungen 84 lassen sich mit gängigen Fräseinrichtungen einfach erzeugen.

Claims

Weber & Heim 19 T D-81479T Mün^che 3nDeutsche Patentanwälte Tel. +49-(0)89799047European Patent Attorneys Fax +49-(0)897915256European Trademark Attorneys mail@weber-heim.deH 861PATENTANSPRÜCHE
1. Filter zum Reinigen von bei biologischen Abbauprozessen gebildeter Abluft, wobei der Filter Filtermaterial (10) aufweist und eine Befeuchtungseinrichtung (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filtermaterial (10) definierte Strömungskanäle (12) für die Abluft vorgesehen sind, die im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung der Abluft angeordnet sind.
2. Filter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (10) Kunststoffe aufweist.
3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe Schaumstoffe sind.
4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (10) als eine Schicht oder in mehreren Schichten angeordnet ist.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schichten aus Filtermaterial (10) hinsichtlich der Anzahl und/oder des mittleren Querschnitts der Strömungskanäle (12) unterscheiden.
6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten aus Filtermaterial (10) in Strömungsrichtung eine zunehmende Anzahl von Strömungskanälen (12) und/oder einen abnehmenden Querschnitt der Strömungskanäle (12) aufweisen.
7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (10) auf durchströmbaren Rosten (33, 37) vorgesehen ist.
8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter mit Mikroorganismen beimpft oder mit eiweißhaltigen Substanzen behandelt ist.
9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (10) Biomaterial (30) aufweist.
10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Biomaterial (30) zumindest ein Naturpolymer aufweist.
11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Biomaterial (30) Holz oder Bambusrohr oder andere Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen aufweist.
12. Filter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Biomaterial (30) in einer oder in mehreren Schichten stromabwärts und/oder stromaufwärts vom Kunststoffe aufweisenden Filtermaterial (10) angeordnet ist.
13. Filter nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts vom Kunststoffe aufweisenden Filtermaterial (10) angeordnetes Biomaterial (30) eine kleinere mittlere Struktur oder Teilchengröße aufweist als stromaufwärts vom Kunststoffe aufweisenden Filtermaterial (10) angeordnetes Biomaterial (30).
14. Filter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffe aufweisende Filtermaterial (10) in einer oder in mehreren Zwischenfilterschichten angeordnet ist, und stromaufwärts sowie stromabwärts vom Kunststoffe aufweisenden Filtermaterial (10) Biomaterial (30) angeordnet ist.
15. Filter nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Biomaterial (30) definierte Strömungskanäle (12) für die Abluft vorgesehen sind, die im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung der Abluft angeordnet sind.
16. Filter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (12) in einem stromabwärts vom Kunststoffe aufweisenden Filtermaterial (10) angeordneten Biomaterial (30) einen kleineren mittleren Durchmesser aufweisen als die Strömungskanäle (12) des Kunststoffe aufweisenden Filtermaterials (10).
17. Filter nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Biomaterial (30) auf durchströmbaren Rosten (33, 37) vorgesehen ist.
18. Filternach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine stromaufliegende Absetzkammer (15) vorgesehen ist, die insbesondere eine Wasserauffangwanne (17) aufweist.
19. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft der Absetzkammer (15) von unten zugeführt ist.
20. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung zur Zufuhr der Abluft zum Filter vorgesehen ist.
21. Filter nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zum Filtern des in der Wasserauffangwanne (17) aufgefangenen Wassers ein Sandfilter (52) vorgesehen ist.
22. Filter nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Ozon-Anlage (57) und/oder eine UV-Licht-Anlage (58) zum Behandeln des aufgefangenen Wassers vorgesehen ist.
23. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter eine Impfeinrichtung mit einer Pumpe zum Beimpfen des Filtermaterials (10) und/oder Biomaterials (30) mit säurehaltigem, insbesondere schwefelsaurem Wasser aufweist.
24. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (10) und/oder das Biomaterial (30) zusätzlich zu den definierten Strömungskanälen (12) Querkanäle aufweist.
25. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Strömungskanäle (12) in der Hauptströmungsrichtung wellenförmig ausgebildet sind.
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