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DE102006035286A1 - Filterverfahren und Filteranlage, insbesondere zum Reinigen von Gasen und Abluftströmen - Google Patents

Filterverfahren und Filteranlage, insbesondere zum Reinigen von Gasen und Abluftströmen Download PDF

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DE102006035286A1
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Matthias NÜCHTER
Frank Splitgerber
Herbert ZÖLSMANN
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UGN UMWELTTECHNIK GmbH
UGN-UMWELTTECHNIK GmbH
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Vti Thueringer Verfahrenstechnisches Institut Saalfeld GmbH
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UGN UMWELTTECHNIK GmbH
UGN-UMWELTTECHNIK GmbH
VTI THUERINGER VERFAHRENSTECHN
Vti Thueringer Verfahrenstechnisches Institut Saalfeld GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterverfahren, bei dem ein eine Störkomponente (S) enthaltender Reaktivstoff (Rk) in eine von zwei physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch wirksames Filtermaterial (3) enthaltende Kolonnen (2.1 bis 2.n) einer Filteranlage (1) eingeleitet wird, wobei die Störkomponente (S) im Filtermaterial (3) gebunden und/oder die Störkomponente (S) und/oder eines ihrer Reaktionsprodukte chemisch und/oder biologisch aus dem Filtermaterial (3) als Reststoff (R) entfernt und/oder im Filtermaterial (3) gewandelt wird, wobei vor dem Erreichen eines Sättigungszustandes des Filtermaterials (3) bezüglich der Störkomponente (S) dem Reaktivstoff (Rk) ein Regenerativstoff (Rg) zugesetzt oder statt des Reaktivstoffs (Rk) der Regenerativstoff (Rg) eingeleitet wird, wobei das chemische und/oder biologische Wandeln und/oder Entfernen der Störkomponente (S) durch den Regenerativstoff (Rg) ermöglicht oder begünstigt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Filteranlage (1), umfassend zwei Filtermaterial (3) enthaltende Kolonnen (2.1 bis 2.n), wobei das Filtermaterial (3) zumindest eine Mischung aus mindestens einem faserigen Trägermaterial und mindestens einem Derivatisierungsreagenz enthält, wobei in dem Filtermaterial (3) Populationen von Mikroorganismen ansiedelbar sind und wobei die Mischung auf die chemische und/oder physikalische Sorption mindestens einer bestimmten Störkomponente (S) aus einem Reaktivstoff (Rk) und/oder die Ansiedlung einer Population ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Filterverfahren und eine Filteranlage, insbesondere zum Reinigen von Gasen und Abluftströmen.
  • Beim anaeroben Abbau von organischen Substanzen, insbesondere von Biomasse wird, neben dem eigentlichen Biogas, einem Gemisch aus Methan und Kohlendioxid mit unterschiedlichen Volumenanteilen der beiden Gase, in nicht unerheblichen Mengen Schwefelwasserstoff gebildet, welcher mit den dissoziierten Spezies Sulfid und Hydrogensulfid im chemischen Gleichgewicht steht und in Abhängigkeit von pH-Wert und Temperatur an die Gasphase abgegeben wird.
  • In nahezu allen bekannten Verwertungsmöglichkeiten von Biogas ist Schwefelwasserstoff eine Störkomponente und muss aus dem Gasgemisch entfernt werden. Insbesondere bei der energetischen Verwertung in Verbrennungsmaschinen ist auf einen niedrigen Gehalt an Schwefelwasserstoff zu achten, da die bei der Verbrennung entstehenden Schwefeloxide ein großes Korrosionspotential haben und gleichzeitig toxisch und ökotoxikologisch wirksam sind. Da Schwefelwasserstoff auch ein starkes Katalysatorgift ist, muss auch vor chemischen Verwertungen (z. B. in Reformer für Brennstoffzellen) eine Abreinigung erfolgen. Daneben entstehen bei der anaeroben Vergärung eine Reihe weiterer Störstoffe, welche vor der Verwertung aus dem Biogas zu entfernen sind, wie Silane, Siloxane, Halogenwasserstoffe (insbesondere Chlorwasserstoff).
  • Schwefelwasserstoff wird bisher durch Fällung mit Eisenoxiden direkt in einem Fermenter gebunden. Das entstehende Eisensulfid wird über den Gärrückstand entsorgt. Auch die externe Gasreinigung über eine Schüttung von Eisenoxiden (Raseneisenerz) wird technisch realisiert, führt aber zur Entstehung eines als Sonderabfall einzustufenden Eisensulfidrests.
  • Daneben erlangt die Biofiltration bzw. der mikrobiologische In-Situ-Abbau von Schwefelwasserstoff zunehmend Bedeutung. Dazu wird in den Gasraum eines Fermenters eine definierte Menge Luft eingepumpt. Den damit vorhandenen Sauerstoff nutzen Mikroorganismen der Gattung Thiobazillus zur Oxidation des entstandenen Schwefelwasserstoffs. Beim In-Situ-Abbau verbleiben der entstandenen Schwefel und weitere Oxidationsprodukte im Fermenter und werden mit dem Gärrückstand entsorgt. Bei einer Ex-Situ-Entschwefelung (z. B. DE 200 19 344 U1 , DE 44 37 842 A1 , DE 10 2004 027 442 A1 ) wird in einer gesondert von Fermenter ausgeführten Apparatur ebenso Luft zugeführt und nach Spülen mit Gärresten, Gülle oder unterschiedlichen wässrigen Lösungen die anfallende schwefelhaltige Restlauge im Gärrestlager entsorgt. Über die Zusammensetzung der schwefelhaltigen Restlauge insbesondere über die unterschiedlichen Anteile der einzelnen Schwefelspezies ist nur wenig bekannt.
  • In beiden Fällen muss dem Biogas Luft zugesetzt werden, um den Oxidationsprozess zu ermöglichen. Dabei wird in der Regel mit einem Überschuss an Sauerstoff gerechnet, um einen weitgehenden Abbau zu erreichen. In den genannten Patentschriften werden Mengenangaben von 1 bis 10 % genannt. Das Biogas wird dabei mit Stickstoff und mit nicht verbrauchtem Sauerstoff verdünnt, wobei der Heizwert pro Volumeneinheit und damit die Energiedichte sinkt. Daneben sind bei dieser Methode die Explosionsgrenzen von Methan-Luft-Gemischen einzuhalten, um Verpuffungen oder Explosionen zu vermeiden. Eine Nutzung außerhalb der Verwertung über Verbrennungsmaschinen wird durch die Luftverdünnung deutlich erschwert, da neben Kohlendioxid als inerter Komponente weitere Fremdgase zu beseitigen sind, was zu zusätzlichem Energieaufwand führt und die Rentabilität des Verwertungsprozesses schmälert.
  • Neben diesen vergleichsweise simplen biologischen Reinigungsprozessen wurden eine Reihe weiterer zumeist aus der chemischen Verfahrenstechnik entlehnte Prozesse wie katalytische Selektivoxidation ( DE 414 23 99 A1 ), Gaswäsche ( DE 100 08 247 A1 , US6709592 B2 , DE 199 20 258 A1 ) oder Zugabe von Fällungsrea genzien ( DE 102 60 968 A1 ) bekannt. Zur praktischen Ausführung existieren jedoch keine Hinweise.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Filterverfahren und eine verbesserte Filteranlage anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Filterverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Filteranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Filteranlage umfasst mindestens zwei physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch wirksames Filtermaterial enthaltende Kolonnen. Das Filtermaterial enthält zumindest eine Mischung aus mindestens einem faserigen Trägermaterial und mindestens einem Derivatisierungsreagenz. Die Mischung ist so gewählt und abgestimmt, dass mindestens eine bestimmte Störkomponente aus einem Reaktivstoff chemisch und/oder physikalisch sorbiert werden kann und/oder dass eine Population mindestens eines bestimmten Mikroorganismus in dem Filtermaterial ansiedelbar ist, mittels dessen die Störkomponente oder eines ihrer Reaktionsprodukte biologisch wandelbar und/oder entfernbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Filterverfahren wird ein mindestens eine Störkomponente enthaltender Reaktivstoff in mindestens eine der Kolonnen eingeleitet. Mindestens eine der Störkomponenten wird physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch im Filtermaterial gebunden und/oder die Störkomponente und/oder eines ihrer Reaktionsprodukte wird chemisch und/oder biologisch aus dem Filtermaterial als Reststoff entfernt und/oder dort gewandelt. Ist die Konzentration der Störkomponente dabei so hoch, dass die biologische Aktivität der Mikroorganismen die Störkomponente oder deren Reaktionsprodukte nicht hinreichend schnell wandeln und/oder entfernen kann, kann ein Sättigungszustand des Filtermaterials bezüglich dieser Störkomponente eintreten, der bewirkt, dass gefiltertes Reaktivgas unerwünscht hohe Konzentrationen der Störkomponente enthält. Des halb wird vor dem Erreichen des Sättigungszustandes dem Reaktivstoff ein Regenerativstoff zugesetzt oder statt des Reaktivstoffs der Regenerativstoff eingeleitet. Der Regenerativstoff ermöglicht oder begünstigt dabei das chemische und/oder biologische Wandeln und/oder Entfernen der Störkomponente und/oder eines ihrer Reaktionsprodukte, das heißt, er schafft ein Milieu, in dem die Mikroorganismen ihren Stoffwechsel aufnehmen oder erhöhen können. Auf diese Weise wird die Störkomponente aus dem Reaktivgas entfernt und gleichzeitig oder während des Einleitens des Regenerativstoffes das Filtermaterial regeneriert, ohne dass es aus der Kolonne entfernt werden muss.
  • Vorzugsweise ist die Mischung auf die Ansiedlung einer Population mindestens eines ubiquitären Mikroorganismus abgestimmt. Ubiquitäre Mikroorganismen kommen unter Normalbedingungen praktisch überall vor und müssen nicht aktiv angesiedelt werden, sondern siedeln sich unter auf sie abgestimmten Bedingungen bei entsprechendem Nährstoffangebot von selbst an.
  • Der Reaktivstoff und/oder der Regenerativstoff werden bevorzugt flüssig und/oder gasförmig eingeleitet. Insbesondere ist das Verfahren zur Reinigung gasförmiger Reaktivstoffe wie Biogasen und Abluft geeignet. Als Regenerativstoff kann dabei Luft dienen. In diesem Fall ist die Mischung insbesondere auf die Ansiedlung einer Population ubiquitärer Mikroorganismen abgestimmt, die Schwefel- und/oder Kohlenstoffverbindungen abbauen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird mittels Vierwegeventilen abwechselnd in eine der Kolonnen der Reaktivstoff und gleichzeitig in eine andere der Kolonnen der Regenerativstoff eingeleitet. Auf diese Weise ist immer eine der Kolonnen in einem Filterzyklus und die andere in einem Regenerationszyklus, ohne dass die Einleitung des Reaktivstoffs in die Filteranlage unterbrochen werden muss, so dass ein kontinuierlicher Filterungs- bzw. Reinigungsprozess sichergestellt ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zwischen dem Einleiten des Reaktivstoffs und dem Einleiten des Regenerativstoffs ein Inertgas eingeleitet. Die Reinigung brennbarer Gase als Reaktivstoff wie beispielsweise Biogas birgt beim Einleiten von Luft als Regenerativstoff die Gefahr der Bildung zündfähiger Gemische, d.h. Explosionsgefahr. Wird vor dem Einleiten des Regenerativstoffs eine kleine Menge eines Inertgases, also eines reaktionsträgen Gases, eingeleitet, werden dabei Reste der brennbaren Gase aus dem Filtermaterial ausgespült, so dass der Regenerativstoff anschließend gefahrlos eingeleitet werden kann.
  • Vorzugsweise wird mindestens eine der Kolonnen bei Bedarf beheizt, ihre Temperatur überwacht und geregelt. Bei den meisten chemischen Reaktionen und biologischen Prozessen führt eine Temperaturerhöhung innerhalb bestimmter Grenzen zu einer Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann der Durchsatz der Filteranlage verbessert werden. Eine Regelung der Temperatur dient außerdem der Konstanthaltung der Lebensbedingungen der Mikroorganismen unabhängig von Tages- oder Jahreszeit.
  • Bevorzugt wird die Kolonne dabei auf eine Temperatur im Bereich von 0°C bis 100°C, insbesondere 15°C bis 45°C temperiert. Mikroorganismen und ihr Lebensraum enthalten gewöhnlich Wasser, das unterhalb von 0°C gefriert und oberhalb von 100°C siedet. Schlimmstenfalls werden die Mikroorganismen außerhalb dieses Bereiches zerstört, bestenfalls kommt ihr Stoffwechsel zum Erliegen. Da die meisten ubiquitären Mikroorganismen an Normalbedingungen mit Temperaturen von 15°C bis 45°C adaptiert sind, ist auch ihr Stoffwechsel in diesem Bereich optimal, so dass der Durchsatz der Filteranlage verbessert wird.
  • Die Kolonnen können mit unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden, beispielsweise kann beim Einleiten des Reaktivstoffs eine andere Temperatur vorteilhaft sein als beim Einleiten des Regenerativstoffs.
  • Vorzugsweise werden die Kolonnen drucklos betrieben, so dass keine erhöhten Anforderungen an ihre Druckfestigkeit gestellt werden und keine Energie zum Verdichten von Reaktivstoff und Regenerationsstoff benötigt wird..
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Darin zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Filteranlage mit zwei Kolonnen, wobei die erste Kolonne einen Reaktivstoff filtert und die zweite Kolonne mit einem Regenerativstoff gespült wird und
  • 2 eine schematische Darstellung einer Filteranlage mit zwei Kolonnen, wobei die erste Kolonne mit einem Regenerativstoff gespült wird und die zweite Kolonne einen Reaktivstoff filtert.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Filteranlage 1 mit zwei Kolonnen 2.1, 2.2. Jede der Kolonnen enthält ein Filtermaterial 3, das aus den Trägermaterialien Langfasercellulose und Altpapierfasern und dem Derivatisierungsreagenz Eisenoxidhydrat gebildet ist. Die Trägermaterialien und das Derivatisierungsreagenz sind innig miteinander gemischt und pelletiert. Die Kolonnen 2.1, 2.2 werden mit Schliffoliven (nicht gezeigt) verschlossen und können über zwei Vierwegeventile 4.1, 4.2 wahlweise und abwechselnd mit einem eine Störkomponente S enthaltenden Reaktivstoff Rk, hier Biogas oder einem Regenerativstoff Rg, hier Luft beaufschlagt werden. Im gezeigten Beispiel sind die Vierwegeventile 4.1, 4.2 so eingestellt, dass der Reaktivstoff Rk über das Vierwegeventil 4.2 in die Kolonne 2.1 eingeleitet, dort gefiltert und über das Vierwegeventil 4.1 aus der Filteranlage 1 heraus geleitet wird, wo sich ein weiterer Prozess anschließen kann. Gleichzeitig wird der Regenerativ stoff Rg über das Vierwegeventil 4.1 in die Kolonne 2.2 eingeleitet, um die biologische Selbstregenerierung des Filtermaterials 3 zu ermöglichen oder zu begünstigen. Über das Vierwegeventil 4.2 verlässt der Regenerativstoff Rg die Filteranlage 1. Der Reaktivstoff Rk setzt sich im gewählten Beispiel aus 55 Vol.-% Methan und etwa 45 Vol.-% Kohlendioxid mit einem Gehalt an Schwefelwasserstoff von 1900-2000 Vol.-ppm (parts per million) Schwefelwasserstoff als Störkomponente S zusammen. Die Störkomponente S wird teils chemisch durch das Eisenoxidhydrat gebunden, wobei Eisensulfide entstehen. Teilweise wird es durch im Filtermaterial 3 siedelnde Populationen von ubiquitären Mikroorganismen, beispielsweise Thiobazillus, in deren Stoffwechsel verbraucht, wobei ein schwefelhaltiger Reststoff R in Form einer Lösung in einen Sumpf der Kolonne ausgeschieden und in einen Auffangbehälter 5 abgeleitet wird. Der Reststoff kann nach einer Neutralisation problemlos entsorgt werden. Am Ausgang der Kolonne 2.1 ist die Störkomponente S Schwefelwasserstoff nicht mehr nachweisbar. Während des Filters in Kolonne 2.1 färbt sich zumindest ein Teil des Filtermaterials 3 infolge der Bildung von Eisensulfiden schwarz, was sich beobachten lässt, wenn die Kolonne 2.1, 2.2 zumindest teilweise transparent gebildet ist oder transparente Schaugläser aufweist.
  • Bevor eine Sättigung des Filtermaterials 3 mit der Störkomponente S bzw. deren Reaktionsprodukt Eisensulfid eintritt, werden die Vierwegeventile 4.1, 4.2 so umgeschaltet, dass nun der Regenerativstoff Rg Luft statt des Reaktivstoffs Rk in die Kolonne 2.1 geleitet wird, wie in 2 gezeigt ist. Gleichzeitig strömt der Reaktivstoff nun durch die Kolonne 2.2, wo sich der in 1 für die Kolonne 2.1 beschriebene Filtervorgang wiederholt. Im fast mit der Störkomponente S bzw. deren Reaktionsprodukten gesättigten Filtermaterial 3 der Kolonne 2.1 findet nun keine weitere Anreicherung mit der Störkomponente mehr statt. Stattdessen verwenden die Mikroorganismen nun die Eisensulfide für ihren Stoffwechsel, was gegebenenfalls durch den Sauerstoff im Regenerativstoff Rg zusätzlich begünstigt wird. Dabei wird nur so viel Luft dosiert, dass die Mikroorganismen den chemisch gebundenen Schwefelwasserstoff zur Energiegewinnung und weitere chemisch und/oder physikalisch gebundene Störkomponenten S als Kohlenstoffquelle nut zen können und so das Filtrationsvermögen des Filtermaterials 3 wieder regenerieren. Die dabei entstehenden Schwefelverbindungen werden als Reststoff R in den Auffangbehälter abgeschieden. Das Filtermaterial 3 wird regeneriert und nimmt die Ausgangsfarbe an. Dieser Vorgang lässt sich über einen langen Zeitraum wiederholen, ohne dass die Filterwirkung beeinträchtigt wird.
  • Das Verfahren ist auch mit anderen, insbesondere gasförmigen Reaktivstoffen Rk oder Regenerativstoffen Rg anwendbar.
  • Als Trägermaterial kommen auch andere faserige Substanzen, wie Naturfasern, insbesondere auf Cellulose- oder Proteinbasis, anorganische Fasern (z.B. Steinwolle) oder Kunstfasern (z.B. Regeneratcellulose oder Polyurethanfasern) oder Gemische daraus in Frage.
  • Abhängig von den aus dem Reaktivstoff Rk zu entfernenden Störkomponenten S können andere organische oder anorganische Derivatisierungsreagenzien, wie z.B. Eisenoxidhydrat, Aktivkohle, Tonmehl, Kalkmehl, Schiefermehl, poröses Glas, Zeolithe oder Ionenaustauscher auf Kunstharzbasis verwendet werden.
  • Der Mischung können außerdem Hilfsstoffe, wie Wasser, ein Cellulosederivat oder Salzlösungen zugesetzt sein.
  • Außer dem Pelletieren der Mischung kommen auch andere formgebende Verfahren, wie Granulieren oder Brikettieren in Frage.
  • Vorzugsweise erlaubt das Filtermaterial 3 die Ansiedlung ubiquitärer Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien. Alternativ können Mikroorganismen auch aktiv angesiedelt werden.
  • Es können mehr als zwei Kolonnen 2.1 bis 2.n vorgesehen sein, insbesondere wenn die für die Regeneration des Filtermaterials 3 benötigte Zeitdauer länger ist als die Zeit, die vom Beginn eines Filtervorgangs bis zur Sättigung des Filtermaterials 3 mit der Störkomponente S oder deren Reaktionsprodukten vergeht.
  • Das Filtermaterial 3 kann durch die Auswahl von Trägermaterial und Derivatisierungsreagenzien für die Filterung mehrerer verschiedener Störkomponenten S geeignet sein.
  • Zwischen dem Einleiten des Reaktivstoffs Rk und des Regenerativstoffs Rg kann die Kolonne 2.1, 2.2 mit einem Inertgas gespült werden, insbesondere wenn der Reaktivstoff ein leicht entzündliches Gas ist.
  • Die Kolonnen 2.1, 2.2 können temperiert sein, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu optimieren, insbesondere so, dass die Temperatur zwischen 15°C und 45°C liegt. Die Kolonnen 2.1, 2.2 können unterschiedlich temperiert sein.
  • Die Kolonnen können drucklos oder mit Druck betrieben werden.
  • Der Stoffwechsel der Mikroorganismen und damit der Abbau der Störkomponente S oder ihrer Reaktionsprodukte sowie die Abscheidung des Reststoffs R kann auch ausschließlich während des Einleitens des Regenerativstoffes Rg erfolgen.
  • Der Sättigungszustand des Filtermaterials 3 kann auch über Sensoren erfasst werden.
    • 1
    Filteranlage
    2.1, 2.2
    Kolonne
    3
    Filtermaterial
    4.1, 4.2
    Vierwegeventil
    5
    Auffangbehälter
    R
    Reststoff
    Rg
    Regenerativstoff
    Rk
    Reaktivstoff
    S
    Störkomponente

Claims (12)

  1. Filterverfahren, bei dem ein mindestens eine Störkomponente (S) enthaltender Reaktivstoff (Rk) in mindestens eine von mindestens zwei physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch wirksames Filtermaterial (3) enthaltende Kolonnen (2.1 bis 2.n) einer Filteranlage (1) eingeleitet wird, wobei mindestens eine der Störkomponenten (S) physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch im Filtermaterial (3) gebunden und/oder die Störkomponente (S) und/oder eines ihrer Reaktionsprodukte chemisch und/oder biologisch aus dem Filtermaterial (3) als Reststoff (R) entfernt und/oder im Filtermaterial (3) gewandelt wird, wobei vor dem Erreichen eines Sättigungszustandes des Filtermaterials (3) bezüglich der Störkomponente (S) oder ihrer Reaktionsprodukte dem Reaktivstoff (Rk) ein Regenerativstoff (Rg) zugesetzt oder statt des Reaktivstoffs (Rk) der Regenerativstoff (Rg) eingeleitet wird, wobei das chemische und/oder biologische Wandeln und/oder Entfernen der Störkomponente (S) und/oder eines ihrer Reaktionsprodukte durch den Regenerativstoff (Rg) ermöglicht oder begünstigt wird.
  2. Filterverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktivstoff (Rk) und/oder der Regenerativstoff (Rg) flüssig und/oder gasförmig eingeleitet wird.
  3. Filterverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktivstoff (Rk) Biogas eingeleitet wird.
  4. Filterverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Regenerativstoff (Rg) Luft eingeleitet wird.
  5. Filterverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Vierwegeventilen (4.1, 4.2) abwechselnd in eine der Kolonnen (2.1 bis 2.n) der Reaktivstoff (Rk) und gleichzeitig in eine andere der Kolonnen (2.1 bis 2.n) der Regenerativstoff (Rg) eingeleitet wird.
  6. Filterverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einleiten des Reaktivstoffs (Rk) und dem Einleiten des Regenerativstoffs (Rg) ein Inertgas eingeleitet wird.
  7. Filterverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kolonnen (2.1 bis 2.n) bei Bedarf beheizt, ihre Temperatur überwacht und geregelt wird.
  8. Filterverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne (2.1 bis 2.n) auf eine Temperatur im Bereich von 0°C bis 100°C temperiert wird.
  9. Filterverfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kolonnen (2.1 bis 2.n) mit einer anderen Temperatur betrieben wird als mindestens eine andere der Kolonnen (2.1 bis 2.n).
  10. Filterverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kolonnen (2.1 bis 2.n) drucklos betrieben wird.
  11. Filteranlage (1), umfassend mindestens zwei physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch wirksames Filtermaterial (3) enthaltende Kolonnen (2.1 bis 2.n), wobei das Filtermaterial (3) zumindest eine Mischung aus mindestens einem faserigen Trägermaterial und mindestens einem Derivatisierungsreagenz enthält, wobei in dem Filtermaterial (3) Populationen von Mikroorganismen ansiedelbar sind und wobei die Mischung auf die chemische und/oder physikalische Sorption mindestens einer bestimmten Störkomponente (S) aus einem Reaktivstoff (Rk) und/oder die Ansiedlung einer Population mindestens eines bestimmten Mikroorganismus abgestimmt ist, mittels dessen die Störkomponente (S) oder eines ihrer Reaktionsprodukte biologisch wandelbar und/oder entfernbar ist.
  12. Filteranlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung auf die Ansiedlung einer Population mindestens eines ubiquitären Mikroorganismus abgestimmt ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008016248A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Rehau Ag + Co. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas
WO2010060165A1 (en) * 2008-11-03 2010-06-03 Moacir Rodrigues Process and apparatus to filter biogas
WO2011113769A2 (de) 2010-03-17 2011-09-22 Ostthüringische Materialprüfgesellschaft Für Textil Und Kunststoffe Mbh Filtergranulat
DE102010024803A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Mtu Onsite Energy Gmbh Anordnung zur Bereitstellung eines gereinigten Prozessgases
DE102014222703A1 (de) 2014-11-06 2016-05-12 bue Anlagentechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung von Biogas mittels Funktionsstoffen sowie schwefelwasserstoffabbauenden Mikroorganismen im Biogasfermenter sowie Biogasfermenter

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3431988A1 (de) * 1984-08-30 1986-03-13 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur reinigung eines gasstroms
DE3434528C2 (de) * 1983-09-21 1987-02-26 Klaus Prof. Dr.-Ing. 3380 Goslar Schwerdtfeger Verfahren zur Heißentschwefelung von Gasen
DE3636451A1 (de) * 1986-08-21 1988-04-28 Hoelter Heinz Chemischer sorptionsfilter zur abscheidung von cancerogenen stoffen wie dioxin, furan, formaldehyden, pah's, benzpyren und weiteren giftigen stoffen
DE3702463A1 (de) * 1987-01-28 1988-08-18 Hoelter Heinz Kombiniertes trocken und nass arbeitendes rauchgasreinigungssystem zur abscheidung von hf, hcl, so(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts), so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts), no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und staub
DE3819356A1 (de) * 1988-06-07 1989-12-14 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum entfernen von schwefelwasserstoff aus einem gasgemisch mittels aktivkohle
DE4322738A1 (de) * 1993-07-08 1995-01-12 Norbert Dr Volk Verfahren und Vorrichtung zur mikrobiellen Reinigung schwefelwasserstoffhaltiger Brenngase
DE4344035A1 (de) * 1993-12-23 1995-06-29 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zum Entschwefeln von Rohgas
DE19515075A1 (de) * 1995-04-28 1996-10-31 Otto Luft Klimatech Gmbh Verfahren zur Reinigung von Gasströmen
DE3590533C2 (de) * 1984-10-12 1996-10-31 Noxso Corp Sorbens für die Entfernung von Stickoxiden, Schwefeloxiden und Schwefelwasserstoff aus Gasströmen
DE19607341C5 (de) * 1995-02-28 2004-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen
DE69913662T2 (de) * 1998-01-07 2004-11-11 Exxonmobil Oil Corp. Verfahren zur behandlung von h2s-armen strömen mit teilweiser verbrennung des zulaufstroms
DE69632360T2 (de) * 1995-02-28 2005-05-04 Canon K.K. Mikroorgamismemutanten die Oxygenase exprimieren, Verfahren zur biologischen Abbau von organischen Verbindungen und zur Sanierung der Umwelt damit
DE60109826T2 (de) * 2001-10-23 2006-01-19 Council Of Scientific And Industrial Research Biologischer filter zur reinigung von abgasen
DE202006008707U1 (de) * 2006-05-29 2006-08-17 Ufz-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle Gmbh Vorrichtung zum Abbau von Schwefelwasserstoff in Abluftströmen schwankender Zusammensetzung

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3434528C2 (de) * 1983-09-21 1987-02-26 Klaus Prof. Dr.-Ing. 3380 Goslar Schwerdtfeger Verfahren zur Heißentschwefelung von Gasen
DE3431988A1 (de) * 1984-08-30 1986-03-13 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur reinigung eines gasstroms
DE3590533C2 (de) * 1984-10-12 1996-10-31 Noxso Corp Sorbens für die Entfernung von Stickoxiden, Schwefeloxiden und Schwefelwasserstoff aus Gasströmen
DE3636451A1 (de) * 1986-08-21 1988-04-28 Hoelter Heinz Chemischer sorptionsfilter zur abscheidung von cancerogenen stoffen wie dioxin, furan, formaldehyden, pah's, benzpyren und weiteren giftigen stoffen
DE3702463A1 (de) * 1987-01-28 1988-08-18 Hoelter Heinz Kombiniertes trocken und nass arbeitendes rauchgasreinigungssystem zur abscheidung von hf, hcl, so(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts), so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts), no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und staub
DE3819356A1 (de) * 1988-06-07 1989-12-14 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum entfernen von schwefelwasserstoff aus einem gasgemisch mittels aktivkohle
DE4322738A1 (de) * 1993-07-08 1995-01-12 Norbert Dr Volk Verfahren und Vorrichtung zur mikrobiellen Reinigung schwefelwasserstoffhaltiger Brenngase
DE4344035A1 (de) * 1993-12-23 1995-06-29 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zum Entschwefeln von Rohgas
DE19607341C5 (de) * 1995-02-28 2004-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen
DE69632360T2 (de) * 1995-02-28 2005-05-04 Canon K.K. Mikroorgamismemutanten die Oxygenase exprimieren, Verfahren zur biologischen Abbau von organischen Verbindungen und zur Sanierung der Umwelt damit
DE19515075A1 (de) * 1995-04-28 1996-10-31 Otto Luft Klimatech Gmbh Verfahren zur Reinigung von Gasströmen
DE69913662T2 (de) * 1998-01-07 2004-11-11 Exxonmobil Oil Corp. Verfahren zur behandlung von h2s-armen strömen mit teilweiser verbrennung des zulaufstroms
DE60109826T2 (de) * 2001-10-23 2006-01-19 Council Of Scientific And Industrial Research Biologischer filter zur reinigung von abgasen
DE202006008707U1 (de) * 2006-05-29 2006-08-17 Ufz-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle Gmbh Vorrichtung zum Abbau von Schwefelwasserstoff in Abluftströmen schwankender Zusammensetzung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008016248A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Rehau Ag + Co. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas
WO2010060165A1 (en) * 2008-11-03 2010-06-03 Moacir Rodrigues Process and apparatus to filter biogas
WO2011113769A2 (de) 2010-03-17 2011-09-22 Ostthüringische Materialprüfgesellschaft Für Textil Und Kunststoffe Mbh Filtergranulat
DE102010011787A1 (de) * 2010-03-17 2011-09-22 Ostthüringische Materialprüfgesellschaft Für Textil Und Kunststoffe Mbh Eigenstabiles Filtermaterial
DE102010024803A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Mtu Onsite Energy Gmbh Anordnung zur Bereitstellung eines gereinigten Prozessgases
DE102014222703A1 (de) 2014-11-06 2016-05-12 bue Anlagentechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung von Biogas mittels Funktionsstoffen sowie schwefelwasserstoffabbauenden Mikroorganismen im Biogasfermenter sowie Biogasfermenter
DE102014222703B4 (de) 2014-11-06 2019-01-10 bue Anlagentechnik GmbH Verfahren zur Entschwefelung von Biogas und Biofermenter aufweisend eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Biogas

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