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WO1993014861A1 - Vorrichtung zum filtern von gasen unter einsatz von biologischem filtermaterial - Google Patents

Vorrichtung zum filtern von gasen unter einsatz von biologischem filtermaterial Download PDF

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WO1993014861A1
WO1993014861A1 PCT/EP1993/000178 EP9300178W WO9314861A1 WO 1993014861 A1 WO1993014861 A1 WO 1993014861A1 EP 9300178 W EP9300178 W EP 9300178W WO 9314861 A1 WO9314861 A1 WO 9314861A1
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filter material
gravity
biological filter
stage
washing
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PCT/EP1993/000178
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French (fr)
Inventor
Detlef Eitner
Manfred Marson
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Braintech Planung und Bau Von Industrieanlagen GmbH
Original Assignee
Braintech Planung und Bau Von Industrieanlagen GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D51/00—Auxiliary pretreatment of gases or vapours to be cleaned
    • B01D51/10—Conditioning the gas to be cleaned
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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 device for filtering gases using biological filter material provided with microorganisms, with a device for moistening the gas to be filtered and with a ventilator which presses the gas flow through the biological filter mass.
  • biofilter systems for gas cleaning are known per se. It is known to set up a large-area aeration floor for the filter material, air which is adjustable in its humidity being pressed through the aeration floor from below through the filter material. Such large-area filter systems can also be used for composting or for storing materials to be aerated and the like. Such a large-area biological filter system is described for example in DE-36 34 377-AI.
  • the object of the invention is to provide a solution with which economically working small-volume filter systems are made possible.
  • this object is achieved according to the invention in that in a common housing in the direction of gravity from the bottom up the humidifying device, a support grid and at least one bed of biological filter material lying on it is provided, with the gas supply in the direction of gravity below and the outlet for the filtered gas flow is provided at the top in the direction of gravity.
  • the device itself can be designed in a modular design, for example a humidification module and at least one filter mass module can be combined into one unit.
  • biofilters are connected in parallel and / or in series.
  • FIG. 1 shows a simplified side view, partially broken away, of a device according to the invention
  • Fig. 2 is a plan view of a humidification module approximately according to Line II in Fig. 1
  • Fig. 3 is a simplified side view of a modified embodiment and in
  • the device generally designated 1, also referred to overall as a biofilter, is shown in the example shown as a filter system consisting of individual modules.
  • a lower module 2 used for humidification is provided on its upper side with a filter module, generally designated 3.
  • a humidification module and a pump 5 for circulating water are provided in a pump sump 4 (not shown in more detail).
  • the necessary fittings are indicated, for example a manometer 6, a thermometer 7, a dry-running contactor 8, a float valve 9 and a drainage device 10, whereby an additional support grate 11 can be provided for shielding.
  • the filter module 3 has at least one filter base 11, with a bed 12 of biological material provided with microorganisms.
  • the gas inlet is indicated by dashed lines in Fig. 1, it bears the reference number 13.
  • the Gas outlet is not shown in detail, only indicated by arrow 14 in FIG. 1.
  • the device 1 can be designed to be open at the top, so that the gas introduced by the blower denoted by 15 can escape upward unhindered.
  • the nozzle assembly required for humidification is designated by 16 in FIG. 2, possible inspection ducts both in the humidification module 2 and in the filter module 3 are indicated with 17.
  • FIG. 3 shows a modified exemplary embodiment, the same reference numerals being used as far as possible as in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the device is preceded, for example, by a first washing module 18 and a second washing module 19, viewed in the direction of flow, which wash the raw gas to be treated, if appropriate, with chemicals originating from a chemical tank 20, the chemicals being able to be circulated .
  • Such washing can be particularly useful if such contents Are substances that are toxic to the microorganisms used in the biofilter module. Possibly. can be carried out in the washing module 19, it being noted at this point that the washing modules 18 and 19 can, depending on the application, alternatively or additionally be connected downstream of the biofilter module 1.
  • droplet separators 21 are provided in the figure.
  • a compact system shown here can be operated in suction and / or pressure mode, depending on the arrangement of the individual stages.
  • the bed 12a of the biomass can be constructed in several layers, the layers lying directly on top of one another or arranged at a distance from one another. Two beds can also be provided, each of which can be of a multi-layer design.

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Abstract

Mit einer Vorrichtung zum Filtern von Gasen unter Einsatz von mit Mikroorganismen versehenem biologischem Filtermaterial mit einer Einrichtung zur Befeuchtung des zu filternden Gases und mit einem den Gasstrom durch die biologische Filtermasse drückenden Ventilator soll eine Lösung geschaffen werden, mit der wirtschaftlich arbeitende kleinvolumige Filteranlagen möglich gemacht werden. Dies wird dadurch erreicht, daß in einem gemeinsamen Gehäuse in Schwerkraftrichtung von unten nach oben die Befeuchtungseinrichtung (2), ein Auflagerost (11) und daraufliegend wenigstens eine Schüttung (12) aus biologischer Filtermasse vorgesehen ist, wobei in Schwerkraftrichtung unten die Gaszuführung (13) und in Schwerkraftrichtung oben der Auslaß (14) für den gefilterten Gasstrom vorgesehen ist.

Description

"Vorrichtung zum Filtern von Gasen unter Einsatz von biologischem Filtermaterial"
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Filter von Gasen unter Einsatz von mit Mikroorganismen versehenem biologischen Filtermaterial mit einer Einrichtung zur Be¬ feuchtung des zu filternden Gases und mit einem den Gas¬ strom durch die biologische Filtermasse drückenden Ventila tor.
Sogenannte Biofilteranlagen zur Gasreinigung sind für sich gesehen bekannt. Es ist dabei bekannt, einen großflächigen Belüftungsboden für das Filtermaterial einzurichten, wobei durch den Belüftungsboden in seiner Feuchtigkeit einstell¬ bare Luft von unten durch das Filtermaterial hindurchge¬ drückt wird. Derartig großflächige Filteranlagen können auch zur Kompostierung eingesetzt werden oder auch zur La¬ gerung von zu belüftenden Materialien u. dgl. Eine solche großflächige biologische Filteranlage ist beispielsweise i der DE-36 34 377-AI beschrieben.
Es gibt Einsatzbereiche, in denen derart großflächige Fil¬ teranlagen entweder nicht gebraucht werden, weil der anfal lende, zu reinigende Gasstrom vergleichsweise klein ist, oder aber es gibt bauliche Besonderheiten, die die Einrich tung großflächiger Anlagen nicht möglich machen. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der wirtschaftlich arbeitende kleinvolumige Filteranlagen möglich gemacht werden.
Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einem gemeinsamen Gehäuse in Schwerkraftrichtung von unten nach oben die Befeuchtungseinrichtung, ein Auflagerost und darauf liegend wenigstens eine Schüttung aus biologischer Filtermasse vorgesehen ist, wobei in Schwerkraftrichtung unten die GasZuführung und in Schwerkraftrichtung oben der Auslaß für den gefilterten Gasström vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Kompaktbauweise einer Filtervor¬ richtung in einem gemeinsamen Gehäuse mit Befeuchtungsein¬ richtung und biologischem Schüttgut ist es möglich, auch kleinere Volumen von kontaminierten Gasströmen biologisch zu reinigen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei ist es von Vorteil, zur Kreislauf- führung des die Befeuchtung des Gasstromes vornehmenden Wassers einen Pumpensumpf mit Entschlammungseinrichtung vorzusehen. Es gibt Einsatzfälle, in denen ein bestimmtes biologisches Filtermaterial nicht alle Gasverunreinigungen zu entfernen in der Lage ist. Hier kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses mehrere Etagen von ggf. mit unterschiedlichem biologischen Filtermaterial aus¬ gerüsteten Filterböden vorzusehen. Dies kann aber erfin¬ dungsgemäß auch dadurch erreicht werden, daß beispielsweise einzelne Filteranlagen in Gasstromrichtung hintereinander geschaltet sind.
Die Vorrichtung kann selbst in Modulbauweise ausgestaltet sein, wobei beispielsweise ein Befeuchtungsmodul und wenig¬ stens ein Filtermassenmodul zu einer Einheit zusammenfaßbar sind.
Zur Durchsatzvergrößerung kann auch vorgesehen sein, daß eine Mehrzahl von Biofiltern parallel und/oder hintereinan¬ der geschaltet sind.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei¬ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht, teilweise aufgebro¬ chen, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Aufsicht auf ein Befeuchtungsmodul etwa gemäß Linie II in Fig. 1 ,
Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispieles sowie in
Fig. 4 ein AufStellungsbeispiel parallel geschalteter Vor¬ richtungen.
Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung, auch insgesamt als Biofilter bezeichnet, ist im dargestellten Beispiel als aus Einzelmodulen bestehende Filteranlage dargestellt. Ein unterer zur Befeuchtung dienender Modul 2 wird auf seiner Oberseite mit einem Filtermodul, allgemein mit 3 bezeich¬ net, versehen. In einem nicht näher dargestellten Pumpen¬ sumpf 4 ist ein Befeuchtungsmodul und eine Pumpe 5 zum Um¬ wälzen von Wasser vorgesehen. Die notwendigen Armaturen sind andeutungsweise wiedergegeben, so beispielsweise ein Manometer 6, ein Thermometer 7, ein Trockenlaufschütz 8, ein Schwimmerventil 9 und eine Abschlämmeinrichtung 10, wo¬ bei zur Abschirmung ein zusätzlicher Auflagerost 11 vorge¬ sehen sein kann.
Das Filtermodul 3 weist wenigstens einen Filterboden 11 auf, mit einer Schüttung 12 aus mit Mikroorganismen verse¬ henem biologischen Material. Der Gaseintritt ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, er trägt das Bezugszeichen 13. Der Gasaustritt ist nicht näher dargestellt, lediglich in Fig. 1 mit dem Pfeil 14 angedeutet. Hier kann beispielsweise die Vorrichtung 1 oben offen ausgebildet sein, so daß das von dem mit 15 bezeichneten Gebläse eingebrachte Gas ungehin¬ dert nach oben austreten kann.
Der zur Befeuchtung notwendige Düsenstock ist in Fig. 2 mit 16 bezeichnet, mögliche Revisionsschachte sowohl im Be¬ feuchtungsmodul 2 als auch im Filtermodul 3 sind mit 17 an¬ gedeutet. Neben dem Filtermodul 3 kann ein weiteres mit ei¬ nem Filterboden und einer Schüttung versehenes Modul aufge¬ setzt sein, dies ist in Fig. 1 angedeutet, dieses zusätzli¬ che Modul trägt das Bezugszeichen 3' .
In Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel darge¬ stellt, wobei, soweit wie möglich, die gleichen Bezugszei¬ chen gewählt wurden, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.
Hier ist der allgemein mit 1 bezeichneten Vorrichtung als Beispiel ein in Fließrichtung gesehen erster Waschmodul 18 und ein zweiter Waschmodul 19 vorgeschaltet, die das zu be¬ handelnde Rohgas ggf. mit aus einem Chemikalientank 20 stammenden Chemikalien waschen, wobei die Chemikalien im Kreislauf geführt sein können. Eine solche Wäsche kann dann von besonderem Nutzen sein, wenn im Rohgas solche Inhalts- Stoffe sind, die für die im Biofiltermodul eingesetzten Mi¬ kroorganismen toxisch sind. Ggf. kann im Waschmodul 19 eine Neütralisierung vorgenommen werden, wobei an dieser Stelle angemerkt sei, daß die Waschmodule 18 und 19 je nach Ein¬ satzfall alternativ oder zusätzlich dem Biofiltermodul 1 nachgeschaltet sein können.
Zur Verhinderung von Chemikalienaustrag von der einen in die andere Stufe sind in der Figur nur angedeutet Tropfen¬ abscheider 21 vorgesehen. Eine hier dargestellte Kompaktan¬ lage ist je nach Anordnung der einzelnen Stufen im Saug- und/oder Druckbetrieb betreibbar.
Es sei noch angemerkt, daß die Schüttung 12a der Biomasse mehrlagig aufgebaut sein kann, wobei die Lagen direkt auf¬ einander liegen oder im Abstand zueinander angeordnet sind. Es können auch zwei Schüttungen vorgesehen sein, die jede für sich mehrlagig ausgebildet sein kann.
In Fig. 4 ist angedeutet, daß mit einem gemeinsamen Gebläse 15a versehene drei parallel geschaltete Vorrichtungen la, lb und 1c vorgesehen sein können. Wie weiter oben schon an¬ gegeben, können hier auch hintereinander geschaltete Vor¬ richtungen vorgesehen sein u. dgl. mehr.

Claims

Ansprüche ;
1. Vorrichtung zum Filtern von Gasen unter Einsatz von mit Mi¬ kroorganismen versehenem biologischen Filtermaterial mit einer Einrichtung zur Befeuchtung des zu filternden Gases und mit einem den Gasstrom durch die biologische Filtermas¬ se drückenden Ventilator, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Gehäuse in Schwerkraftrichtung von unten nach oben die Befeuchtungseinrichtung (2) , ein Aufla- gerost (11) und daraufliegend wenigstens eine Schüttung (12) aus biologischer Filtermasse vorgesehen ist, wobei in Schwerkraftrichtung unten die Gaszuführung (13) und in Schwerkraftrichtung oben der Auslaß (14) für den gefilter¬ ten Gasstrom vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil des Gehäuses als Pumpensumpf (4) für die Befeuchtungseinrichtung mit Flüssigkeitspumpe (5) und mit einer Entschlammungseinrichtung (8) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. daß in einem gemeinsamen Gehäuse wenigstens zwei Schüttun¬ gen (12,12') aus Filtermaterial vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine weitere, ein- oder mehrstufige Wasch¬ stufe z.B. zum Auswaschen von gegenüber Mikroorganismen to¬ xisch wirkenden Inhaltsstoffen vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Neutralisierungsstufe der oder den Waschstufe(n) zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) in Modulbauweise ausgebildet ist mit einem die Befeuchtung bewirkenden Modul (2) mit Pumpen¬ steuerungseinrichtungen, Schalt- und Überwachungsgeräten und wenigstens einem Biofiltermodul (3) .
7. Biofilteranlage mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei hintereinander und/oder parallel geschalte¬ te Filtereinheiten (la,lb,1c) . 8. Biofilteranlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zusätzliche Wasch- und/oder Neutralisationsstufen, die der oder den Filtereinheit(en) vor- und/oder nachgeschaltet sind.
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
[beim Internationalen Büro am 16,Juli 1993 (16.07.93) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 1 and 4 durch geänderten Anspruch 1 ersetzt; restliche Ansprüche unverändert undumnumeriert 2-7 (2 Seiten)
1. Vorrichtung zum Filtern von Gasen unter Einsatz von mit Mi¬ kroorganismen versehenem biologischen Filtermaterial, wobei in einem gemeinsamen Gehäuse in Schwerkraftrichtung von un¬ ten nach oben eine Befeuchtungseinrichtung (2) , ein Aufla- gerost (11) und daraufliegend wenigstens eine Schüttung (12) aus biologischer Filtermasse vorgesehen ist, wobei in Schwerkraftrichtung unten die GasZuführung (13) und in Schwerkraftrichtung oben ein Auslaß (14) für den gefilter¬ ten Gasström vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen Gehäuse eine weitere ein- oder mehr¬ stufige Waschstufe (18,19) zur Behandlung der Gase mit Che¬ mikalien vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil des Gehäuses als Pumpensumpf (4) für die Befeuchtungseinrichtung mit Flüssigkeitspumpe (5) und mit einer Entschlammungseinrichtung (8) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Gehäuse wenigstens zwei Schüttun¬ gen (12,12') aus Filtermaterial vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Neutralisierungsstufe der oder den Waschstufe(n) zugeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) in Modulbauweise ausgebildet ist mit einem die Befeuchtung bewirkenden Modul (2) mit Pumpen¬ steuerungseinrichtungen, Schalt- und Überwachungsgeräten und wenigstens einem Biofiltermodul (3) .
6. Biofilteranlage mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei hintereinander und/oder parallel geschalte¬ te Filtereinheiten (la,1b,1c).
7. Biofilteranlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zusätzliche Wasch- und/oder Neutralisationsstufen, die der oder den Filtereinheit(en) vor- und/oder nachgeschaltet sind.
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