Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projektes war, Biofilter nach dem Baukastenprinzip aus Serienprodukten des Beh\u00e4lterbaus und vorgefertigten Standardkomponenten herzustellen, die den Mikroorganismen im gesamten Filter ideale Lebensbedingungen garantieren. Anla\u00df des Vorhabens waren Messungen an bestehenden Anlagen. Ungleichm\u00e4\u00dfige Durchstr\u00f6mung und konstruktionsbedingte Befeuchtungsm\u00e4ngel f\u00fchrten zu Feuchtenestern neben stark ausgetrockneten Filterbereichen. Sie waren Ursache f\u00fcr ungen\u00fcgende Wirkungsgrade bei Geruchs- und Schadstoffabbau und Anla\u00df f\u00fcr Beschwerden der Nachbarschaft und auch des Anlagenbetreibers.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAn Modellbiofiltern, aufgebaut wie in der Richtlinie VDI 3477 beschrieben. wurde die Durchstr\u00f6mung bei verschieden Filtermaterialien untersucht und dabei eine sehr ungleichm\u00e4\u00dfige Filterfl\u00e4chenbelastung festgestellt. Durch Einbau von Luftleiteinrichtungen konnte zwar eine Verbesserung der Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnisse erreicht werden, das Ergebnis war aber insgesamt immer noch unbefriedigend.
\nGekapselte Bauweise, Down – Stream – Luftf\u00fchrung, mittig angebrachter Gegenstromluftw\u00e4scher mit F\u00fcllk\u00f6rpern, der die konditionierte Rohluft gegen die Beh\u00e4lterdecke leitet, so da\u00df \u00fcber dem eigentlichen Filter sich ein Druck aufbauen kann, f\u00fchrten zur gleichf\u00f6rmigen Filterdurchstr\u00f6mung.
\nZwei Anlagen im halbtechnischen Ma\u00dfstab nach diesem Prinzip erstellt reinigten die Abluft aus einem Mastschweinestall und das Abgas einer \u00d6lm\u00fchle. In regelm\u00e4\u00dfigen Intervallen wurden Geruchsstoff-, organischer Kohlenstoff- und Ammoniakabbau im Abgas am Schweinestall sowie Geruchsstoff- und organischer Kohlenstoffabbau im Abgas der \u00d6lm\u00fchle bestimmt. Parallel wurden Temperatur und rel. Luftfeuchte in der konditionierten Rohluft gemessen. Materialproben, an verschiedenen Stellen in monatlichem Abstand gezogen, wurden zur \u00dcberpr\u00fcfung der gleichm\u00e4\u00dfigen Filterbefeuchtung im Labor auf den Wassergehalt hin untersucht.
\nWeiterhin wurden im Labor zwei Me\u00dfvorrichtungen entwickelt und gebaut, mit denen man das Porenvolumen sowie Wasserab- und -desorption des Filtermaterials bestimmen kann. Beide Materialkennwerte sind bei Kenntnis der Abluft- und Betriebscharakteristika f\u00fcr die Materialauswahl bedeutsam. Nach einer Formel von Bei\u00df (1977) der N-Bedarf der Zuckerr\u00fcbe beim Maximalertrag abgesch\u00e4tzt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Durchstr\u00f6mungsmessungen an existierenden Biofilteranlagen mit rechteckigem Grundri\u00df und Rohlufteintritt an einer Stirnseite zeigten ein typisches Durchstr\u00f6mungsprofil. Die Filterfl\u00e4chenbelastung (gemessen in m\u00b3 Abluft pro m\u00b2 Filterfl\u00e4che mal Stunde (m\u00b3\/(m\u00b2*h)) steigt vom Einla\u00df aus gesehen an und erreicht nach zwei Dritteln der Filterl\u00e4nge ihren H\u00f6chstwert. Zu den Seiten hin f\u00e4llt sie ebenfalls ab. Die ungleichm\u00e4\u00dfige Durchstr\u00f6mung vieler Anlagen hat eine geringe Ausnutzung des Abbaupotentials zur Folge.
\nVariationen in der Filtermaterialsch\u00fctth\u00f6he sowie der Einbau von Luftleiteinrichtungen bei den Versuchsbiofiltern erzielten eine gleichm\u00e4\u00dfigere Durchstr\u00f6mung, allerdings beeintr\u00e4chtigt von der Luftrate. Es wurde deshalb ein Anlagenkonzept entwickelt, das die gleichm\u00e4\u00dfige Durchstr\u00f6mung bei unterschiedlichen Luftraten garantiert. Es zeigt folgenden Aufbau. Die Biofilteranlage ist zylindrisch aufgebaut. Die Abluft wird der mittig angeordneten Abluftkonditionierung, ausgef\u00fchrt als Gegenstromf\u00fcllk\u00f6rper- oder -freistromw\u00e4scher, bodennah zugeleitet. Sie durchstr\u00f6mt diese und gelangt in den Druckraum \u00fcber dem eigentlichen Biofilter, der ringf\u00f6rmig um die Abluftkonditionierung konstruiert ist. Es baut sich ein Staudruck auf, der bewirkt, da\u00df die konditionierte Rohluft nicht aufgrund der Luftstr\u00f6mung, sondern wegen des Druckgef\u00e4lles zur Umgebung das Filtermaterial durchstr\u00f6mt. Die Deckenkonstruktion des Druckraumes wurde dabei so ausgef\u00fchrt, da\u00df keine Strahlungsstr\u00f6mung auftritt. Es handelt sich folglich um ein Anlagenkonzept, das nach dem Down – Stream – Verfahren arbeitet.
\nUm die verschiedenen Filtermaterialien, die inzwischen Verwendung bei Biofiltern finden, auf ihre Eignung hin zu untersuchen, wurden Anlagen zur Bestimmung der Porosit\u00e4t und der Materialgleichgewichtsfeuchte entwickelt und gebaut. Es lassen sich zwei Filtermaterialtypen definieren, n\u00e4mlich solche Materialien, bei denen besonders im Bereich * * 90 % die Materialfeuchte in Abh\u00e4ngigkeit zur Luftfeuchte \u00fcberproportional ansteigt (z. B. Fasertorf), und solche, bei denen trotz steigender Luftfeuchte die Materialfeuchte relativ konstant bleibt (z.B. Kokosfasern). Letztere sind eigentlich vorzuziehen, da schwankende Feuchte der konditionierten Rohluft die Bedingungen f\u00fcr die schadstoffabbauenden Mikroorganismen kaum ver\u00e4ndert, bei Betriebsst\u00f6rungen folglich innerhalb kurzer Zeit wieder stabile Bedingungen vorliegen. Leider ist die Materialfeuchte mit ca. 20 % gering. Da Schadstoffe jedoch erst im Wasser absorbiert werden m\u00fcssen, bevor sie abgebaut werden k\u00f6nnen, ist auch die Schadstoffabsorptionskapazit\u00e4t gering. Bei sto\u00dfweise hoher Belastung kommt es daher zum Filterdurchbruch. Der andere Materialtypus weist hingegen Gleichge-wichtswerte in dem interessierenden Bereich * > 95 % > 40 % H2O auf. Um positive Eigenschaften beider Materialtypen zu nutzen, fand deshalb bei den Versuchsanlagen ein Gemisch aus beiden als Filtermaterial Verwendung.
\nDie hohe Effizienz des neuen Konzeptes erlaubt, die Filterfl\u00e4che mit einem wesentlich h\u00f6heren Luftstrom zu belasten. Das senkt Investitionsbedarf und Kosten. Ein Versuchsbiofilter an einem Mastschweinestall reinigte die Abluft mit stark wechselnden Abluftraten, jedoch geringer Schad- und Geruchsstoffbelastung. Es wurde nach einer Anlaufzeit von 30 Tagen stets ein Wirkungsgrad beim Geruchsstoffabbau * > 90 % erreicht. Ein zweiter Versuchsfilter reinigte die Abluft einer \u00d6lm\u00fchle. Es wurden Reinigungsleistungen beim Geruch von * = 70 – 80 % erreicht. Das Abgas wurde lediglich entfettet, jedoch nicht klimatechnisch auf eine konstante Temperatur eingestellt, Werden beide Bedingungen erf\u00fcllt, erreicht der Wirkungsgrade * >> 95 %.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Konzept wurde auf Tagungen, in Beratungsgespr\u00e4chen sowie in Publikationen der \u00d6ffentlichkeit vorgestellt, mit dem Hinweis: Gef\u00f6rdert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt.
\n\u00b7 Landtechnik – Seminar, Inst. f. Landw. Verfahrenstechnik Kiel 1995 : Systembiofilter
\n\u00b7 BML – Arbeitstagung der Referenten Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen 26. – 28. M\u00e4rz 1996, Technische Universit\u00e4t Dresden : Neue Biofilter als System
\n\u00b7 Landtechnik 3\/96, S.158-159 : Hochleistungsbiofilter
\nWeitere Ver\u00f6ffentlichungen in Fachzeitschriften, wie Entsorgungspraxis und Landtechnik sowie die Erstellung einer Dissertation sind geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der entwickelte Biofilter mit zugeh\u00f6rigem W\u00e4scher ist sehr gut geeignet Stallabluft (geringe Geruchsstoffkonzentration aber schwankende, z. T. hohe Abluftraten) und Abgase aus gewerblichen Betrieben (hohe Geruchsstoffkonzentration, konstanter Volumenstrom) zu reinigen. Er ist sicher in der Funktion, wenig sensibel gegen\u00fcber Staub, Fett und Klimaeinfl\u00fcssen. Erfreulich wirkt sich der geringe Wartungsbedarf aus. Die gleichm\u00e4\u00dfige Durchstr\u00f6mung erm\u00f6glicht den Bau kompakter Anlagen. Dies senkt den Investitionsbedarf und folglich die Kosten.
\nDie Firma FARMATIC bietet somit einen verfahrenstechnisch optimierten und kosteng\u00fcnstigen Biofilter an.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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