Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der lasergest\u00fctzten Schichtholzbearbeitung zur Stanzformherstellung entstehen geruchsrelevante Schadstoffemissionen, die an der Bearbeitungsstelle erfasst und einem Abluftreinigungssystem zugef\u00fchrt werden m\u00fcssen. Ziel des Vorhabens ist die Qualifizierung einer Biotropfk\u00f6rper-Filteranlage zur Schad-stoff- und Geruchsminderung und Erarbeitung von Skalierungskenngr\u00f6\u00dfen. Die \u00dcbertragbarkeit der Projektergebnisse auf andere Betriebe der Stanzformen herstellenden Branche steht im Vordergrund des Interesses. Optimale Betriebsparameter und Skalierungsgr\u00f6\u00dfen des Verfahrens zur Geruchsminderung sollen im Langzeitversuch auch die Vertr\u00e4glichkeit des Filtrationsverfahrens mit Feinstaub dokumentieren. Ferner sind nachhaltige Ma\u00dfnahmen zur Erh\u00f6hung der Gewerbehygiene und Abscheideleistung durch optimierte Erfassungseinrichtung und mikrobiologische Ans\u00e4tze notwendig.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Arbeiten gliedern sich in die Erfassungsgraderh\u00f6hung und Minimierung der Absaugleistung, der Optimierung der Verfahrens- und Anlagentechnik, Charakterisierung der Filtrationseffizienz sowie umwelt-biotechnologische Ma\u00dfnahmen.
\nF\u00fcr die Untersuchungen steht eine Biotropfk\u00f6rper-Pilotanlage zur Verf\u00fcgung. Die Abluftreinigungsanlage besteht aus einem zweistufigen Biotropfk\u00f6rper mit einem Nettofiltervolumen von 7,28 m3. Bei einem mittleren Volumenstrom von 2.600 m3\/h und Verweilzeiten von 9 – 12 s sind maximale spezifische Filterbe-lastungen von 72 g\/m3h bzw. 245 g\/m2h realisiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Durch konstruktive und lufttechnische Ma\u00dfnahmen wird der Erfassungsgrad am Entstehungsort der Emissionen erh\u00f6ht. Es werden sowohl an der Bearbeitungsstelle als auch an der Abluftf\u00fchrung Optimierungsma\u00dfnahmen durchgef\u00fchrt. Durch die realisierte Obertischabsaugung (Saugd\u00fcse) werden im Mittel 73 Massenprozent der gasf\u00f6rmigen Schadstoffe erfasst. Die Erh\u00f6hung des Erfassungsgrades an der Laseranlage betr\u00e4gt 107 %, so dass die gewerbehygienischen Bedingungen ohne zus\u00e4tzlichen l\u00fcftungstechnischen Aufwand wesentlich verbessert werden k\u00f6nnen. Ferner werden die Absaugstr\u00e4nge der 3 Laseranlagen zu bedarfsgeregelten Gruppen zusammengefasst und als Zentralabsaugung realisiert. Dies f\u00fchrt zur Optimierung der Schadstofferfassung, Minderung des L\u00e4rmpegels in der Werkshalle, Minderung der Geruchsimmission und der notwendigen Gesamtl\u00fcfterleistung. Die realisierte Erfassungseinrichtung und L\u00fcftungstechnik demonstriert ein ganzheitliches und modellhaftes Ablufterfassungssystem f\u00fcr die lasergest\u00fctzte Stanzformenherstellung. Im Rahmen des Projektes werden optimale Verfahrensparameter des BTK ermittelt. So werden hohe Abbaugrade mit einer Berieselungsdichte von 0,42 m\/h erzielt. Der ideale Arbeitsbereich der N\u00e4hrstoffzufuhr zur Versorgung der immobilisierten Mikroorganismen betr\u00e4gt 1,5 – 2,5 l\/d und das maximale Wasserr\u00fcckhalteverm\u00f6gen entspricht 3 – 4 Produktionsschichten (30 – 45 h), wobei ein Frischwasserzufuhrzyklus von 5 – 8 h empfehlenswert ist. Des Weiteren wird eine gute Abbaubarkeit des verfahrensbedingten Abwassers (1,55 m3\/d) belegt, dessen Direkteinleitung m\u00f6glich ist. Das Str\u00f6mungsverhalten der Abluft in der Filterpackung zeigt sowohl dispersive als auch konvektive Eigenschaften; in den Eckbereichen des Tropfk\u00f6rpers sind Totzonen vorhanden. Die Stromungscharakterisierung belegt, dass die Effizienz f\u00f6rdernde R\u00fcckvermischung und Verweilzeitsteigerung mit einem geringen Druckverlust f\u00fcr die Aufgabenstellung ideal kombiniert ist.
\nDie Zusammensetzung der Abluft kann in die drei Gruppen Kohlenmonoxid, VOC und Partikel eingeteilt werden. In der Gruppe der VOC werden im Wesentlichen die Leitkomponenten durch den BTK abgeschieden, was die hohe Selektivit\u00e4t des Filtersystems belegt. Durch die im Mittel relativ geringen VOC-Konzentrationen (51 mgC\/m3) ist von einer Diffusionslimitierung des Systems auszugehen. Die erzielten Ergebnisse unterstreichen die positive Wirkung der realisierten effizienten Emissionserfassung auf die Schadstoffminderung. Geruchsrelevanten Komponenten wie Formaldehyd, Acrolein, Acetaldehyd und Hexanal werden mit signifikant hohen Abbauraten von 65 – 99 % gemindert. Aromatische Kohlenwasserstoffe werden ebenso wie Aldehyde und Ketone durch das biologische Abluftreinigungsverfahren selektiv umgesetzt. Aerosole werden effektiver als theoretisch erwartet abgeschieden (36%). Die Aerosolkonzentration im Reingas bewegt sich in der Gr\u00f6\u00dfenordnung des Grenzwertes. Der BTK gew\u00e4hrleistet die sichere Einhaltung relevanter Grenzwerte und Unterschreitung der Grenzmassenstr\u00f6me der TA-Luft. Die Geruchsminderung durch den Biotropfk\u00f6rper als zentrale Aufgabe des Filtrationssystems betr\u00e4gt 42%, wobei sich die Intensit\u00e4t und Hedonik\/Qualit\u00e4t des Geruches im Reingas wesentlich verbessert. Durch die Langzeit\u00fcberwachung der Schadstoffmassenstr\u00f6me und Schadstoffnebenstr\u00f6me kann die Zuverl\u00e4ssigkeit der Abluftreinigungsanlage dokumentiert werden. Die dauerhafte Einleitung von Holzaerosolen zeigt keinen nennenswerte Anstieg des Druckverlustes, wenngleich der biologische Abbau von Aerosolemissionen im Laborma\u00dfstab nicht nachgewiesen werden kann. Aerosole im Substrat zeigen im Labor eine hemmende Wirkung, selbst in hoher Konzentration wirken diese jedoch nicht toxisch auf die eingesetzten Mikroorganismen. Isolierte und taxonomisch identifizierte Reinkulturen aus dem Biofilm des Biotropfk\u00f6rpers werden in einer Organismensammlung im Sinne der Nachhaltigkeit der erzielten Projektergebnisse hinterlegt. Die Kosten f\u00fcr den Betrieb der optimierten Biotropfk\u00f6rper-Anlage werden im Wesentlichen durch die N\u00e4hrl\u00f6sung und die Frischwasserzufuhr determiniert. Sie betragen 0,49 \u0080 pro Laserbetriebsstunde.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Ein Wissens- und Technologietransfer in andere Branchen wie Elektroindustrie, Kunststoffverarbeitung und Holzverarbeitung ist im Rahmen der durchgef\u00fchrten Pr\u00e4sentationen und bestehenden Kooperationen realisiert. Nach dem Projektabschluss erfolgt eine Abschlusspr\u00e4sentation f\u00fcr die Stanzformen herstellende Branche.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die realisierte Erfassungseinrichtung und L\u00fcftungstechnik demonstriert ein modellhaftes Ablufterfassungssystem f\u00fcr die lasergest\u00fctzte Stanzformenherstellung. Im Vergleich mit alternativen Abluftreinigungsverfahren f\u00fcr die Problemstellung ist das charakterisierte Biotropfk\u00f6rper-Verfahren als die \u00f6konomisch, technologisch und \u00f6kologisch \u00fcberlegende Verfahrensvariante einzustufen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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