Projekt 10788/01

Mikrobiologische Abluftreinigung mit einem Airliftreaktor

Projektträger

Dr. Sporenberg Umweltschutz Meßtechnik GmbH
Heideweg 2
02953 Bad MuskauZielsetzung und Anlass des Vorhabens Ausgehend von dem im Forschungsprojekt Biologische Abluftreinigung im Airliftreaktor (AZ 03106) erreichten Kenntnisstand wird mit dem Ziel einer variablen und kosteng√ľnstigeren mikrobiologischen Behandlung verschiedener kohlenwasserstoffhaltigen Abluftstr√∂me ein spezieller Airliftreaktor mit Innenschleife entwickelt. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung des Verfahrens bis zur Anwendungsreife f√ľr ausgew√§hlte Industrieanlagen, wie z. B. Gie√üereianlagen, Oberfl√§chenbehandlungsanlagen, Chemischreinigungsanlagen, R√§uchereien und Chemieanlagen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklung und Erprobung eines speziellen Airliftreaktors, mit dem man variabel verschiedene mit Schadstoff belastete Abluftvolumenstr√∂me reinigen kann, erfolgte in Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg. Die Laufzeit des Vorhabens betrug 2 Jahre und 11 Monate. Innerhalb dieser Laufzeit gliederte sich die Bearbeitung in die Arbeitsschritte, - Laborphase, - Entwicklungsphase, - Verbreitungs-phase. Innerhalb der Laborphase wurde im Laborreaktor der TU Bergakademie Freiberg das Abbauverhalten des Bakterienstamms im Langzeitverhalten getestet. Der Airliftreaktor wurde unter verschiedenen Versuchsbedingungen, wie z.B. Variation des Volumenstromes, Variation der Temperatur und auch der Substratausfall als Wochenendsimulation getestet. Als abzubauender Stoff kam der sp√§ter im Technikumsversuch abzubauende Schadstoff Dimethylethylamin zum Einsatz. F√ľr die √úberf√ľhrung dieser Ergebnisse im Technikumsma√üstab wurde eine Versuchsanlage, deren Kernst√ľck ein Airliftreaktor ist, zur Erprobung unter Produktionsbedingungen im Abgas eines gash√§rtenden Kernherstellungsverfahrens (Cold-Box-Verfahren) zum Abbau von Dimethylethylamin in einer Eisengie√üerei gebaut. Die Erprobung erfolgt √ľber ein ¬ĺ Jahr. Variiert wurde die Gr√∂√üe des Bel√ľftungsquerschnittes, Konzentration des Schadstoffs im Rohgas sowie des Volumenstroms. Der zum Einsatz kommende Airliftreaktor ist durch einen aufstr√∂menden und einen abstr√∂menden Teil gekennzeichnet. Ein Teilstrom der schadstoffbelasteten Abluft wird aus dem Rohluftstrom der Cold-Box-Anlage entnommen, √ľber einen Kompressor verdichtet und √ľber ein Bel√ľftungssystem der Fl√ľssigkeit im aufstr√∂menden Reaktorteil zugef√ľhrt. Als Angebot einer Besiedlungsfl√§che f√ľr Mikroorganismen wurden im abstr√∂menden Teil Tropfk√∂rpermaterial untergebracht. Zur √úberwachung und Optimierung von Betriebsparametern ist in der Anlage folgende Mess- und Regelungstechnik eingebaut. Roh- und Reinluft - Gesamtkohlenstoff - kontinuierlich - Sauerstoff und Kohlendioxid - kontinuierlich - Temperatur - kontinuierlich - dynamischer Druck (Geschwindigkeit) - kontinuierlich Fl√ľssigkeit des Airliftreaktors - pH-Wert - kontinuierlich mit Regelung - Sauerstoff - kontinuierlich - Temperatur - kontinuierlich - F√ľllstand, Leitf√§higkeit, Nitratgehalt - diskontinuierlich Im Eigen- und Fremdlabor werden in der Fl√ľssigkeit des Airliftreaktors Komponenten zur Ermittlung der biologischen Aktivit√§t periodisch analysiert. Ergebnisse und Diskussion W√§hrend des Versuchszeitraums waren folgende Betriebsparameter zu verzeichnen: Abgasvolumenstrom: 100 - 550 m¬≥/h Rohgaskonzentration: Gesamt-C: 20 - 140 ppm Dimethylethylamin: 56 - 190 mg/m¬≥N Temperatur der Fl√ľssigkeit: 15 - 29 ¬įC pH-Wert: 6,4 - 7,2 O2-Gehalt der Fl√ľssigkeit: 2 - 5 mg/l Leitf√§higkeit: 3,8 - 4,8 mS/cm Nitratgehalt: 20 - 580 mg/l Von besonderer Bedeutung zur Beurteilung des Verfahrens waren die erreichten Abscheidegrade und der zeitliche Verlauf der Schadstoffkonzentration des Roh- und Reingases. Es wurden Abscheidegrade von Dimethylethylamin von 99 % erzielt. Im Ergebnis dieser Versuche konnte festgestellt werden, dass der biologische Abbau dieses Stoffs bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen keine gro√üen Schwierigkeiten bereitet. Die erzielten Betriebskosten inkl. Investitions- und Abschreibungskosten liegen bei ca. 4 DM/1000 m¬≥ Abluft und befinden sich durchaus in dem bisher √ľblichen Kostenlimit f√ľr andere Abluftrei-nigungsverfahren. Der in der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundesimmissionsschutzgesetz (TA Luft) vorgegebene Grenzwert von 5 mg/m¬≥ f√ľr die Emission von Amin wird mit den erreichten Werten von 0,4 - 0,6 mg/m¬≥N f√ľr den Stoff Dimethylethylamin deutlich unterschritten. Geruchsbel√§stigungen durch den sehr geruchsintensiven Stoff Dimethylethylamin waren im Reingasstrom nicht mehr vorhanden. √Ėffentlichkeitsarbeit und Pr√§sentation Die √Ėffentlichkeitsarbeit gestaltet sich in der Art, dass die Anlagentechnologie und die Ergebnisse auf Messen, Fachsymposien und -vortr√§gen vorgestellt wird. Eine wichtige Aktivit√§t war die Pr√§sentation der Anlage auf der TerraTec von 13.-16.03.2001 in Leipzig. Durch Anfertigung von Postern und Prospektmaterial wurde die √Ėffentlichkeitsarbeit aktiviert. Des weiteren wurde ein Podiumsvortrag von Prof. Kohler von der TU Bergakademie Freiberg zum Thema Airliftreaktor im Rahmen der TerraTec gehalten. Im Rahmen einer Fachtagung des Deutschen Gie√üereiverbandes am 29.03.01 in D√ľsseldorf wurde in Form eines Fachvortrages die Anlagen potentiellen Interessenten vorgestellt. Des weiteren ist vorgesehen, in einer Ausgabe der Fachzeitschrift - Reinhaltung der Luft - einen Artikel zu ver√∂ffentlichen. Im Ergebnis dieser bereits durchgef√ľhrten Aktivit√§ten wurden bereits Anfragen verschiedener Industriezweige, wie z.B. R√§uchereien, Gie√üereien, chemische Industrie, an uns herangetragen. F√ľr die weitere T√§tigkeit gilt es, diese Anfragen auf Realisierbarkeit mit diesem Airliftreaktor zu pr√ľfen und gegebenenfalls Anlagen zu konstruieren und zu fertigen. Ebenfalls vorgesehen ist die weitere Ent-wicklungsarbeit an dem Airliftreaktor, z.B. das schon erw√§hnte Baukastensystem. Bisher durchgef√ľhrte Patentrecherchen (allerdings noch nicht abgeschlossen) geben die M√∂glichkeit, die Anlage bzw. Anlagenteile patentieren zu lassen. Diese T√§tigkeiten werden √ľber die Projektlaufzeit weitergef√ľhrt. Fazit Im Ergebnis dieses Vorhabens wird eingesch√§tzt, dass mit dem Bau und der Erprobung des Airliftreak-tors eine Anlage entwickelt wurde, mittels derer organische Schadstoffe mit den unterschiedlichsten Bindungsarten im Abgas problemlos biologisch abgebaut werden k√∂nnen. Die grunds√§tzliche Vorgehens-weise und Idee hat sich bew√§hrt. Das Verfahrensprinzip konnte im gro√ütechnischen Versuch erfolgreich erprobt werden. Die daraus resultierenden Ergebnisse m√ľssen allerdings zu jedem neuen Anwendungsfall angepasst werden. Weitere verfahrenstechnische √Ąnderungen hinsichtlich Anlagengr√∂√üe und Opti-mierung bestimmter Anlagenteile sind dazu erforderlich.

√úbersicht

Telefon

035771/69381

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Bundesland

Sachsen

Fördersumme

515.752,90 ‚ā¨

Förderzeitraum

01.02.1998 - 25.09.2001