AT615U1

AT615U1 - COMPOSITION FOR PURIFYING EXHAUST GASES

Info

Publication number: AT615U1
Application number: AT0038094U
Authority: AT
Original assignee: Eder Guenter; Kahr Rudolf Ing
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-02-26

Description

AT 000 615 UlAT 000 615 Ul

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Reinigung von Abgasen, insbesondere Abluft, die dazu vorgesehen ist, ein Bett zu bilden, durch das die Abgase hindurchgeleitet werden und das mit Mikroorganismen besiedelbar ist.The invention relates to a composition for purifying exhaust gases, in particular exhaust air, which is intended to form a bed through which the exhaust gases are passed and which can be colonized with microorganisms.

Aus der DE-A 42 04 190 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Gasen bekannt, wobei die zu reinigenden Gase durch eine Schüttung aus organischem Material geleitet werden. Als organisches Material werden Torf-Heidekraut-Gemische, Rindenschnipsel, Holzschnipsel, Kompost oder auch andere Gemische aus Torfy'Kunststoff, Kompost/Kunststoff oder dgl. vorgeschlagen. Um eine ausreichende Leistung dieses Biofilters zu erzielen, ist es dabei notwendig, den Mikroorganismen, die die organische Schicht besiedeln, Nährstoffe zuzuführen. Dadurch werden jedoch auch unerwünschte Mikroorganismen gefördert, die wiederum durch Zugabe von Giftstoffen unterdrückt werden müssen. Der Betrieb eines solchen biologischen Filters ist daher aufwendig und von einer genauen Überwachung und Regelung abhängig. Weiters ist die Verwendung von Giftstoffen aus Gründen des Umweltschutzes bedenklich.From DE-A 42 04 190 a method and a device for cleaning gases is known, the gases to be cleaned being passed through a bed of organic material. Peat-heather mixtures, bark chips, wood chips, compost or other mixtures of Torfy plastic, compost / plastic or the like are proposed as organic material. To achieve sufficient performance of this biofilter, it is necessary to supply nutrients to the microorganisms that colonize the organic layer. However, this also promotes unwanted microorganisms, which in turn have to be suppressed by adding toxins. The operation of such a biological filter is therefore complex and depends on precise monitoring and control. Furthermore, the use of toxins is questionable for reasons of environmental protection.

Weitere ist aus der DE-A 40 41 233 ein Verfahren zur Beseitigung von Geruchsstoffen aus Abluft bekannt, das als Filtermaterial ebenfalls Fasertorf und Heidekraut verwendet. Bei diesem Verfahren wird zur Erhöhung der Wirksamkeit das Filtermaterial in einer drehbaren Trommel angeordnet, um die Wirksamkeit entsprechend zu gewährleisten. Dieses Verfahren benötigt daher aufwendige mechanische Komponenten und ist für eine Vielzahl von Anwendungen nicht in wirtschaftlicher Weise einsetzbar.Furthermore, DE-A 40 41 233 discloses a process for removing odorous substances from exhaust air, which also uses peat and heather as filter material. In this method, the filter material is arranged in a rotatable drum to increase the effectiveness in order to ensure the effectiveness accordingly. This process therefore requires complex mechanical components and cannot be used economically for a large number of applications.

Weiters offenbart die EP-A 492 135 eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft, bei der in einer Reinigungskolonne Filterschichten angeordnet sind, die mit Mikroorganismen besiedelt sind. Als Filterschicht werden hierbei Rindenabfälle genannt. Um die entsprechende Reinigungswirkung zu erzielen, ist hierbei eine aufwendige Befeuchtungseinrichtung erforderlich.Furthermore, EP-A 492 135 discloses a device for cleaning air, in which filter layers are arranged in a cleaning column and are populated with microorganisms. Bark waste is mentioned here as a filter layer. In order to achieve the appropriate cleaning effect, a complex moistening device is required.

Weitere biologische Filter werden auch in der DE-A 41 02 167 der EP-A 497 214 und der EP-A 470 468 beschrieben. Auch diesen Verfahren und Vorrichtungen haften jedoch ähnliche Nachteile an, wie sie oben beschrieben worden sind.Further biological filters are also described in DE-A 41 02 167, EP-A 497 214 and EP-A 470 468. However, these methods and devices also have disadvantages similar to those described above.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Zusammensetzung anzugeben, die in einfacher Weise die Durchführung eines Verfahrens zur Reinigung von Abgasen ermöglicht. Dabei sollen vor allem giftige und geruchsbildende Komponenten des Abgases, wie etwa Azeton oder Toluol wirksam und nahezu vollständig aus dem Abgas entfernt werden. Der Betrieb des Filters soll sehr robust sein, so daß auch ohne aufwendige Überwachung und Regelung der verschiedenen Betriebsparameter ein gutes Reinigungsverhalten erzielbar ist. Der gesamte Aufbau des Filtere soll möglichst einfach sein, so daß eine Reinigung der Abgase in einer Vielzahl von Einsatzbereichen wirtschaftlich möglich ist. 2 AT 000 615 UlThe object of the invention is to avoid these disadvantages and to provide a composition which enables a method for purifying exhaust gases to be carried out in a simple manner. Above all, toxic and odor-forming components of the exhaust gas, such as acetone or toluene, are to be removed effectively and almost completely from the exhaust gas. The operation of the filter should be very robust, so that good cleaning behavior can be achieved even without complex monitoring and control of the various operating parameters. The entire structure of the filter should be as simple as possible, so that cleaning of the exhaust gases is economically possible in a large number of areas of application. 2 AT 000 615 ul

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zusammensetzung anzugeben, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und die bei ihrer Entsorgung keine Umweltprobleme verursacht.Another object of the invention is to provide a composition which is simple and inexpensive to manufacture and which does not cause any environmental problems when it is disposed of.

Diese Aufgaben werden dadurch gelöst, daß die Zusammensetzung im wesentlichen aus Traubenkemen, Biertrebern und MineralstofFen besteht. In überraschender Weise hat sich herausgestellt, daß eine Zusammensetzung dieses Aufbaues einen besonders vorteilhaften Nährboden für Mikroorganismen darstellt, wobei eine besonders hohe Leistung in bezug auf die Äb-scheidung pro Volumseinheit des Trägermaterials erzielbar ist. Es wird dabei angenommen, daß die Mikroorganismen hauptsächlich die Traubenkeme besiedeln, wobei die übrigen Komponenten für die Bereitstellung von· entsprechend günstigen Umgebungsbedingungen notwendig sind.These tasks are solved in that the composition consists essentially of grape seeds, beer grains and mineral substances. Surprisingly, it has been found that a composition of this structure represents a particularly advantageous breeding ground for microorganisms, it being possible to achieve a particularly high performance in terms of separation per unit volume of the carrier material. It is assumed that the microorganisms mainly colonize the grape seeds, the other components being necessary for the provision of suitable environmental conditions.

Wesentlich an der Erfindung ist, daß durch die besondere Mischung der Komponenten die Lebensbedingungen der Mikroorganismen optimal sind. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, in einem gewissen Ausmaß weitere Komponenten der Mischung hinzuzufugen, soweit diese die Lebensbedingungen der Mikroorganismen nicht nachteilig beeinflussen.It is essential to the invention that the living conditions of the microorganisms are optimal due to the special mixture of the components. It is possible within the scope of the invention to add further components to the mixture to a certain extent, provided that these do not adversely affect the living conditions of the microorganisms.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Bestandteile in folgenden Gewichtsanteilen vorliegen:However, it is particularly advantageous if the constituents are present in the following proportions by weight:

Traubenkeme 1 - 95%, vorzugsweise 20 - 75%;Grape seeds 1-95%, preferably 20-75%;

Biertrebern 1 - 50%, vorzugsweise 10 - 40%;Beer grains 1-50%, preferably 10-40%;

MineralstofFe 0,01 - 40%, vorzugsweise 2 - 20%.Minerals 0.01 - 40%, preferably 2 - 20%.

Es hat sich herausgestellt, daß in diesem Bereich der Zusammensetzung besonders günstige Bedingungen für die Besiedelung mit Mikroorganismen und für die Stabilität des Betriebsverhalten vorliegen.It has been found that in this area of the composition there are particularly favorable conditions for the colonization with microorganisms and for the stability of the operating behavior.

Das Gesteinsmehl hat die Aufgabe eine gewisse Auflockerung der Schüttung zu bewirken und auch Spurenelemente für die Mikroorganismen zur Verfügung zu stellen. Die Körnung kann dabei unterschiedlich sein, es ist sowohl fein gemahlenes Material einsetzbar, als auch Material, das gröbere Bestandteile enthält. Bei porösen Gesteinsmaterialien mit größerer spezifischer Oberfläche sind dabei Partikelgrößen bis etwa 1 cm Durchmesser einsetzbar. Als besonders günstig haben sich Diabas, Basalte, Serpentin, Granit, Gneis und Granolit, sowie Vulkangesteine, wie Tuffe und Tuffite herausgestellt.The rock powder has the task of causing a certain loosening of the bed and also providing trace elements for the microorganisms. The grain size can be different, both finely ground material can be used, as well as material that contains coarser components. In the case of porous rock materials with a larger specific surface, particle sizes of up to approximately 1 cm in diameter can be used. Diabase, basalt, serpentine, granite, gneiss and granolite, as well as volcanic rocks such as tufa and tuffite have proven to be particularly cheap.

Eine besonders schnelle Anlaufzeit ist erzielbar, wenn die Traubenkeme in einem für die Besiedelung mit Mikroorganismen aufgeschlossenem Zustand vorliegen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die aus dem Traubentrester gewonnenen Traubenkeme gebrochen oder gemahlen werden. Besonders einfach läßt sich die Zusammensetzung jedoch dadurch herstellen, daß die Traubenkeme in Form von verrottetem Traubentrester vorliegen. 3 AT 000 615 UlA particularly fast start-up time can be achieved if the grape seeds are in a state that is open to the colonization with microorganisms. This can be achieved, for example, by breaking or grinding the grape seeds obtained from the grape pomace. However, the composition can be produced particularly simply in that the grape seeds are in the form of rotted grape pomace. 3 AT 000 615 ul

Durch den Verrottungsprozeßwird ein optimaler Nährboden für die nützlichen Mikroorganismen geschaffen.The rotting process creates an optimal breeding ground for the beneficial microorganisms.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird in einer Schütthöhe von etwa 200 bis 800 mm in einem entsprechenden Behälter bereitgestellt. Dadurch ist auch eine kompakte und platzsparende Modul- oder Containerbauweise möglich. Die Strömung mit der zu reinigenden Abluft, kann dabei sowohl von unten nach oben als auch von oben nach unten erfolgen. Durch die relativ geringe Schütthöhe sind dabei die Druckverluste gering, wodurch der Leistungsbedarf der entsprechenden Be- und Entlüftungsaggregate klein gehalten werden kann. Es ist vorteilhaft, die Abluft vor der Reinigung zu befeuchten, was vorzugsweise dadurch erfolgt, daß die Luft durch einen Sprühnebel aus Wasser geleitet wird. Es ist jedoch auch möglich, die Luft durch einen Dampfstrahl zu fuhren, oder die aus einem Luftwäscher kommende Luft direkt in den Biofolter einzuführen.The composition according to the invention is provided in a corresponding container at a bed height of approximately 200 to 800 mm. This also enables a compact and space-saving module or container construction. The flow with the exhaust air to be cleaned can take place from bottom to top as well as from top to bottom. Due to the relatively low dumping height, the pressure losses are low, which means that the power requirements of the corresponding ventilation units can be kept low. It is advantageous to humidify the exhaust air before cleaning, which is preferably done by passing the air through a water spray. However, it is also possible to pass the air through a steam jet or to introduce the air coming from an air washer directly into the bio-torture.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ermöglicht eine Reinigung in einem weiten Temperaturbereich von etwa 10°C bis 70°C. Daher ist in vielen Anwendungsfallen keine Beeinflussung der Temperatur des Abgases erforderlich. Gegebenenfalls kann jedoch ein Erwärmen oder Kühlen des Abgases vorgesehen werden, um sicher zu stellen, daß im Biofilter eine Temperatur herrscht, die in dem obigen zulässigen Bereich liegt.The composition according to the invention enables cleaning in a wide temperature range from approximately 10 ° C. to 70 ° C. Therefore, in many applications it is not necessary to influence the temperature of the exhaust gas. If necessary, however, heating or cooling of the exhaust gas can be provided to ensure that the biofilter has a temperature which is in the above permissible range.

Durch die günstigen Wachstums- und Lebensbedingungen für die Mikroorganismen, kann die Zeitdauer für die Inbetriebnahme und den Probebetrieb von 2 bis 3 Monaten bei bekannten Biofiltem auf zwei bis drei Wochen beim erfindungsgemäßen Biofilter verkürzt werden. Es ist keine Zufuhr von Nährstoffen für die Mikroorganismen erforderlich, da diese Nährstoffe von der Biomasse zur Verfügung gestellt werden. Ebenso ist es nicht erforderlich sonstige Chemikalien oder dgl. zuzugeben. Bei Betriebsunterbrechungen ist nur ein sehr geringer Frischlufteintrag notwendig, um die Aktivität des Filters voll aufrecht zu erhalten.Due to the favorable growth and living conditions for the microorganisms, the time for commissioning and trial operation can be shortened from 2 to 3 months for known biofilters to two to three weeks for the biofilter according to the invention. No supply of nutrients for the microorganisms is required, since these nutrients are provided by the biomass. It is also not necessary to add other chemicals or the like. In the event of business interruptions, only a very small amount of fresh air is required to fully maintain the filter's activity.

Die Einsatzgebiete der Erfindung sind vielseitig, so kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung etwa im Bereich der Lebensmittelindustrie, in Kaffee- und Kakaoröstereien, fleisch- und fischverarbeitenden Betrieben, Brauereien und Schlachthäusern eingesetzt werden. Weitere Einsatzgebiete sind: Tierzüchtung, Tierkörperverwertung, Futtermittelerzeugung sowie allgemein Gewerbebetriebe und Industriebetriebe, die Abgase mit starker Geruchs- und Abgasbelastung erzeugen, wie etwa Lackindustrie, Möbelerzeugung, Papier- und Holzindustrie, Lösungsmittelverarbeitung, kunststofferzeugende und -verarbeitende Unternehmen, erdöl- und fettverarbeitende Betriebe, Kläranlagen und Entsorgungsbetriebe, die flüchtige Schadstoffe aus dem Erdreich beseitigen.The areas of application of the invention are varied, for example the composition according to the invention can be used in the food industry, in coffee and cocoa roasters, meat and fish processing plants, breweries and slaughterhouses. Further areas of application are: animal breeding, rendering of carcasses, animal feed production as well as general commercial and industrial companies that produce exhaust gases with strong odor and exhaust gas pollution, such as paint industry, furniture production, paper and wood industry, solvent processing, plastics producing and processing companies, petroleum and fat processing companies, Sewage treatment plants and waste disposal companies that remove volatile pollutants from the ground.

Weiters betrifft die Erfindung besondere Verfahren, bei denen die obige Zusammensetzung einsetzbar ist. Neben einem Verfahren zur direkten Reinigung von belasteter Abluft ist auch ein Verfahren vorgesehen, bei dem kontaminierte oder belastete Böden gereinigt werden können, die hierbei eine Belüftung erforderlich ist, entsteht bei bekannten Verfahren unter anderem eine schadstoffbelastete Abluft. Wenn jedoch bei der Sanierung von Erdreich, bei der 4 AT 000 615 Ul das Erdreich mit einer Zusammensetzung, wie sie oben beschrieben worden ist, vermischt wird und mit einem Gas, vorzugsweise Luft, beaufschlagt wird, so erfolgt eine Reinigung des Gases bereits in situ. Sollte dies nicht ausreichen, so kann vorgesehen sein, daß das Gas nach dem Durchströmen der Schüttung aus Erdreich und der Zusammensetzung in einem weiteren Schritt gereinigt wird, indem es durch eine Schüttung geleitet wird, die eine erfindimgsgemäße Zusammensetzung enthält.Furthermore, the invention relates to special processes in which the above composition can be used. In addition to a method for the direct purification of contaminated exhaust air, a method is also provided in which contaminated or contaminated floors can be cleaned, which requires ventilation, in known methods, among other things, pollutant-contaminated exhaust air is produced. If, however, during the remediation of soil, at 4 AT 000 615 Ul the soil is mixed with a composition as described above and a gas, preferably air, is applied, the gas is already cleaned in situ . If this is not sufficient, it can be provided that the gas is cleaned in a further step after flowing through the bed of soil and the composition by passing it through a bed which contains a composition according to the invention.

In der Folge wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:The invention is explained in more detail below with the aid of examples:

Beispiel 1:Example 1:

Zusammensetzung der Biomasse nach Gewichtsanteilen: 72 % Traubenkeme, 20 % Biertrebern und 8 % Mineralstoffe. Die Abluftmenge betrug 1.100 Vm3/h, die Filterfläche 13 m^ und die Schütthöhe 600 mm. Die Temperatur wurde in einem Bereich zwischen 15°C und 40°C gehalten. Mit dieser Zusammensetzung konnte die folgende Reinigungswirkung erzielt werden, wobei als Rohgas eine lösungsmittelhaltige Abluft verwendet wurde:Composition of the biomass by weight: 72% grape seeds, 20% beer grains and 8% minerals. The exhaust air volume was 1,100 Vm3 / h, the filter area 13 m ^ and the bed height 600 mm. The temperature was kept in a range between 15 ° C and 40 ° C. With this composition, the following cleaning effect could be achieved, with a solvent-containing exhaust air being used as the raw gas:

Schadstoff Konzentration im Rohgas (mg/m3) Azeton 1250 Isobutanol 410 Styrol 250 Toluol 22 Isopropylalkohol 350Pollutant concentration in the raw gas (mg / m3) acetone 1250 isobutanol 410 styrene 250 toluene 22 isopropyl alcohol 350

Konzentration im Reingas (mg/m3) Wirkungsgrad % 58 95,4 12 97,1 1,13 99,6 0,17 99,2 37 89*4Concentration in the clean gas (mg / m3) Efficiency% 58 95.4 12 97.1 1.13 99.6 0.17 99.2 37 89 * 4

Beispiel 2:Example 2:

Zusammensetzung der Biomasse nach Gewichtsanteilen: 60 % Traubenkeme, 37 % Biertrebern und 3 % Mineralstoffe. Die Abluftmenge betrug 700 Ä^m3/h, die Filterfläche 6 m^ und die Schütthöhe 600 mm. Die Temperatur wurde in einem Bereich zwischen 20°C und 30°C gehalten. Mit dieser Zusammensetzung konnte die folgende Reinigungswirkung erzielt werden:Composition of the biomass by weight: 60% grape seeds, 37% beer grains and 3% minerals. The exhaust air volume was 700 Ä ^ m3 / h, the filter area 6 m ^ and the bed height 600 mm. The temperature was kept in a range between 20 ° C and 30 ° C. The following cleaning effect could be achieved with this composition:

Schadstoff Konzentration im Konzentration im Wirkungsgrad %Pollutant concentration in concentration in efficiency%

Rohgas (mg/m3) Reingas (mg/m3)Raw gas (mg / m3) Clean gas (mg / m3)

Toluol 460 175 62,0Toluene 460 175 62.0

Toluol ist insbesondere in Konzentrationen über 350 mg/m3 schwierig abzubauen. 5 AT 000 615 UlToluene is particularly difficult to break down in concentrations above 350 mg / m3. 5 AT 000 615 ul

Beispiel 3:Example 3:

Zusammensetzung der Biomasse nach Gewichtsanteilen: 75 % Traubenkeme, 10 % Biertrebern und 15 % Mineralstoffe. Die Abluitmenge betrug 900$m3/h, die Filterfläche 4 m^ und die Schütthöhe 700 mm. Die Temperatur wurde in einem Bereich zwischen 10°C und 25°C gehalten. Mit dieser Zusammensetzung konnte die folgende Reinigungswirkung erzielt werden, wobei als Rohgas Abluft aus einer Kläranlage verwendet wurde:Composition of the biomass by weight: 75% grape seed, 10% spent grains and 15% minerals. The discharge rate was $ 900 m3 / h, the filter area 4 m ^ and the bed height 700 mm. The temperature was kept in a range between 10 ° C and 25 ° C. The following cleaning effect could be achieved with this composition, exhaust gas from a sewage treatment plant being used as the raw gas:

Rohgas (mg/rn^) Reingas (mg/m.3)Raw gas (mg / rn ^) Clean gas (mg / m.3)

Schwefelwasserstoff 12 <1 >90Hydrogen sulfide 12 <1> 90

Die besonderen Vorteile der Erfindung sind: die geringe benötigte Filterfläche bei kleiner Schütthöhe, der Wegfall der Berieselung der Schüttung und der breite Temperaturbereich, in dem eine gute Wirkung erzielt wird. Dadurch ist ein nahezu wartungsfreier Betrieb möglich. 6The particular advantages of the invention are: the small filter area required with a low bed height, the elimination of the sprinkling of the bed and the wide temperature range in which a good effect is achieved. This enables almost maintenance-free operation. 6

Claims

AT 000 615 Ul CLAIMS 1. Composition for cleaning exhaust gases, in particular exhaust air, which is intended to form a bed through which the exhaust gases are passed and which can be colonized with microorganisms, characterized in that the composition consists essentially of grape seeds, Beer spent grains and minerals.

2. Composition according to claim 1, characterized by the following parts by weight: grape seeds 1-95%, preferably 20-75%; Beer grains 1-50%, preferably 10-40%; Minerals 0.01 - 40%, preferably 2 - 20%.

3. Composition according to one of claims 1 or 2, characterized in that the mineral is a rock flour, which preferably consists of diabase, basalt, serpentine, granite, gneiss and granolite, and volcanic rocks such as tufts and tufts and the like ..

4. Composition according to one of claims 1 to 3, characterized in that the grape seeds are in the form of rotted grape pomace.

5. A method for cleaning exhaust gases, in which an exhaust gas to be cleaned is saturated with moisture and passed at a temperature between 10 ° C and 70 ° C through a bed containing a composition according to any one of claims 1 to 4.

6. A method for the remediation of soil, in which the soil is mixed with a composition according to any one of claims 1 to 4 and a gas, preferably air, is applied.

7. The method according spoke 6, characterized in that the gas is saturated with moisture and is passed at a temperature between 10 ° C and 70 ° C through the bed of soil and the composition.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the gas after flowing through the bed of soil and the composition is cleaned in a further step by passing it through a bed containing a composition according to any one of claims 1 to 4 contains. 7