Die Erfindung betrifft ein Nährlösungskonzentrat, insbesondere zur
Verwendung in biologischen Tropfkörper-Filteranlagen.
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Abluftreinigung und insbesondere
die Reinigung von Lösemittel-belasteter Luft mit Biofiltern und Biotropfkörpern.
Biologische Abluftreinigungsanlagen haben sich bereits vielfach zur
Beseitigung von geruchsintensiven Emissionen in der Nahrungsmittelindustrie, Tierkörperverwertungsanlagen,
Kläranlagen und Gießereien bewährt. Eine beträchtliche Erweiterung des Einsatzbereiches
dieser Anlagen auf Siebdruckereien, Lackierereien und andere Lösemittel emittierende
Betriebe wurden durch Einsatz von anderen Filtermaterialien und einer besseren
Regelung möglich.
Das Funktionsprinzip von Biofiltern beruht auf dem biologischen Abbau
der mit der Abluft zugeführten Lösemittel durch Mikroorganismen. Das gleiche Prinzip
macht man sich in Kläranlagen zur Abwasserreinigung mit einer biologischen Belebungsstufe
seit langem zu Nutzen.
Beim Biofilter lebt auf einer Schüttung eines organischen Trägermaterials,
z. B. ankompostierter Baumrinde, Torf, Heidekraut oder Müllkompost eine Vielzahl
von Mikroorganismen. Es handelt sich dabei um Bakterien und Pilze, die natürlicherweise
im Boden vorkommen und nicht pathogen sind. Die Mikroorganismen bilden auf dem
Filtermaterial einen sogenannten Biofilm, der aus den Mikroorganismen selbst und
von Ihnen abgegebenen extrapolimeren Substanzen besteht. Der Wassergehalt im Biofilm
ist sehr hoch. Ferner ist der Biofilm zusätzlich von einem Wasserfilm umgeben.
Ein Teil dieser darin immobilisierten Mikroorganismen ist in der Lage,
nicht nur das organische Trägermaterial, sondern auch Kohlenwasserstoffe, wie
z. B. Lösemittel unter Aufnahme von Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser abzubauen
und die bei dieser Reaktion freiwerdende Energie zu nutzen. Dadurch wird ein mit
Lösemitteln belasteter Abluftstrom beim Durchtritt durch das Filtermaterial gereinigt.
Als Abbauprodukte entstehen die unschädlichen Verbindungen CO2 und H2O.
Dieses Verfahren ist äußerst umweltfreundlich, da keine Problemverlagerung
durch Entstehung anderer Verbindungen stattfindet (sogenannte Sekundäremissionen,
z. B. durch Stickoxide und Kohlenmonoxid).
Essentiell wichtig für Biofilter ist die Befeuchtung des Rohgases
bis auf nahezu Wasserdampfsättigung. Andernfalls wird dem Kompostmaterial Wasser
entzogen, so daß es nach einer Zeit austrocknet und der biologische Abbau der Kohlenwasserstoffe
zum Erliegen kommt.
Bei einem Biotropfkörper, wie er in biologischen Topfkörper-Filteranlagen.
zum Einsatz kommt, wird statt eines organischen Trägermaterials ein Füllkörper
aus nicht abbaubarem Kunststoff eingesetzt. Bewährt hat sich vor allem ein offenporiger
Schaumstoff auf Polyurethanbasis. Dieser Füllkörper dient den Mikroorganismen als
Siedlungsfläche. Die Nährstoffversorgung, die beim Biofilter durch das Vorhandensein
aller benötigten Nährstoffe im organischen Material gewährleistet wird, wird beim
Biotropfkörper durch eine spezielle Nährlösung übernommen, mit der das Filtermaterial
diskontinuierlich beregnet wird. Die Bauform des Biotropfkörpers hat sich gegenüber
dem Biofilter ebenfalls stark geändert. Es wird ein geschlossener Behälter aus
VA-Stahl oder Kunststoff mit relativ hoher Bauform und einer Bodenwanne für die
Beregnungsflüssigkeit verwendet. Hinzu kommen eine Pumpe für die Berieselung des
Filtermaterials mit der als Nährlösung dienenden Beregnungsflüssigkeit, eine automatische
pH-Regulation und Dosierpumpen für Zufuhr frischer Nährlösung. Die gleichmäßige
Berieselung des Filters mit Nährlösung erfolgt über Pralldüsen.
Beim Einfahren wird die Anlage mit Mikroorganismen, die für den Abbau
der Abluftinhaltstoffe geeignet sind, angeimpft. Innerhalb weniger Wochen bildet
sich ein biologischer Rasen auf den Füllkörpern aus, der dann als biologischer
Filter die Reinigung der Abluft bewerkstelligt.
Die Nährlösung enthält in der Regel Komponenten zur Stoffwechselversorgung
der Mikroorganismen, wozu in erster Linie Ammonium-, Kalium-, Phosphat-, Magnesium-,
Sulfat- und Eisen-Verbindungen gehören. Als Beispiel sind Ammoniumchlorid, hydratisiertes
Kaliumphosphat und Magnesiumsulfat zu nennen.
Aus Gründen eines rationellen Transports vom industriellen Herstellungsort
der Nährlösung zur Filteranlage und zur Vermeidung unnötigen Lageraufwandes wird
die Nährlösung in aller Regel als Konzentrat hergestellt, transportiert und vor
Ort gelagert. Zu ihrer Verwendung wird sie verdünnt.
Problematisch bei der Aufkonzentration ist die Eisenkomponente der
Nährlösung. Bei Überschreiten einer bestimmten Konzentration fällt das Eisen aus
und liegt in elementarer Form in der konzentrierten Lösung vor. Damit ist es für
den Stoffwechselkreislauf der Mikroorganismen nicht mehr verfügbar.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Nährlösungskonzentrat
anzugeben, das hochkonzentrierbar ist, ohne daß die Eisenkomponente im konzentrierten
Zustand ausfällt.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Zusammensetzung
gelöst. Demnach ist als wesentlicher Bestandteil die Eisenkomponente als Eisen-EDTA-Komplex
in der Nährlösung enthalten. Dadurch wird ein Ausfällen der Eisen-Komponente wirkungsvoll
vermieden. Die Nährlösung kann so stark aufkonzentriert werden, daß sie anschließend
in einem Verhältnis 1:1000 verdünnbar ist, trotzdem aber jedoch noch ausreichende
Nährstoffeigenschaften aufweist. Ferner weist das erfindungsgemäße Nährlösungskonzentrat
aufgrund seiner Zusammensetzung hohe Standzeit auf, ist also über einen langen
Zeitraum haltbar und stabil.
In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Nährlösungskonzentrats angegeben.
Im folgenden wir die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese
Fig. 1 zeigt eine Tropfkörper-Filteranlage.
Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist die Tropfkörper-Filteranlage in
einem ca. 10 m hohen, zylindrischen Tankbehälter 1 untergebracht, der auf Standfüßen
2 aufrecht steht. Zentral in seine Deckwand 3 mündet ein RohgasZufuhrstutzen 4,
über den beispielsweise die mit Lösemitteldämpfen belastete Abluft eines Druckereigebäudes
in den Tankbehälter 1 eingeblasen werden kann. Im unteren Drittel des Tankbehälters
1 mündet seitlich ein Reingas-Abfuhrstutzen 5 aus, über den die gereinigte Abluft
weggeführt wird.
Im Inneren des Tankbehälters 1 sind drei als Auflageböden dienende,
übereinander angeordnete Tragroste 6 angeordnet, auf denen jeweils ein Füllkörper
7 aus nicht-abbaubaren, offenporigen Schaumstoff auf Polyurethanbasis sitzt. In
den Poren dieser Füllkörper 7 ist ein "biologischer Rasen" angesiedelt, der Mikroorganismen
zum Abbau der im Rohgas enthaltenen organischen Schadstoffe beinhaltet. Zur Ernährung
dieser Mikroorganismen ist eine Nährlösung vorgesehen, die am Boden 8 des Tankbehälters
1 unterhalb des Abfuhrstutzens 5 in einem Nährlösungssumpf 9 bevorratet ist. Eine
externe Versorgungsleitung 10 führt über eine Pumpe 11 von diesem Nährlösungssumpf
9 zur Deckwand des Tankbehälters 1 hin, wo sie in eine den Innenraum des Tankbehälters
1 in Querrichtung durchmessende Düsenlanze 12 mündet. An dieser sind Sprühdüsen
13 zum Ausbringen von Nährlösung auf die Füllkörper 7 angeordnet.
Da sich mit der Zeit im Nährlösungssumpf 9 ein Bodensatz bildet, ist
am tiefsten Punkt des Bodens 8 des Tankbehälters 1 ein Abzugsventil 14 vorgesehen.
Es bleibt in anlagentechnischer Hinsicht zu ergänzen, daß in Fig.
1 strichpunktiert eine Isolierung 15 des Tankbehälters 1 und der Versorgungsleitung
10 angedeutet ist.
Die den Nährlösungssumpf 9 bildende Nährlösung ist auf der Basis eines
Nährlösungskonzentrats der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
- Ammoniumchlorid 20 - 200 g/l
- Kaliumdihydrogenphosphat-3-hydrat 30 - 70 g/l
- Magnesiumsulfat-3-hydrat 10 - 30 g/l
- Fe(III)-EDTA-Komplex 3 - 8 g/l
und
Spurenelemente.
Dieses Nährlösungskonzentrat wird vor dem Einsatz im Tankbehälter
1 im Verhältnis von 1:1000 mit Wasser verdünnt.
