Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Stand der Technik bei der Abluftbehandlung der mechanisch – biologischen Restabfallbehandlung (MBA) ist der Biofilter. In gegenw\u00e4rtigen Untersuchungen des ISAH wird gezeigt, dass eine Abluftreinigung aus-schlie\u00dflich auf Grundlage der Biofiltertechnik in Hinblick auf die vorgesehene BImSchV f\u00fcr anzeigebed\u00fcrftige Kleinanlagen den hier diskutierten Grenzwert nicht erreicht. In diesem Vorhaben wird eine wei-tergehende Abluftbehandlung erprobt, durch die eine deutliche Abnahme der organischen Emission der MBA angestrebt wird. Besondere Priorit\u00e4t kommt hierbei den Substanzen zu, die im Biofilter kaum zu reduzieren sind, h\u00e4ufig aber eine hohe Umweltrelevanz infolge ihrer Toxizit\u00e4t und Persistens besitzen. Durch ein in den Abluftweg integriertes Photooxidationsaggregat soll eine Methode entwickelt werden, die als Kombination Biofilter\/Photooxidation die Emissionsminderung von organischen Schadstoffen durch die MBA weiterentwickelt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas in zwei Phasen unterteilte Projekt sieht im ersten Teil umfangreiche Untersuchungen im Labor des TCI vor. Hier werden f\u00fcr das scale up notwendige Parameter, z.B. Kinetik und Umsatz – Verweilzeit, be-stimmt. Ferner werden eine Methode zur Kondenswasserabscheidung vor der Photooxidation entwickelt und die Abbauprodukte der organischen Schadstoffe infolge der UV\/Ozon-Behandlung bestimmt. In der zweiten Projektphase wird ein Photooxidationsaggregat nach Vorgaben des TCI von Fa. Bioclimatic im Pilotma\u00dfstab gebaut und in den Abluftpfad der MBA Bassum, Kreis Diepholz (RABA Bassum), integriert, und das Verfahren auf die realen Verh\u00e4ltnisse einer gro\u00dftechnischen Anlage angepasst. (ISAH) und optimiert. Vorgesehen sind die Kombination der Photooxidation mit der Biofiltertechnologie und der Betrieb des Photooxidationsaggregates als eigenst\u00e4ndige Abluftreinigung. Die Leistungsf\u00e4higkeit dieser Methode sowohl in Hinblick auf die Reduzierung der organischen Schadstofffracht in der Abluft als auch die Eliminierung von Ger\u00fcchen und Keimen aus der MBA und dem Biofilter werden bestimmt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In vier Messprogrammen, die an der RABA Bassum durchgef\u00fchrt wurden, kamen vier verschiedene Photooxidationsaggregate zum Einsatz, die sich in Lichtleistung und Geometrie unterschieden. Die vier Ger\u00e4te entstanden durch die Weiterentwicklung einer Grundeinheit. Bei allen Versuchen wurden die durch Photooxidation aus den organischen Abluftinhaltsstoffen gebildeten Produkte mittels GC\/MS – Technik und FID-Messtechnik nachgewiesen. Es konnte gezeigt werden, dass eine Partialoxidation vor allem der schwer wasserl\u00f6slichen Schadstoffe gelingt. Gleichzeitig zeigten die FID – Messungen, dass der TOC der Abluft infolge der photooxidativen Prozesse abnahm. Diese TOC – Abnahme stieg mit steigender Verweilzeit. Die Verweilzeit der partiell oxidierten Schadstoffe im Reaktionskanal l\u00e4sst sich durch den Einschub polarer Adsorber erh\u00f6hen. Im vorliegenden Fall wurden dazu Beh\u00e4lter mit Kieselgel verwendet. Tats\u00e4chlich konnte auf diese Weise eine zus\u00e4tzliche Minderung des TOC in der Abluft des Aggregates erreicht werden. Die GC\/MS – Analysen zeigten demgegen\u00fcber keine neuen Zwischenprodukte. Enth\u00e4lt das Abgas Schadstoffe die polymerisieren k\u00f6nnen, z.B. Terpene, kommt es auf Grund der UV – induzierten Polymerisation zur Partikelbildung. Diese Rauchbildung l\u00e4sst sich, wie im einzelnen gezeigt wurde, durch eine Voroxidation des Schadstoffes durch Ozon ohne UV-Einstrahlung vermeiden. Grund hierf\u00fcr ist die vorgeschaltete Ozonolyse der Doppelbindung. Die Abluft der Rotte enth\u00e4lt in der Regel deutliche Mengen an Methan. Es wurde gezeigt, dass auch diese stabile Komponente im Photoaggregat abgebaut werden kann, wof\u00fcr vor allem die im Lichtfeld generierten reaktiven Sauerstoffspezies O(1D) verantwortlich sind. Die Abnahme der Methankonzentration lag im Mittel bei ca. 10 %. Allen Anschein nach l\u00e4sst sich dieser Prozess durch eine Optimierung deutlich steigern.
\nUm die wichtigsten Einflussgr\u00f6\u00dfen auf die photooxidative Schadstoffminderung zu studieren, wurde eines der Aggregate im Technikum eingesetzt. Diese Versuche sollte vor allem eine Antwort auf die Frage liefern, ob ein solches Aggregat als eigenst\u00e4ndige Anlage zur Abluftreinigung an einer MBA geeignet ist. Bei diesen Untersuchungen wurde neben der Verweilzeit die Lichtleistung ver\u00e4ndert. Messend verfolgt wurde nun auch die Konzentration von CO und CO2 im Ablauf der Anlage. Um genauere Aussagen zu bekommen, wurden unterschiedliche Modellschadstoffe (z.B. Toluol, Aceton, Pentan, Limonen, u.a.) eingesetzt. In keinem der untersuchten F\u00e4lle gelang eine Totaloxidation des Schadstoffes im Aggregat. Gemessen wurde allerdings eine deutliche Abnahme des FID-Messsignals durch die Einwirkung des Lichtfeldes. Die Ursache hierf\u00fcr darf in der Entstehung von partiell oxidierten Produkten mit geringeren Responsefaktoren als den Ausgangsstoffen angesehen werden. Dieses Resultat zeigt, dass die Bewertung der Leistung eines solchen Abluftreinigungsverfahrens nicht ausschlie\u00dflich mit der \u00fcblichen FID – Messtechnik erfolgen kann. Um verl\u00e4ssliche Aussagen zu gewinnen, muss man aufwendigere Analysentechniken, z.B. die GC\/MS – Technik heranziehen. Trotz dieses negativen Ergebnisses bleibt allerdings festzuhalten, dass mit einem Photooxidationsaggregat der hier verwendeten Art eine Weiterentwicklung der Abluftreinigung an einer MBA gelingt. Dieser Vorteil beruht vor allem auf zwei Wirkungen: Zum einen steigert die Oxidation schwer wasserl\u00f6slicher Verbindungen die Bioverf\u00fcgbarkeit und damit den Abbau der Schadstoffe. Zum anderen f\u00fchren die Oxidationsreaktionen zu einer Homogenisierung der Abluft, in der nun bevorzugt niedere partiell oxidierte organische Verbindungen vorliegen. Dies hat zur Folge das die Betriebsbedingungen des Biofilters keinen gr\u00f6\u00dferen Schwankungen mehr ausgesetzt sind und er damit sicher arbeiten kann.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Bisher: M\u00f6nkeberg F., Hesse D.; Photooxidative Reinigung der Abluft aus MBA; ver\u00f6ffentlicht in: Abluft und Abluftreinigung bei der mechanisch – biologischen Abfallbehandlung; Fachtagung des V\u00d6EB und des Umweltbundesamtes Wien (Hrsg.); 24.02.2000; Seiten 79-86<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in dem Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, dass eine Kombination aus Photooxidationsaggregat und Biofilter die bestehende Abluftreinigung an einer MBA weiterentwickelt. Durch die Integration der Photooxidation gelingt es vor allem die Betriebssicherheit des Biofilters zu erh\u00f6hen. Als eigenst\u00e4ndige Abluft-reinigungsanlage eignet sich dieses Photooxidationsaggregat allerdings nicht, da wirtschaftliche Bedingungen die Leistung des Lichtfeldes, wie auch die Verweilzeit des Schadgases in diesem Feld eingrenzen. Unter diesen Bedingungen lassen sich die Schadstoffe allenfalls in niedere partiell oxidierte organische Verbindungen, nicht aber zu CO2 und Wasser \u00fcberf\u00fchren. Auch ist der Methanabbau nur begrenzt m\u00f6glich. Integriert man in das Aggregat allerdings geeignete Adsorber zur Erh\u00f6hung der Gasverweilzeit im Lichtfeld und verst\u00e4rkt man zus\u00e4tzlich die Oxidationsleistung durch den Einbau von Photokatalysatoren, so entsteht ein multifunktionaler Photoreaktor. Dieser multifunktionale Photoreaktor ist nicht nur als optimierendes Teilsystem eines Biofilters anzusehen, sondern kann auch bei nicht zu stark belasteten Abgasen als eigenst\u00e4ndiges Reinigungssystem genutzt werden. Zu denken ist beispielsweise an die Reinigung der Abluft von Lackierereien oder an die Beseitigung der Geruchsbel\u00e4stigung von Gro\u00dfk\u00fcchen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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