Biologische Abluftreinigung

1 Einleitung.- 1.1 Die Problemstellung.- 1.2 Geruchsemissionen und ihre sensorischen Wirkungen.- 1.3 Die Bewertung von Geruchsemissionen.- 1.3.1 Sensorische Analytik.- 1.3.2 Instrumentelle Detektoren.- 1.3.3 Angewandte Meßtechnik.- 1.3.4 Wirkungsgrade von Geruchs Verminderungen.- 1.4 Vermeidungsstrategien.- 1.5 Gesetzliche Grundlagen der Luftreinhaltung.- 1.6 Literaturverzeichnis z. Abschnitt 1.- 1.7 Zusammenstellung der in Abschnitt 1 verwendeten Formelzeichen.- 2 Möglichkeiten und Grenzen biologischer Abluftreinigung.- 2.1 Konventionelle Möglichkeiten der Reinigung organisch belasteter Abluftströme.- 2.1.1 Die thermische Abgasreinigung.- 2.1.1.1 Die Flammenverbrennung.- 2.1.1.2 Die thermische Verbrennung.- 2.1.1.3 Die katalytische Verbrennung.- 2.1.2 Die physikalischen Verfahren.- 2.1.2.1 Adsorptionsverfahren.- 2.1.2.2 Kondensation.- 2.1.3 Die Ozonisierung zur Geruchsbeseitigung.- 2.1.4 Die oxidierende Gas Wäsche.- 2.1.5 Abgasreinigung durch energetische Prozesse.- 2.2 Die biologische Abluftreinigung - eine echte Alternative.- 2.2.1 Anwendungskriterien.- 2.2.2 Kostenvergleiche verschiedener Anlagenarten.- 2.3 Literaturverzeichnis zum Abschnitt 2.- 3 Die prozeßtechnischen Grundlagen der biologischen Abluftreinigung.- 3.1 Die verfahrenstechnischen Grundlagen der Biofiltration.- 3.1.1 Biologische Oxidation der Schadstoffe (Mikrokinetik).- 3.1.1.1 Bruttoumsatzgleichung und Zeitgesetz.- 3.1.1.2 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit.- 3.1.1.3 Reingaskonzentration.- 3.1.2 Der Stofftransport.- 3.1.2.1 Theorien zum Stofftransport Gas/Flüssigkeit/Zelle.- 3.1.2.2 Abschätzung der geschwindigkeitsbestimmenden Schritte in der Makrokinetik.- 3.1.3 Der Einfluß der biochemischen Reaktion auf den Konzentrationsverlauf.- 3.2 Die verfahrenstechnischen Grundlagen des Biowäschers.- 3.2.1 Verfahrensbeschreibung.- 3.2.2 Absorption und biologischer Abbau.- 3.2.2.1 Der Stoffaustausch im Waschturm.- 3.2.2.2 Die Regeneration der Waschflüssigkeit.- 3.3 Literaturverzeichnis zum Abschnitt 3.- 3.4 Zusammenstellung der im Abschnitt 3 verwendeten Formelzeichen.- 4 Biochemische und thermodyitamische Grundlagen.- 4.1 Kohlenstoff- und Energiequellen der Mikroorganismen.- 4.2 Der Stoffwechsel.- 4.2.1 Katabolismus und Anabolismus.- 4.2.2 Enzymkatalysierte Reaktionen.- 4.3 Bioenergetik und ATP-Kreislauf.- 4.3.1 Die Änderung der Freien Energie.- 4.3.2 ATP als universeller Energieüberträger.- 4.3.3 Ablauf der biologischen Oxidation.- 4.4 Literaturverzeichnis zum Abschnitt 4.- 4.5 Zusammenfassung der im Abschnitt 4 verwendeten Formelzeichen.- 5 Der Biofilter.- 5.1 Der Aufbau von Biofilteranlagen.- 5.1.1 Die Typisierung von Flächenbiofiltern.- 5.1.2 Der konstruktive Aufbau von Druckkammerfiltern.- 5.1.3 Der Wetterschutz bei Flächenfiltern.- 5.1.4 Die Abluftkonditionierung.- 5.1.5 Messen und Regeln.- 5.2 Das Filtermaterial.- 5.2.1 Bedeutung und Aufgaben.- 5.2.2 Arten und Auswahlkriterien.- 5.2.2.1 Kriterien für die Wahl von Filtermaterialien.- 5.2.2.2 Einteilung und Eigenschaften.- 5.2.3 Die Temperaturverhältnisse.- 5.2.4 Die Feuchtigkeit des Filtermaterials.- 5.2.4.1 Die Bindung des Wassers im Filterbett.- 5.2.4.2 Die Kapillarkondensation.- 5.2.5 Anströmgeschwindigkeit, Schütthöhe und Druckverlust.- 5.2.6 Die Berechnung von Druckverlust und Verweilzeit.- 5.2.7 Reaktionsprodukte und pH-Wert.- 5.2.8 Nährstoffversorgung der Mikroorganismen.- 5.2.9 Die Wartung des Filterbetts während der Betriebszeit.- 5.2.10 Die Entsorgung von verbrauchtem Filtermaterial.- 5.3 Der Biofilter im praktischen Betrieb.- 5.3.1 Die Auslegung von Biofilteranlagen.- 5.3.2 Die Voraussetzung für den Einsatz von Biofiltern.- 5.3.3 Das Betriebsverhalten bei wechselnden Schadstofffrachten.- 5.3.4 Betrieb und Wartung.- 5.4 Die Wirksamkeit von Biofilteranlagen.- 5.4.1 Der Zusammenhang zwischen dem physikalischen und dem physiologischen Reinigungseffekt.- 5.4.2 In der Praxis erreichte Schadstoffminderungen.- 5.5 Literaturverzeichnis zum Abschnitt 5.- 5.6 Zusammenstellung der im Abschnitt 5 verwendeten Formelzeichen.- 6 Der Biowäscher.- 6.1 Die Technologie des Biowäschers.- 6.1.1 Typische ältere Ausführungen von Biowäschern.- 6.1.1.1 Der Tropfkörperwäscher nach Prüss/Blunk.- 6.1.1.2 Der Prallbodenwäscher von Wilfering.- 6.1.1.3 Die Füllkörperanlagen von Beuthe und Müller.- 6.1.1.4 Großtechnische Biowäscheranlagen nach einem niederländischen Patent [6.4].- 6.1.2 Die Weiterentwicklung der Apparatetechnik.- 6.1.2.1 Eine neuartige Hochleistungsanlage nach Brauer [6.5].- 6.1.2.2 Der Permeationsreaktor [6.6].- 6.1.2.3 Der “Compact Gas Scrubber” [6.7].- 6.2 Die patentrechtliche Situation.- 6.3 Aktuelle Entwicklungen und Verfahren.- 6.3.1 Ein neuartiges Biowäscherkonzept.- 6.3.2 Das Biosolvverfahren.- 6.4 Literaturverzeichnis zum Abschnitt 6.- 7 Emittierte Schadstoffe und ihr mikrobiologischer Abbau.- 7.1 Abbaubarkeit und mikrobielle Anpassung.- 7.2 Der mikrobielle Abbau von Kohlenwasserstoffen.- 7.2.1 Die Verwertung von C1-Verbindungen.- 7.2.2 Die Oxydation von kurzkettigen n-Alkanen.- 7.2.3 Der Abbau aliphatischer Kohlenwasserstoffe.- 7.2.4 Die Spaltung von Aromaten.- 7.3 Der Abbau anorganischer Substanzen.- 7.4 Die Abscheidung biologisch schwer abbaubarer Substanzen.- 7.5 Literaturverzeichnis zum Abschnitt 7.- 8 Sachregister.