Integrierte Umwelttechnik am Beispiel der Schadstoffadsorption mit sequentieller Desorption und Degradation durch Mikroorganismen

Abstract

I A d s o r D t i o n IChemie lngenieur Technik 9 I 9 5 reich nicht sonderlich Hot-spot-gefahrdet sind. Bei einer Betriebsstorung, wenn beispielsweise ein Filtersegment teilweise leergefahren wird, kann es jedoch trotzdem zur Bildung eines Glutnestes kommen. Dies wird durch in der Praxis beobachtete Ereignisse bestatigt.Die Berechnungsergebnisse zeigen weiter, daR das Hotspot-Bildungspotential durch MaRnahmen, welche fiir eine gezielte und ausreichende Durchstromung des Aktivkokses an kritischen Stellen sorgen, stark reduziert werden kann. Diesen MaRnahmen kommt vor allem im Teillastbetrieb eine wesentliche Bedeutung zu. Dies wird deutlich, wenn man bedenkt, daR einerseits die Stromungsgeschwindigkeit bei Teillastverhalten entsprechend geringer ist, was gleichzeitig eine Verminderung des Warmeabtransportes bedeutet, andererseits jedoch auch bei verringerter Durchstromung meist noch eine ausreichende Sauerstoffversorgung fur die Selbstenvarmung bestehen bleibt. Abb. Temperaturfeld im oberen Bereich des Adsorbers und im daruberliegenden Trichter bei Betriebsstorung (Vollast, Betriebstemperatur 130 "C).Adsorptive Verfahren sind in der technischen Anwendung unverzichtbare Werkzeuge zur Eliminationvon Schadstoffen aus Abwasser-und Abluftstromen. Nach Erreichen der maximalen Aufnahmekapazitat werden die beladenen Adsorbentien entweder regeneriert oder als Sondermull entsorgt. Die Adsorption kann deshalb nur als Aufkonzentrierungsschritt angesehen werden, der eine umweltgerechte Weiterbehandlung folgen muR. Durch die Kopplung von physikalisch-chemischen und biologischen Verfahrenist es moglich, das mikrobielle Abbaupotential als zielgerichtete Stoffsenke zur Desorption und parallelen Degradation der Schadstoffe zu nutzen. Dies setzt naturlich voraus, daR die Fremdstoffe grundsatzlich fur einen biologischen Abbau zuganglich sind. Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen Losungsansatze zur Nutzung der biologischen Regeneration zur Wiederherstellung erschopfter Adsorbenskapazitaten. Dazu wurden experimentelle und theoretische Untersuchungen an einem definierten Modellsystem durchgefuhrt. Da in der Abwasserbehandlung adsorptive Verfahren ubenviegend bei xenobiotischen Schadstoffen zum Einsatz kommen wurde eine wassrige Phenollosung als Modellabwasser gewahlt. Als Adsorbens diente ein synthetisches Adsorberpolymer auf der Basis von Polystyrol vernetzt mit Divinylbenzol (Wolfatit EP 63, Chemie AG, Wolfen-Bitterfeld). Hierbei handelt es sich um ein Adsorberharz mit groder innerer Oberflache (1200 m2/g) ohne ionenaustauscheraktive Gruppen, das aufgrund seiner definierten Matrixstruktur im Vergleich zu Aktivkohle nicht zu irreversiblem Kapazitatsausfall bei aromatischen Wasserinhaltsstoffen neigt. Ausgehend von grundlegenden Untersuchungen zur Ad-und Desorption wie Isothermengleichgewicht, dynamische Partikeladsorption und Durchbruchscharakteristik in Schuttschichten wurde mit Hilfe des mikrobiellen Phenolabbaus durch eine Spezies Ps. putida ein Verfahrenskonzept zur biologischen Regeneration entwickelt und in einer Versuchsanl...