Geurfilters
Geurfilters worden toegepast ter preventie van stankoverlast. Er is stankoverlast als de lucht of gassen die vrijkomen onaangenaam en ongewenst zijn.
Inhoud |
Beschrijving
Tijdens processen zoals bijvoorbeeld afvalwater- en rioolzuiveringsinstallaties rioolgemalen, slibputten, komen er luchten en gassen vrij zoals H2S en mercaptanen die zeer onaangenaam zijn. Deze gassen zijn bij zeer lage concentratie al waarneembaar. Deze hinderlijke luchten zijn af te vangen door middel van biologische en/of chemische filters. Bij afvalwaterzuiveringen worden veelal biologische geurfilters toegepast zoals kokosfilters en lavafilters. Bij industriële toepassingen worden over het algemeen chemische wassers toegepast, terwijl de varkensindustrie gebruik maakt van zowel biologische als chemische wassers.
Typen
Biologische filters
Een biofilter scheidt ongewilde stoffen en gassen volgens een natuurlijk proces. Een Biofilter maakt gebruik van biologisch actief materiaal, de biomassa. De biomassa is in de meeste gevallen opgebouwd uit een mengsel van bijvoorbeeld compost, heide, kokos vezels en wortel hout. De poriën van de biomassa waarin de micro organismen zich bevinden zijn gevuld met water, gedeeltelijk vrij en gedeeltelijk vast op het oppervlak van het vaste materiaal. Tijdens de doorgang van de vervuilde lucht door het filter gaan de vervuilende stoffen over van de gasfase naar de vloeistof fase. Vervolgens breken de micro organismen deze verbindingen af. Voor deze omzetting hebben deze micro organismen behoefte aan fosfaat, natrium en calcium.
Proces biologische filters
Bij biofiltratie wordt de te zuiveren gasstroom opwaarts door een filterbed geleid, dat is opgebouwd uit biologisch materiaal, bv. compost, boomschors of turf. Het filtermateriaal is drager van een dunne waterfilm waarin micro-organismen leven. De verontreinigingen in de gasstroom worden door ad- en absorptie op het filtermateriaal weerhouden, en vervolgens door de aanwezige micro-organismen afgebroken. Het filtermateriaal doet hierbij dienst als leverancier van de nodige nutriënten. De afbraakproducten van de omzetting zijn koolstofdioxide, sulfaat, nitraat e.d.Het droge stofgehalte van de filter varieert typisch van 40 tot 60 %. Om uitdroging van het bed tegen te gaan dient de gasstroom vrijwel verzadigd te zijn met water. Daarom wordt de te behandelen lucht meestal vooraf bevochtigd. Dit kan met een voorafgeschakelde wasser. Het gas moet 95 % relatieve vochtigheid hebben. In de praktijk is het steeds beter om een bevochtiger voor te schakelen om de biofilter tegen uitdrogen te beschermen.Voor gemakkelijk afbreekbare stoffen bevat het filtermateriaal van nature voldoende diverse soorten micro-organismen. Voor moeilijk afbreekbare stoffen kan de filter met speciale culturen worden geënt om een snellere opstart van de filter te verkrijgen en is een nauwgezette opvolging om de correcte werkingsparameters te behouden cruciaal. Toevoeging van mineralen en voedingsstoffen kan gewenst zijn indien het filtermateriaal te weinig voedingsstoffen vrijzet.Voornamelijk mengsels van makkelijk en moeilijk afbreekbare stoffen zijn moeilijk af te breken in een biofilter omdat in de eerste plaats de makkelijk afbreekbare stoffen worden verwijderd en de complexere stoffen niet worden afgebroken.Bij biofiltratie is het belangrijk dat het filtermateriaal een pH tussen 7 en 8 heeft voor afbraak van organische componenten. Bij een pH kleiner dan 6,5 wordt de afbraaksnelheid snel minder.De verblijftijd van het gas door de filter moet minimaal 30 – 45 seconden zijn om een goede verwijdering te hebben van geur en solventen.
Typen
Meerdere lagen van filtermateriaal
Soms worden meerdere lagen gebruikt om verschillende bacterieculturen te verkrijgen In de eerste laag worden de makkelijk afbreekbare componenten verwijderd. In de tweede laag zullen vooral de moeilijk afbreekbare componenten in de afgassen zitten. Hier kunnen de gespecialiseerde (meestal traag groeiende) bacteriën overleven.
Open of gesloten
De biofilter kan boven open of gesloten zijn. Bij een open biofilter is de biofilter onderhevig aan regen, zon, vorst, … . Dit kan plantengroei veroorzaken, bij overvloedige regen een te natte biofilter, bij zon een te droge biofilter. Een gesloten biofilter is meer van de externe weersinvloeden afgeschermd en kan beter opgevolgd en gestuurd worden.
Luchtinlaat boven of onder bed
Bij de inlaat onder het bed gebeurende biologische afbraak en de irrigatie in verschillende gebieden. In de filter kan vochtophoping optreden vanwege luchtkanalisering waardoor op deze plaatsen anaërobe zones kunnen optreden. Bij de inlaat boven het bed gebeuren irrigatie en biologische afbraak vooral boven aanhet bed. Het bed zal een constantere vochtigheid hebben vermits de eventueel onverzadigde lucht en de bevochtiging op dezelfde plaats in het bed gaan. Hierdoor is ook het gevaar voor lokale vochtophoping kleiner.
Biofilter met bacteriën of schimmels
De klassieke biofilters functioneren meestal met bacteriën. Een nieuwere ontwikkeling is de inzet van schimmels. Deze zijn beter bestand tegen uitdroging, verzuring, tijdelijke stilstand van de filter. Van biofilter met schimmels bestaan voor zover gekend geen full-scale installaties.
Voordelen biologische filters
- Lage investerings- en werkingskosten
- Eenvoudige constructieGoede verwijdering van biologisch afbreekbare componenten (ook slecht wateroplosbare componenten zoals xylenen, styreen)
- Lage drukval
- Weinig afvalwater (percolaatwater)
- Weinig afvalmateriaal (enkel vervangen filtermateriaal)
Nadelen biologische filters
- Groot oppervlakte nodig (dit kan worden opgelost door container biofilter op elkaar te plaatsen zodat het grondoppervlak kleiner wordt; dit verhoogt echter de kostprijs)
- Filtermateriaal moet periodiek worden vervangen
- Vochtigheid en pH van het filtermateriaal moeilijk te controleren
- Weinig regelparameters om de efficiëntie te verbeteren
- Verstoppingsgevaar door stof
- Fluctuaties in concentratie hebben grote invloed op de werkingsefficiëntieBed moet continu worden belucht om anaërobe condities te vermijden
Toepassingen
- Waterzuiveringsinstallaties
- Composteringsinrichtingen
- Smaakstoffenindustrie
- Gieterijen
- Scheikundige industrie
- Kunstofproductie
- Voedingsindustrie bijv. vlees en visverwerkende industrie
Chemische filters
Bij chemische filtratie wordt relatieve vocht en/of vloeistof gezuiverd door middel van absorptie van chemische stoffen door filterkorrels. Chemische filterkorrels zijn verpakt in een geurfilterunit. De geurfilterunits moeten aan het einde van de filterlijn geplaatst worden zodat de biologische filter eerst de kans krijgt om de stoffen af te breken. Door het filter op een ontluchting te plaatsen bijvoorbeeld op het dek van een bassin of gemaal worden de vervuilde luchtstromen door het filter geleid ten gevolge van niveaustijgingen.
Proces chemische filters
Het filter staat in contact met de kelder of het pompgemaal en zal de vervuilde luchtstoom ten gevolge van niveaustijging in het gemaal, door het geurfilter leiden. De aangevoerde gassen gaan vervolgens een reactie aan met het chemische filter. De gassen worden dan omgezet in een neutraal restgas waardoor de omgeving gevrijwaard blijft van hinderlijke geuren. Afhankelijk van de luchthoeveelheid, het soort gas en de concentratie zal het type unit en medium worden bepaald. De geurfilters worden doorgaans zelfademend toegepast. Chemische filters hebben als doel schadelijke gassen zoals H2S, SO2, SO3, O3 en mercaptanen in de lucht af te vangen en onschadelijk te maken. Het chemische filtermedium heeft een poreuze structuur die geïmpregneerd kan zijn met bijvoorbeeld kaliumpermanganaat (KMnO4), dit geeft de specifieke paarse kleur aan de korrel. Kaliumpermanganaat is een zeer krachtige oxidator. De schadelijke gassen dringen via het microporeuze oppervlak door in de korrel, waarna een onomkeerbaar oxidatieproces plaatsvindt. De schadelijke gassen worden omgezet in een neutraal restgas.
Typen
Er bestaan diverse soorten chemische filters met verschillende soorten impregnaat. Afhankelijk van de toepassing, de soorten af te vangen gassen, de gasconcentratie en de luchthoeveelheid..
Actieve kool
Het veel gebruikte chemische filtermedium is actieve kool. Dit wordt met name toegepast om ammoniak, fosfaten, organische afvalproducten of geneesmiddelen uit het water te absorberen. Als gevolg hiervan moet men gedurende een waterbehandeling met geneesmiddelen steeds de actieve kool uit de filter halen. Na de behandeling kan dit dan terug geplaatst worden om eventuele resten medicatie te absorberen. Het nadeel van actieve kool is dat de absorptiecapaciteit snel is opgebruikt en dat deze niet opnieuw bruikbaar te maken is door uitspoeling. Daarom gebruikt met in bijvoorbeeld grotere vijvers meestal zeoliet.
Zeoliet
Zeoliet absorbeert ook ammoniak, fosfaten en organische afvalproducten of geneesmiddelen uit het water en heeft als grote voordeel dat het kan geregenereerd worden waardoor het herbruikbaar is. Zeoliet is een natuurlijk gesteente dat bestaat uit een combinatie van verschillende mineralen. Zeoliet bevat een groot aantal kleine poriën waardoor dit materiaal absorberend werkt.
Voordelen chemische filters
- De werkzame bestanddelen zijn meetbaar; een levensduurvoorspelling is daarmee mogelijk
- Bestand tegen een zeer hoge relatieve vochtigheid
- Duizenden soorten gassen kunnen worden geëlimineerd
- Zeer hoog afvangstrendement
- Desorptie onmogelijk door het onomkeerbare chemische proces
- Keuze uit vele typen media
Nadelen chemische filters
- Na verloop van tijd raken filterkorrels verzadigd waardoor het vervangen of geregenereerd moeten worden.
Toepassingen
- Waterzuiveringinstallaties
- Rioolzuiveringsinstallaties
- Rioolgemalen
- Ontvangstkelders
- Slibputten
- Pompstations
- Proffesionele keukens in hotels en restaurants
