Ein Teil des Abluftreinigungssystems mit Wärmetauscher ist hier auf dem Dach montiert. Die

Ein Teil des Abluftreinigungssystems mit Wärmetauscher ist hier auf dem Dach montiert. Die Wärmerückgewinnung erfolgt zweistufig. (Bild: Wessel-Umwelttechnik GmbH)

Ein Unternehmen aus dem Lackier- und Beschichtungs-Bereich hat von der zur TIG-Gruppe gehörenden Wessel-Umwelttechnik GmbH eine Abluft-Aufbereitungsanlage mit Wärmerückgewinnung installieren lassen, um den gesetzlichen Vorgaben zu entsprechen und gleichzeitig Kosten zu sparen.

Von Sandra Landwehr

Hamburg (rm). In vielen Produktionsprozessen entsteht Abluft mit mehr oder weniger starker Schadstoffbelastung an Kohlenwasserstoff-Verbindungen wie Alkohole, Ketone oder Aldehyde. Diese Stoffe führen meist auch zu Geruchsemissionen. Derart leichtflüchtige organische Komponenten, sogenannte VOCs (Volatile Organic Compounds), finden sich auch in der Abluft von Lackierereien und bei der Beschichtung mit Klebstoffen. Gesetzlich festgelegte Grenzwerte aus der europäischen VOC-Richtlinie sowie aus der TA-Luft und der Lösemittel-Verordnung erfordern Anlagen, welche die Abluft reinigen, um so die Umweltvorgaben zu erfüllen.

Um die sichere Unterschreitung der Grenzwerte herbeizuführen, dabei aber gleichzeitig die Energiekosten zu senken, entschied sich Wessel, eine Anlage Devocs zur Abluftreinigung zu projektieren und diese mit einer Wärmerückgewinnungsanlage zu kombinieren, um Energie rückzugewinnen. Die in der Abluft enthaltene Wärme wird also nicht in die Atmosphäre abgegeben, sondern mittels des Wärmetauschers im Produktionsprozess genutzt. Damit ist laut Wessels eine Kostensenkung für den thermischen Energiebedarf um bis zu 90 % erzielbar.

Die beiden Massenströme Ab- und Außenluft werden dazu im Gegenstrom durch je eine Hälfte einer sich drehenden Matrix geführt. Sie besteht aus einer Metallfolie, die die Wärme der Abluft aufnimmt und nach einer Drehung wieder an den kalten Strom abgibt. Bedingt durch die große Austauschfläche und durch das Gegenstromprinzip, erreicht dieses Wärmetauscher-Prinzip hohe Austauschgrade, so Wessels.

Beim Rotationswärmetauscher ist eine glatte und eine gewellte Lage der Folie zu einem Rad gewickelt. Die entstehenden Kanäle bilden etwa 90 % des Radvolumens und bewirken durch ihre Größe und Form einen laminaren Durchfluss. Da dieser durch die Strömungsrichtung der Gasströme und durch die Drehung des Rades stets wechselnd ist, entsteht ein wirkungsvoller Selbstreinigungseffekt, der Stäube und größere Verunreinigungen aus den Abgasen entfernt. Stärker anhaftende Inhaltstoffe werden durch ein spezielles zweistufiges Wärmetauscher-Abreinigungssystem entfernt, das  speziell für diese Anwendungen konzipiert wurde.

Leicht flüchtige organische Komponenten und Stäube entfernt das Abluftreinigungssystem Devocs, das bei hohen Schadstofffrachten aus zwei Apparaten besteht. Das CS-Biokat-Wäschersystem von Wessels mit kreislaufgeführter Wasseraufbereitung besteht im Wesentlichen aus dem Wascher mit einer Füllkörperpackung, dem Vorlagebecken, einem integrierten Tropfenabscheider und der Konditionierung.

Die mit Schadstoffen und Gerüchen belastete Abluft wird der Abluft-Reinigungsanlage zugeführt. In der Konditionierungsstrecke wird die Abluft mit Hilfe eines Bedüsungssystems zunächst vollständig befeuchtet, um so günstige Absorptionsbedingungen zu erzeugen. Die konditionierte Abluft gelangt in den Biokatwäscher. Dort findet der Übergang der Schadstoffe aus der Abluft in die Waschflüssigkeit statt.

Die mit Waschflüssigkeit benetzten Füllkörper werden vom Abgas im Gegenstrom zur kreislaufgeführten Flüssigkeit durchströmt. Durch die vielfache Umlenkung der Abluft entstehen kleinste Luftverwirbelungen, die eine intensive Vermischung des Abgases mit der Waschflüssigkeit bewirken. Speziell adaptierte Mikroorganismen sowie die Zugabe besonderer Biokatalysatoren ermöglichen einen Betrieb als Wäscher mit kreislaufgeführter Waschwasserregeneration ohne oder nur mit geringen Abwassermengen.

In diesem Prozess werden die Abluftschadstoffe zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) biologisch abgebaut. Auf den eingesetzten Füllkörpern mit großer spezifische Oberfläche bei geringen Druckverlusten bildet sich ein leistungsfähiger Biofilm mit verbesserten Absorptionseigenschaften und hohem Abbauvermögen, so Wessels. Die weitergehende Waschwasserregeneration erfolgt durch die biologische Umsetzung im Bioreaktionsbecken des Wäschers.

Ergänzungswasser, biokatalytische Additive sowie pH-Neutralisationsmittel werden kontinuierlich, selbstregelnd und bedarfsgerecht zugeführt. Mitgerissene feine Wassertröpfchen hält der Tropfenabscheider des Wäschers zurück.

Der Anlagenteil zur kreislaufgeführten  Wasseraufbereitung besteht aus dem FBM-Bioreaktor (Festbetteinbauten – Biologie – Mesophil), dem Belebtschlamm-Separator, Pumpen sowie Dosierstationen für Neutralisationsmittel und biokatalytische Additive. Ein Teilstrom des Waschwassers aus dem Wäscher wird in den Bioreaktor geleitet, wo in einer rein biologischen Stufe die weitere Oxidation der Schadstoffe erfolgt. Festbetteinbauten zur Oberflächenvergrößerung und speziell adaptierte Mikroorganismen unterstützen eine hohe Abbauleistung im Bioreaktor.

Das biologisch gereinigte Waschwasser gelangt anschließend in den Belebtschlamm-Separator. Dort wird Belebtschlamm abgetrennt und anschließend in den Bioreaktor zurückgeführt. Der Klarlauf wird zurück in den Wäscher geleitet.

Durch die Verknüpfung der Wärmerückgewinnung mit dem Wäschersystem wird zusätzlich der Frischwasserbedarf vermindert; optional wird überhaupt kein Frischwasser benötigt.