Projekt 08975/01

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung: Entwicklung eines Verfahrens zur Absorption von übelriechenden Emissionen aus Landwirtschaft, Kommunalen Entsorgungsbetrieben und Industrie

Projektdurchführung

Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Zentrum für Umweltforschung
Georg-Voigt-Str. 14
60325 Frankfurt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Durch die vorgesehene Entwicklung eines Mischnebelabsorbers wird für Anlagen mit Geruchsemissionen ein Verfahren zur Lösung der Emissionsprobleme bereitgestellt. Damit kann ein Beitrag zur besseren Akzeptanz von Standorten für diese Anlagen erbracht werden. Das projektierte Verfahren orientiert sich an den Mechanismen der Selbstreinigung der Atmosphäre durch Wolken und Niederschlag. Diese Mechanismen des in cloud scavenging wurden in vorangegangenen Projekten im DFG-Sonderforschungsbereichs 233, Dynamik und Chemie der Hydrometeore, erforscht. Die Entwicklung steht daher unter dem Motto: Grundlagenforschung erbringt Umwelttechnologie.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Bereitstellung von analytischen und olfaktometrischen Messverfahren zur Bestimmung des Wirkungsgrades der Geruchsminderung.
2. Laboruntersuchungen von Abluftproben am Nebelreaktor.
3. Aufbau und Einsatz eines ambulanten Mischnebelabsorbers im Bypassbetrieb an emittierenden Anlagen.
4. Erprobung der abgasspezifischen Wirkung von verschiedenen Wirkstoffgemischen.
5. Ermittlung eines funktionellen Zusammenhangs zwischen dem Wirkungsgrad der Geruchsminderung und den Betriebsbedingungen im Nebelreaktor.
6. Ermittlung eines funktionellen Zusammenhangs zwischen Düseneigenschaft und Strömungsfeld des Abluftkanals zur Berechnung der optimalen Düsenanordung.
7. Entwicklung einer Abscheidevorrichtung für Nebeltropfen am Ende der Abluftkanäle.
8. Entwicklung einer Mess- und Regelvorrichtung zur bedarfsgerechten Dosierung der Wirkstoffe im Nebel.
9. Einbau von Prototypen in Pilotanlagen.
10. Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit des Verfahrens in der Abluftfahne der Anlagen.


Ergebnisse und Diskussion

Berichtszeitraum 01.07.1999 bis 31.03.2000
Als Bewertungsmaßstab der Entwicklungsarbeiten dient der Wirkungsgrad der erzielten Geruchsminderung. Zur experimentellen Bestimmung des Wirkungsgrades wurden zunächst analytische und olfaktmetrische Messverfahren bereitgestellt.
Zum Auftakt der Untersuchungen zur Geruchsminderung durch Mischnebel wurden Laboruntersuchungen vorgenommen. Bei Anwendung von Mischnebeln mit Säuren und Laugen konnten Wirkungsgrade der Geruchsminderung bis zu 90% erreicht werden. Bei Zugabe von Wirkstoffen, die den Phasenübergang organischer Verbindungen in die Tropfenphase begünstigen, wurden die Wirkungsgrade bis zu 98% gesteigert.
Um die Untersuchungen im Technikummaßstab fortsetzen zu können, wurde ein ambulanter Mischnebelabsorber konstruiert, der an insgesamt neun geruchemittierenden Anlagen eingesetzt wurde.
Bei drei der besuchten Anlagen wurden im Rahmen von mehrtägigen Experimenten, funktionelle Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung und den Konzentrationen der Wirkstoffe einerseits und dem Wirkungsgrad der Geruchsminderung andererseits ermittelt.
Eine weitere wichtige Voraussetzung für den Anlagenbauer sind Überlegungen zur geometrischen Anordnung der Düsen im Abluftstrom, die sicherstellen sollen, dass der gesamte Abluftstrom mit Nebel erfüllt ist. Daher wurde ein Rechenprogramm entwickelt, mit dem berechnet werden kann, welche Düsenanordnung notwendig ist, um bei einer Strömung von bekannter Strömungsgeschwindigkeit und Turbulenz den gesamten Rohrdurchmesser mit den Sprühkegeln der Düsen abzudecken.
Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt in der Entwicklung einer Vorrichtung, mit der die Nebeltropfen effektiv aus dem Abluftstrom entfernt werden können, bevor dieser an die freie Atmosphäre emittiert wird. Mit umfangreichen Labortests wurden optimale Materialien und Konstruktionsformen für den Einsatz im Nebelreaktor ermittelt.
Schließlich wird zur Zeit daran gearbeitet, einen Mess- und Regelkreislauf zu entwickeln, der die Zudosierung der Wirkstoffe im Mischnebel den jeweils vorliegenden Konzentrationen an geruchsintensiven Stoffen anpasst.
Die bisher beschriebene Entwicklungsarbeit wurde ausschließlich vom Zentrum für Umweltforschung durchgeführt. Zum Bau einer Pilotanlage durch einen Anlagenbauer als Partner ist es bislang nicht gekommen. Die uns vom Anlagenbauer EnviTec Mall präsentierte Kontaktperson hatte keinerlei Ingenieursausbildung. Dies führte zunächst zu einem völlig einseitigen Transfer von den im ZUF erarbeiteten Entwicklungsergebnissen zu dem Projektpartner. Ende 1999 sollte eine Pilotanlage bei einem Kunden der Firma EnviTec Mall in einer Tierkörperverwertung aufgebaut werden. Basierend auf den durchgeführten Entwicklungsarbeiten wurde dem Partner ein Arbeitsplan vorgelegt, der Einsatz und Vorgehensweise des ZUF im Partnerverbund beschrieb. Zu dem Plan hat EnviTec Mall nie Stellung genommen. Das übermittelte Wissen wurde jedoch dazu genutzt, den Kundenauftrag im Alleingang erledigen zu wollen. Ob die Pilotanlage gebaut wurde, entzieht sich daher bis heute unserer Kenntnis.
Bei dem zweiten Versuch der Errichtung einer Pilotanlage in einem Betrieb zur Bioabfallverwertung zeigte die Firma Anfang des Jahres 2000 das gleiche Verhalten.
Bei einer Zusammenkunft am 15. März 2000 kam man daher überein, die im Sinne des Antrags der Universität an die Deutsche Bundesstiftung Umwelt vorgesehene Kooperation nicht weiter fortzusetzen. Das Zentrum für Umweltforschung strebt nunmehr an, die Errichtung einer Pilotanlage durch bilaterale Verträge mit Anlagenbauern zu erreichen, wobei diese Partner im Sinne des Projektes als weisungsgebundene Unterauftragnehmer fungieren. Dies setzt zum einen einen investitionsbereiten Anlagenbetreiber und zum anderen eine auf dem Gebiet des Anlagenbaus qualifizierte Partnerfirma voraus. Bezüglich einer Anlage zur Bitumenverarbeitung bestehen zur Zeit die günstigsten Aussichten zur Errichtung einer Pilotanlage.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Ausstellung des Verfahrens mit dem ambulanten Nebelreaktor bei der ACHEMA 2000, Frankfurt am Main, 22. bis 27. Mai 2000, Halle 1.2, Stand G4/H5. Siehe www.rz.uni-frankfurt.de/zuf.


Fazit

Der Einsatz des ambulanten Nebelreaktors im Technikummaßstab an neun geruchsemittierenden Anlagen aus Landwirtschaft, kommunalen Entsorgungsbetrieben und Industrie hat gezeigt, dass das bisher entwickelte Verfahren in der Lage ist, in all diesen Bereichen übelriechende Emissionen zu absorbieren. Aufgrund des Entwicklungsstandes kann nunmehr die Errichtung einer permanent arbeitenden Pilotanlage in Angriff genommen werden.
Von der Ausstellung des Verfahrens auf der ACHEMA wird erwartet, dass weitere Kontakte zur industriellen Verwertung des Verfahrens aufgebaut werden können.