Optimierung des biologischen Entschwefelungsprozesses durch den Einsatz von Huminstoffen

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Wilfried Schuster
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1 Optimierung des biologischen Entschwefelungsprozesses durch den Einsatz von Huminstoffen, Joachim Behrendt, Ralf Otterpohl Institut für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz Technische Universität Hamburg-Harburg

2 Übersicht Entschwefelungsverfahren Chem. Fällung Adsorption Membrantrennung Alkalische Wäsche Biologische Verfahren 2

3 Biologische Entschwefelung Intern: Extern: Einblasen von Luft Tropfkörper/Biowäscher 1-stufig 2-stufig 3

4 Biowäschersystem Reingas Frischwasser Abluft in Umgebung HS Rohgas Biowäscher Biowäscher Biologische Regeneration Biologische Regeneration Ablauf Ablauf Luft 4

5 Biowäschersystem - Pilotanlage 5

6 6 Biowäschersystem Enthält Biowäscher und nachgeschaltete biologische Regeneration Biowäscher im Gegenstrom Einsatz von Löslichkeitsvermittlern zur Verbesserung der Absorption Belüftung nur in biologischer Regeneration Ziel im Bioreaktor: Regeneration + Produktion elementaren Schwefels

7 Optimierung der Absorption H 2 S wird im Biowäscher durch im Gegenstrom eingeleitetes Wasser ausgewaschen Durch Löslichkeitsvermittler soll die Aufnahmefähigkeit des H 2 S im Wasser verbessert werden Huminstoffe als Löslichkeitsvermittler 7

8 Test der Huminstoffe Fragestellungen: Eignung als Löslichkeitsvermittler? Einsetzbar im Biowäschersystem? Verträglichkeit mit Schwefelbakterien? Regenerierbar? Verträglichkeit mit Pflanzen? 8

9 Eignung als Löslichkeitsvermittler? Gasversuche Gleichgewichtsversuche zur Beurteilung der Verbesserung der Löslichkeit von H 2 S 9

10 10 Eignung als Löslichkeitsvermittler? Gasversuche Untersuchte Bedingungen Variation Konzentration an Huminstoffen 0,5 % - 4 % Menge Waschlösung 0,1-100 ml/l ph-wert 3-12 Temperatur 2-40 C Sorte Huminstoffe Firma und Art H 2 S Gehalt Biogas ppm Quelle Biogas NaWaRo, Abfall, Deponie Lagerung Proben in Ruhe, gerüttelt

11 Abnahme H 2 S [%] Eignung als Löslichkeitsvermittler? <60% <60% <60% <60% <60% SulfaClear TEA DMSO Humin-S Humin-P Wasser Wasser alkal. Wasser sauer 11

12 Abnahme H 2 S [%] Eignung als Löslichkeitsvermittler? LV: Humin-P LV: Humin-S 20 mit Wasser: > 100 ml/lgas notwendig Menge Waschvolumen [ml/lgas] 12

13 Eignung als Löslichkeitsvermittler? Ergebnisse Gasversuche: Huminstoffe verbessern die Löslichkeit von H 2 S in Wasser! Nur minimale Waschwassermengen sind notwendig! 13

14 Einsetzbar im Biowäschersystem? Eigenschaften Huminstoffe: wasserlöslich nicht giftig nicht flüchtig schwer biologisch abbaubar kostengünstig Einsetzbar im Biowäschersystem! 14

15 Biologische Verträglichkeit? Laborversuche am Bioreaktor Schwefelproduktion bei Einsatz von Huminstoffen Bestimmung der Aktivität der Bakterien Keine Hemmung durch Huminstoffe 15

16 Regenerierbar? Gas- und Laborversuche am Bioreaktor Datum H 2 S im Biogas [ppm] H 2 S im Gleichgewicht [ppm]

17 Regenerierbar? Ergebnisse Gas- und Laborversuche: Huminstofflösung erzielt hohe H 2 S- Abnahmen Weitere Regenerationsversuche notwendig 18

18 Verträglichkeit mit Pflanzen? Huminstoffe als Dünger geeignet Schwefel als Dünger geeignet Pflanzenversuche: Anbau von Raps unterschiedliche Konzentrationen an Schwefel und Huminstoffen Auswertung des Pflanzenwachstums 19

19 Zusammenfassung Huminstoffe erhöhen die Löslichkeit von H 2 S im Waschwasser Huminstoffe lassen sich biologisch regenerieren Huminstoffe können zusammen mit dem gewonnenen Schwefel als Dünger wiederverwendet werden Huminstoffe können die biologische Entschwefelung verbessern! 20

20 Ausblick Weitere Analysen notwendig: Bestimmung der Reaktionen der Huminstoffe mit H 2 S Einsatz der Huminstoffe in der Pilotanlage Praxisnahe Untersuchungen! Optimierung der Produktion von elementarem Schwefel im Bioreaktor 21

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!! Fragen???

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