Biofilter har sedan 1950-talet ofta använts för att ta bort dålig lukt som uppkommer vid hantering och rening av avloppsvatten. Under senare år har UV-tekniken utvecklats betydligt för detta syfte och erbjuder idag många fördelar jämfört med biofilter. I Ruhrområdet pågår utbyte av ett stort antal biofilter och höga skorstenar från 2005 – 2010 mot modern UV-teknik för att behandla dålig lukt från ett stort tunnelsystem.
Av: Hans Holmström
Biofilter för luktborttagning började installeras redan på 1950-talet. Tekniken är mycket enkel. Genom en bädd med något fyllnadsmaterial (bark, flis, kompost etc) pressas förorenad luft vanligen uppåt i en 1 – 3 meter tjockt bäddlager. Rekommendationer för att ett biofilter ska fungera bra anges nedan i punktform.
- Bäddens yta och tryckförluster måste anpassas till varandra, vilket ger upphov till en relativt stor bäddyta.
- Kortslutningsströmmar och avdödning av bäddens mikroorganismer kan undvikas genom lämplig utformning.
- Biofilter fungerar bäst vid låga halter av lösningsmedel och andra luktande ämnen.
- Det tar mellan några dygn till flera veckor för att adaptera bäddens mikroorganismer till aktuellt luftflöde.
- De illaluktande ämnena bör vara vattenlösliga och inte så svårnedbrytbara (t ex BTEX, bensen, toluen, etylbensen och xylen).
- Toppar av toxiska ämnen i luften kan orsaka giftverkan.
- Alltför låga inkommande halter av organiska ämnen kan medföra att bäddens mikroorganismer ”svälter” eller i värsta fall dör.
- Driftstopp och alltför snabba variationer i inkommande luft bör undvikas.
- Damm och aerosoler i inmatad luft bör vara lågt för att motverka igensättningar.
- Inkommande luft får inte vara alltför varm, kall eller torr.
- Bäddmaterialet bryts gradvis ned och bädden blir då mer kompakt, vilket ökar mottrycket.
- Bärarmaterialet i bädden behöver regelbundet bytas.
UV för luktreduktion
En typisk UV-lampa emitterar flera olika våglängder. Om man med UV vill bryta ned ett specifikt illaluktande ämne bör detta ämne absorbera den aktuella våglängden. Det bästa är om UV-lampans emissionsmaximum sammanfaller med ett ämnes absorptionsmaximum (fotolys) Man känner till absorptionsmaximum för nästa alla ämnen och grupper som kan förekomma i förorenad luft.
Ju kortare våglängden är desto energirikare är strålningen. Man brukar dela in UV-strålning i fyra typer: UV-A (315 – 400 nm), UV-B (280 – 315 nm), UV-C (100 – 280 nm) och VUV (vakuum-UV, < 200 nm).
Andra mekanismer än fotolys kan också användas för att med UV-ljus minska lukt. Vid intensiv VUV-strålning kan ozon bildas som i sin tur ger upphov till reaktiva radikaler (ozonolys). Luftens vatteninnehåll kan omvandlas till hydroxylradikaler och på samma sätt förstärka luktborttagningen. För oorganiska ämnen i luften (t ex svavelväte) sker liknande reaktioner vid kraftig UV-belysning. Slutprodukten vid tillräcklig belysning av svavelväte blir vanligen svaveldioxid. Med fotoaktiva katalysatorer i UV-reaktorn kan luktborttagningen förstärkas ytterligare.
UV-lampor
Man skiljer på lågtrycksstrålare (LS) och medeltrycksstrålare (MS). Den förstnämnda typen använder ett tryck under 1 bar och ger strålning med 185 och 254 nm. LS-lampor används mest till vattendesinfektion. Vissa typer kan dock modifieras till att även utnyttjas för luktreduktion. LS-lampor massproduceras med effekter på 10 – 400 W.
MS-lampor arbetar med ett tryck på 1 – 10 bar och ger många energirika våglängder inom intervallet 180 – 370 nm. Effekten på MS-lampor ligger på 1 – 32 kW. De har lång livslängd och kan på några sekunder bryta ned illaluktande ämnen. Det breda våglängdsområdet medför att många ämnen i den förorenade luften kan påverkas. MS-lampor kan drivas intermittent eller kontinuerligt. Strålningsintensiteten kan vid behov styras efter till exempel utgående halt av svavelväte i behandlad luft.
Jämförelse mellan biofilter och UV-teknik
I artikeln görs en jämförelse mellan biofilter och fotooxidationsanläggningar (FOA) för kostnader och ytbehov med ett ingående luftflöde på 30 000 m3/h.
Det framgår av tabellen att kostnaden och ytbehovet är lägre för FOA. Andra fördelar med FOA är stabilare drift vid varierande luftsammansättning och en svarstid på några minuter.
Exempel från Ruhrområdet
I Ruhrområdet finns en stor och lång uppsamlingstunnel för avloppsvatten (Abwasserkanal Emscher, en ”avloppsautobahn”). Tunneln ligger 10 – 40 meter under markytan och har tre lyftstationer och fyra stora avloppsreningsverk som slutstationer. I tunneln bildas svavelväte och andra illaluktande ämnen.
Luftomsättningen ska vara minst en gång per timme. Kemikalier tillsätts vid behov för att försöka hålla svavelvätehalten i tunnelluften under 1 ppm. Under perioden 2005 – 2010 byggdes ett stort antal biofilter och höga skorstenar längs tunneln. Det var den teknik som ansågs vart bäst lämpad i detta fall.
År 2011 började FOA undersökas med pilotanläggningar. De visade sig vara bättre och flexiblare än de befintliga biofiltren. Från och med år 2017 byts biofilter och skorstenar gradvis ut mot FOA. Det totala luftflödet från tunneln som ska behandlas uppgår till ca 1 000 000 m3/h. Sommaren 2021 fanns 32 stora FOA installerade och utbytet pågår ännu något år. Målet med luftbehandlingen är att klara högst 200 GE/m3 (GE = europeiska luktenheter). Vanligen går det bra, men ibland uppkommer betydligt högre tillfälliga toppar.
Källa: Seitz, F., Hiegemann, H. och Teichgräber, B. (2022): Neue Fotooxidationstechnologien in der Abluftreinigung. Korrespondenz Abwasser, nr 12/22, sid 1008 – 1015.
