CH667641A5

CH667641A5 - METHOD FOR AUTOTROPHIC DENITRIFICATION OF WATER.

Info

Publication number: CH667641A5
Application number: CH4353/86A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Prof Dr Sontheimer; Ulrich Dr-Ing Rohmann; Ruediger Dipl-Ing Boeckle
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1986-11-04
Publication date: 1988-10-31
Also published as: DE3638301C2; DE3638301A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur autotrophen Denitrifikation von Wasser oder Abwasser. The invention relates to a method for the autotrophic denitrification of water or waste water.

Es sind Verfahren zur autotrophen Denitrifikation von Wasser bekannt, bei denen die Denitrifikation durch Wasserstoff-Zusatz erfolgt, wobei wahlweise eine zusätzliche Zugabe von C02 vorgesehen ist, um den pH-Wert des Wassers etwa neutral (pH = 7) zu halten. Gleichzeitig wird dem Wasser dadurch Kohlenstoff als Nährstoff für die Mikroorganismen zugeführt (EP-B1-0 065 035). Methods for the autotrophic denitrification of water are known, in which the denitrification is carried out by adding hydrogen, with an additional addition of CO 2 optionally being provided in order to keep the pH of the water approximately neutral (pH = 7). At the same time, carbon is added to the water as a nutrient for the microorganisms (EP-B1-0 065 035).

Autotrophe Denitrifikationsverfahren mit Hilfe von Wasserstoff haben den Vorteil, dass dessen Überschuss ohne Schwierigkeiten nach oder aus dem Reaktor — gemeinsam mit bei der Umsetzung entstandenem Stickstoff und gegebenenfalls anderen Gasen, wie beispielsweise überschüssigem C02 — entfernt werden kann. Auf eine aerobe biologische Nachbehandlung, die bei heterotrophen Verfahren im allgemeinen erforderlich ist, kann daher bei einer Mehrzahl der aufzubereitenden Wässer verzichtet werden. Es genügt neben der Entgasung — und unter Umständen einer pH-Korrektur — fast immer eine einfache Filtration bzw. Flockungsfiltration als Nachbehandlung. Autotrophic denitrification processes with the aid of hydrogen have the advantage that their excess can be easily removed to or from the reactor - together with nitrogen formed during the reaction and possibly other gases, such as, for example, excess CO 2. An aerobic biological aftertreatment, which is generally required in heterotrophic processes, can therefore be dispensed with in the majority of the waters to be treated. In addition to degassing - and possibly a pH correction - a simple filtration or flocculation filtration is almost always sufficient as an aftertreatment.

Die praktische Anwendung des geschilderten Verfahrens hat jedoch gezeigt, dass der pro m3 Reaktorvolumen und Tag erreichbare Umsatz für Nitrat-N nur einen Bruchteil von etwa 10-40% der mit heterotrophen Verfahren erreichbaren Werte beträgt. Practical application of the process described has shown, however, that the conversion for nitrate-N that can be achieved per m3 of reactor volume per day is only a fraction of about 10-40% of the values that can be achieved with heterotrophic processes.

Weiterhin ist eine biologische Denitrifikation mit geeigneten autotrophen Mikroorganismen unter Verwendung von elementarem Schwefel auf Trägermaterialien bekannt (H. Overath u. K. Haberer, «Biologische Denitrifikation mit autotrophen Mikroorganismen des Typus Thiobacillus denitrificans unter Verwendung von elementarem Schwefel auf Trägermaterialien» in der Zeitschrift «Vom Wasser» 63 [1984], Seiten 249-251). Auch bei diesem Verfahren liegen die erreichbaren Denitrifikationswerte weit unter denjenigen von heterotrophen Verfahren. Furthermore, a biological denitrification with suitable autotrophic microorganisms using elemental sulfur on carrier materials is known (H. Overath and K. Haberer, “Biological denitrification with autotrophic microorganisms of the type Thiobacillus denitrificans using elemental sulfur on carrier materials” in the journal “Vom Wasser »63 [1984], pages 249-251). With this method too, the achievable denitrification values are far below those of heterotrophic methods.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirksamkeit der geschilderten autotrophen Denitrifikationsverfahren zu verbessern; die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch die Kombination einer Behandlung mit einer biologischen Population, die mindestens wasserstoffoxidierende Denitrifikanten enthält, wobei bei dieser Behandlung dem Rohwasser mindestens Wasserstoff zudosiert wird, und einer Behandlung mit einer biologischen Population, die mindestens schwefeloxidierende Denitrifikanten enthält, wobei bei dieser Behandlung elementarer Schwefel als Reduktionsmittel verwendet wird. The object of the invention is to improve the effectiveness of the described autotrophic denitrification process; The solution to this problem is characterized according to the invention by the combination of a treatment with a biological population which contains at least hydrogen-oxidizing denitrifiers, with this treatment at least hydrogen being metered into the raw water, and a treatment with a biological population which contains at least sulfur-oxidizing denitrifiers, where This treatment uses elemental sulfur as a reducing agent.

Mit der erfindungsgemässen Kombination lassen sich überraschenderweise Leistungssteigerungen um einen Faktor 3 bis 6 erzielen. Dies lässt sich folgendermassen erklären: With the combination according to the invention, increases in performance by a factor of 3 to 6 can surprisingly be achieved. This can be explained as follows:

Eine autotrophe Denitrifikation mit Wasserstoff gehorcht unter Beachtung der Gesamtstöchiometrie der Reaktionsgleichung: 3,36 H2+H+ +NO3- + 0,38 C02 An autotrophic denitrification with hydrogen obeys the total stoichiometry of the reaction equation: 3.36 H2 + H + + NO3- + 0.38 C02

>0,075 C5H702N+3,6 H20+0,46 N2, > 0.075 C5H702N + 3.6 H20 + 0.46 N2,

während eine autotrophe Denitrifikation mit Schwefel nach der Reaktionsgleichung abläuft: while an autotrophic denitrification with sulfur proceeds according to the reaction equation:

1,2 S+N03 " + 0,76 H20 + 0,08 NH4++0,4 C02 >0,08 CsH702N+0,5 N2 + l,l SO*"+ 1,28 H+. 1.2 S + N03 "+ 0.76 H20 + 0.08 NH4 ++ 0.4 C02> 0.08 CsH702N + 0.5 N2 + 1.1 SO *" + 1.28 H +.

Bei der Denitrifikation mit Wasserstoff werden also sowohl Wasserstoffionen als auch C02 verbraucht, was eine starke pH-Wert-Erhöhung bis in den Bereich ungünstiger Milieubedingungen zur Folge hat und sich in einer niedrigen Denitrifikationsleistung äussert; die pH-Wert-Erhöhung kann ausserdem einen Ausfall von Kalziumkarbonat (CaC03) im Biofilm bewirken, woraus ebenfalls ein Leistungsabfall des autotrophen Verfahrens mit Wasserstoff resultiert. Denitrification with hydrogen therefore consumes both hydrogen ions and CO 2, which results in a sharp increase in pH up to the range of unfavorable environmental conditions and results in low denitrification performance; the increase in pH can also cause a loss of calcium carbonate (CaC03) in the biofilm, which also results in a decrease in the performance of the autotrophic process with hydrogen.

Bei der autotrophen Denitrifikation mit Schwefel werden dagegen H+-Ionen produziert, der pH-Wert erniedrigt sich bei diesem Verfahren und bewegt sich bei alleiniger Anwendung damit ebenfalls in den Bereich ungünstiger Milieubedingungen. In the case of autotrophic denitrification with sulfur, on the other hand, H + ions are produced, the pH value drops in this process and, when used alone, also moves in the range of unfavorable environmental conditions.

Durch die erfindungsgemässe Kombination beider Reaktionen wird bewirkt, dass sich diese unerwünschten pH-Wert-Verschiebun-gen weitgehend kompensieren. Dadurch wird erreicht, dass bei etwa gleichen partiellen Denitrifikationsleistungen der Einzelreaktionen die Gesamtreaktion im optimalen pH-Wert-Bereich um den Neu-tralpunkt (pH=7) abläuft, und derpH-Wert des Reaktorablaufes nur unwesentlich vom Rohwasser-pH-Wert abweicht; weiterhin kann auch der störende CaC03-Ausfall im Biofilm der wasserstoff-oxidierenden Bakterien verhindert werden. The combination of both reactions according to the invention has the effect that these undesirable pH value shifts are largely compensated for. It is thereby achieved that with approximately the same partial denitrification performances of the individual reactions, the overall reaction takes place in the optimal pH value range around the neutral point (pH = 7), and the pH value of the reactor process deviates only insignificantly from the raw water pH value; furthermore, the disturbing CaC03 failure in the biofilm of the hydrogen-oxidizing bacteria can also be prevented.

Mit Vorteil werden beide Denitrifikationsbehandlungen simultan in einem Trägermaterial für die Mikroorganismen enthaltenden Reaktor durchgeführt, wobei als Trägermaterial vorzugsweise mit Schwefel beaufschlagte Aktivkohle verwendet werden kann. Der simultane Ablauf der beiden Denitrifikationsreaktionen am Kohlekorn, wie er in einem gemeinsamen Reaktor abläuft, hat damit vor allem einen sehr günstigen Einfiuss auf die pH-Wert-Verhältnisse sowohl im äusseren Biofilm als auch im Korn des Trägermaterials. Advantageously, both denitrification treatments are carried out simultaneously in a support material for the reactor containing the microorganisms, it being possible to use activated carbon preferably as the support material. The simultaneous course of the two denitrification reactions on the coal grain, as it takes place in a common reactor, has above all a very favorable influence on the pH value ratios both in the outer biofilm and in the grain of the carrier material.

Weiterhin kann eine zusätzliche Leistungssteigerung bei der Verfahrenskombination erreicht werden, wenn dem Wasser zusätzlich C02 und/oder andere Säuren zudosiert werden, wobei die Zugabe in Abhängigkeit vom pH-Wert im Reaktorablauf geregelt wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, Veränderungen der Denitrifikationsleistung, die durch zu starkes Überwiegen der Denitrifikation mit Wasserstoff im äusseren Biofilm bzw. durch die damit verbundene pH-Wert-Erhöhung zustande kommen können, auszugleichen. Furthermore, an additional increase in performance in the process combination can be achieved if additional CO 2 and / or other acids are added to the water, the addition being regulated as a function of the pH in the reactor outlet. This makes it possible to compensate for changes in the denitrification performance which can result from excessive denitrification with hydrogen in the outer biofilm or from the associated increase in pH.

Ein weiterer Vorteil der neuen Verfahrenskombination besteht darin, dass sich die Karbonathärte (m-Wert) des aufzubereitenden Wassers nicht oder nur unwesentlich erhöht, was insbesondere bei Rohwässern mit hoher Gesamthärte erwünscht ist. Die Verfahrenskombination zeichnet sich ausserdem durch eine sehr gute Anpassungsfähigkeit an die Rohwasserqualität aus. Another advantage of the new process combination is that the carbonate hardness (m-value) of the water to be treated does not increase, or increases only insignificantly, which is particularly desirable for raw water with a high total hardness. The process combination is also characterized by a very good adaptability to the raw water quality.

Selbtsverständlich ist die Kombination beider Verfahren auch derart möglich, dass die Verfahren in einzelnen Reaktorabschnitten getrennt durchgeführt werden. So kann beispielsweise im ersten Reaktorabschnitt eine Denitrifikation mit Wasserstoffvorteilhaft unter Einsatz einer bestimmten Säure-Dosierung und im Anschluss daran eine Denitrifikation mit Hilfe schwefelbeladener Aktivkohle vorgenommen werden. Of course, the combination of both processes is also possible in such a way that the processes are carried out separately in individual reactor sections. For example, denitrification with hydrogen can advantageously be carried out in the first reactor section using a specific acid dosage and then denitrification with the aid of sulfur-laden activated carbon.

Im folgenden wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Anlage zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahrenskombination. The single figure shows schematically a plant for carrying out the method combination according to the invention.

Für die Durchführung des Gesamtverfahrens ist im vorliegenden Beispiel ein Reaktorgefâss 1 vorgesehen, das, auf einem gas- und wasserdurchlässigen Zwischenboden 2 gelagert, ein Fest- oder To carry out the overall process, a reactor vessel 1 is provided in the present example, which, stored on a gas- and water-permeable intermediate floor 2, a solid or

2 2nd

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10 10th

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45 45

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3 3rd

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Fliessbett 3 enthält; das Fest- oder Fliessbett 3 wird dabei beispielsweise von einer körnigen Masse gebildet, die aus einem der in der Filtertechnik bekannten Materialien — wie z. B. Sand, Aktivkohle, Kalziumkarbonat oder Kunststoff-Füllkörper — und elementarem Schwefel besteht. Die Korngrösse von Trägermaterial und Schwefel betragen einige mm, beispielsweise 1-6 mm. Der Schwefelanteil liegt bei etwa 50 Gew.-%. Es ist jedoch auch möglich, den Reaktor mit sogenannten statischen Mischelementen zu füllen, die zusammen mit körniger Masse, die ebenfalls zumindest teilweise aus körnigem Schwefel besteht, ein Festbett bilden. Contains fluid bed 3; the fixed or fluidized bed 3 is formed, for example, by a granular mass made of one of the materials known in filter technology - such as, for. B. sand, activated carbon, calcium carbonate or plastic filler - and elemental sulfur. The grain size of the carrier material and sulfur is a few mm, for example 1-6 mm. The sulfur content is about 50% by weight. However, it is also possible to fill the reactor with so-called static mixing elements which, together with granular mass, which likewise consists at least partially of granular sulfur, form a fixed bed.

Eine besonders vorteilhafte Füllung für den Reaktor 1 ist jedoch körnige Aktivkohle, die mit elementarem Schwefel beladen ist. Derartige beladene Aktivkohle ist im Handel erhältlich. A particularly advantageous filling for the reactor 1, however, is granular activated carbon, which is loaded with elemental sulfur. Such loaded activated carbon is commercially available.

Die Füllungen oder Einbauten des Reaktorgefässes 1 dienen als Trägermaterialien für die Ansiedlung der den Abbau der Nitratoder Nitritionen bewirkenden Mikroorganismen. The fillings or internals of the reactor vessel 1 serve as carrier materials for the settlement of the microorganisms which bring about the degradation of the nitrate or nitrite ions.

Unter dem Zwischenboden 2 befindet sich im Reaktorgefäss 1 ein Verteil- und Mischraum 4, in den eine Rohwasserzuführleitung 5 sowie eine mit einem regelbaren Absperrorgan 6 versehene Zugabeleitung 7 einmünden. Über die Zugabeleitung 7, die gleichzeitig auch als Zuführleitung für Rückspülflüssigkeit — falls eine periodische Reinigung unter Rückspülung des Festbettes 3 erforderlich sein sollte — dienen kann, werden, falls für die Aufrechterhaltung des aktiven Lebens der Mikroorganismen erforderlich, kohlenstoff-und/oder phosphorhaltige Nährstoffe in den Reaktor 1 eingespeist. Under the intermediate floor 2 there is a distribution and mixing space 4 in the reactor vessel 1, into which a raw water supply line 5 and an addition line 7 provided with a controllable shut-off element 6 open. Via the addition line 7, which can also serve as a supply line for backwash liquid - if periodic cleaning while backwashing the fixed bed 3 should be necessary - if necessary for the maintenance of the active life of the microorganisms, carbon and / or phosphorus-containing nutrients fed the reactor 1.

Über dem Festbett 3 enthält der Reaktor 1 einen Sammelraum 9 für das behandelte Wasser, das über eine Reinwasserleitung 10, in der ein einstellbares Drossel- und Absperrorgan 11 vorhanden ist, aus dem Reaktor weggeführt wird. Im Sammelraum 9 erfolgt eine Trennung der den Reaktor 1 durchsetzenden Gasphase von dem Reinwasser; für die Wegführung der Gase ist eine Leitung 12 vorgesehen, die durch ein einstellbares Drossel- und Absperrorgan 13 ab-schliessbar ist. Die Drosselorgane II und 13 sind im allgemeinen Druckreduzierventile, mit denen im Reaktor 1 gegebenenfalls ein gewünschter Überdruck aufrechterhalten werden kann, wodurch, wie erwähnt, eine Erhöhung der im Wasser gelösten Wasserstoffmenge erreicht wird. Above the fixed bed 3, the reactor 1 contains a collecting space 9 for the treated water, which is led out of the reactor via a pure water line 10, in which an adjustable throttle and shut-off device 11 is present. The gas phase passing through the reactor 1 is separated from the pure water in the collecting space 9; A line 12 is provided for guiding the gases away and can be closed by an adjustable throttle and shut-off device 13. The throttle bodies II and 13 are generally pressure reducing valves, with which a desired excess pressure can optionally be maintained in the reactor 1, whereby, as mentioned, an increase in the amount of hydrogen dissolved in the water is achieved.

. Der Reaktor 1 kann als Schlaufenreaktor ausgeführt sein, d. h. zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bei vorgegebener Verweilzeit kann ein Teil des in ihm enthaltenen Gas-Wasser-Gemisches in mindestens einem Teil seines Volumens umgewälzt werden. Diese Umwälzung erfolgt mit Hilfe einer Umwälzpumpe 14, die über Umwälzleitungen 15 und 16, die aus dem Sammelraum 9 bzw. dem Festbett 3 abzweigen und zur Einstellung der Zirkulationsmenge mit ein-stell- und absperrbaren Drosselventilen 17 und 18 ausgerüstet sind, die zirkulierende Menge zurück in den Verteilraum 4 fördert. . The reactor 1 can be designed as a loop reactor, i. H. To increase the flow velocity for a given dwell time, part of the gas-water mixture contained in it can be circulated in at least part of its volume. This circulation takes place with the aid of a circulation pump 14, which is circulated via circulation lines 15 and 16 which branch off from the collecting space 9 or the fixed bed 3 and are equipped with adjustable and shut-off throttle valves 17 and 18 for adjusting the circulation quantity promotes in the distribution room 4.

Die Beladung des Wassers mit Wasserstoff kann auf bekannte Weise erfolgen; bewährt hat sich dabei besonders das bekannte Ver-. fahren (EP-B1-0 065 035), bei dem der unter erhöhtem Druck stehende Rohwasserstrom mit Wasserstoff gesättigt wird. The water can be loaded with hydrogen in a known manner; The well-known Ver. drive (EP-B1-0 065 035), in which the raw water stream, which is under increased pressure, is saturated with hydrogen.

In der Rohwasserzuführleitung zum Reaktor 1 ist daher vor dem Reaktor eine Begasungsstufe 25 vorgesehen. In diese führt eine Speiseleitung 21 für das Rohwasser, in der eine Rohwasserpumpe 22 vorhanden ist, durch die der Druck des Rohwassers vor der Behandlungsstufe 25 erhöht wird. In die Behandlungsstufe 25 mündet weiterhin eine Wasserstoffzuführleitung 23, die eine nicht dargestellte Druckgasquelle für Wasserstoff mit der Begasungsstufe 25 verbindet. A gassing stage 25 is therefore provided in the raw water supply line to the reactor 1 in front of the reactor. A feed line 21 for the raw water leads into this, in which a raw water pump 22 is present, by means of which the pressure of the raw water before the treatment stage 25 is increased. A hydrogen supply line 23 also opens into the treatment stage 25, which connects a pressurized gas source (not shown) for hydrogen to the gassing stage 25.

Falls zur Konstanthaltung des pH-Wertes eine Zugabe von Kohlendioxid (C02) oder von einer anderen Säure erforderlich ist, kann diese über eine Leitung 24 erfolgen, in der ein regelbares Absperrorgan 28 angeordnet ist. Für die Regelung einer Säurezugabe in Abhängigkeit vom pH-Wert in der Reaktorauslaufleitung 10 ist in dieser ein pH-Wert-Messer 26 vorgesehen, der über eine in unterbrochenen Linien dargestellte Signalleitung 27 das Regelorgan 28 in der Leitung 24 verstellt. If it is necessary to add carbon dioxide (CO 2) or another acid to keep the pH constant, this can be done via a line 24 in which a controllable shut-off device 28 is arranged. To regulate the addition of acid as a function of the pH in the reactor outlet line 10, a pH meter 26 is provided in the latter, which adjusts the control element 28 in the line 24 via a signal line 27 shown in broken lines.

Eine Zugabe von Schwefel bzw. ein Austauschen von schwefel-beladenem Trägermaterial kann über den Aufstauraum 9 des Reaktors 1 erfolgen; es ist jedoch auch möglich, dafür eine schematisch angedeutete Ein- und Austragsvorrichtung 19 am Reaktor 1 vorzusehen. The addition of sulfur or the exchange of sulfur-laden carrier material can take place via the stowage space 9 of the reactor 1; however, it is also possible to provide a schematically indicated entry and exit device 19 on the reactor 1.

Mit der beschriebenen Anlage wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise wie folgt durchgeführt. With the system described, the method according to the invention is carried out, for example, as follows.

Das Rohwasser, das Nitratkonzentrationen von 30 bis über 200 mg/1 aufweisen kann, enthält im vorliegenden Beispiel im Liter etwa 100-110 mg/1 N03-Ionen. Es wird über die Pumpe 22 auf einen Druck von beispielsweise 3 bar gebracht und in der Begasungsstufe 25 mit H2 beladen. Das mit H2 beladene oder mindestens nahezu gesättigte Wasser fliesst über das Ventil 8 in den Verteilraum 4. In diesem wird es über die ganze Fläche des Reaktors verteilt und gelangt im aufsteigenden Strom durch die Öffnungen im Zwischenboden 2 in das Festbett 3, das als Trägermaterial für die Mikroorganismen dient. In the present example, the raw water, which can have nitrate concentrations of 30 to over 200 mg / 1, contains about 100-110 mg / 1 NO3 ions per liter. It is brought to a pressure of, for example, 3 bar via the pump 22 and loaded with H2 in the gassing stage 25. The water loaded with H2 or at least almost saturated flows via the valve 8 into the distribution space 4. In this it is distributed over the entire surface of the reactor and reaches the fixed bed 3 in the rising stream through the openings in the intermediate floor 2, which serves as a carrier material for which serves microorganisms.

Der Druck im Verteilraum 4 entspricht der Summe aus dem Druck der Wassersäule im Reaktor 1, dem Druckabfall im Festbett 3 und einem evtl. noch am Ende des Reaktors 1 aufrechterhaltenen Überdruck, der durch die Ventile 11 und 13 gewährleistet und eingestellt wird. Die Verweilzeiten im Reaktor 1 betragen zwischen 0,5 und einigen Stunden, wenn als Trägermaterial für die Mikroorganismen körnige Massen mit Korngrössen von etwa 2 mm oder statische Mischelemente mit einer internen Oberfläche zwischen 100 und 500 m2/m3 dienen. The pressure in the distribution chamber 4 corresponds to the sum of the pressure of the water column in the reactor 1, the pressure drop in the fixed bed 3 and an overpressure which may still be maintained at the end of the reactor 1, which is ensured and set by the valves 11 and 13. The residence times in reactor 1 are between 0.5 and a few hours if granular masses with grain sizes of about 2 mm or static mixing elements with an internal surface between 100 and 500 m2 / m3 serve as the carrier material for the microorganisms.

Da das zu behandelnde Wasser grosse Mengen an NÖ3-Ionen enthält, kann durch die biologischen Abbau-Reaktionen unter Umständen ein Mangel an kohlenstoff- und/oder phosphorhaltigen Nährstoffen für die Mikroorganismen entstehen und/oder der pH-Wert zu gross werden. Diese Mängel werden durch eine Zudosie-rung von Kohlenstoff und/oder Phosphor beispielsweise durch die Zugabe von Hefeextrakt in Spuren, d. h. in Mengen von einigen mg/1 bzw. durch Zugabe von Kohlendioxid oder einer anderen Säure — in einer Menge, dass der pH-Wert auf etwa 7 gehalten werden kann — durch die Leitungen 7 bzw. 24 nach Öffnen des Ventils 6 bzw. einer pH-Wert-abhängigen Regelung des Regelorgans 28 ausgeglichen. Since the water to be treated contains large amounts of NÖ3 ions, the biodegradation reactions may result in a lack of carbon and / or phosphorus-containing nutrients for the microorganisms and / or the pH value may become too high. These deficiencies are caused by the addition of carbon and / or phosphorus, for example by adding traces of yeast extract, i. H. in amounts of a few mg / 1 or by adding carbon dioxide or another acid - in an amount such that the pH can be maintained at about 7 - through lines 7 or 24 after opening valve 6 or a pH -Value-dependent regulation of the control body 28 compensated.

Weiterhin erfolgt über die Leitungen 15, 16 nach Öffnen der Ventile 17 oder 18 eine Umwälzung des Wassers mit Hilfe der Pumpe 14; bei dieser Umwälzung — durch die im Mittel ein etwa 3-bis lOfacher Durchlauf für die einzelnen Wasserteilchen bewirkt wird, bevor sie den Reaktor 1 über die Leitung 10 verlassen — wird bei gleichbleibender mittlerer Verweilzeit die Strömungsgeschwindigkeit im Reaktor 1 erheblich gesteigert, wodurch die Mischungsintensität und die Phasenübergänge der einzelnen, an den Reaktionen beteiligten Stoffe verbessert werden. Erfolgt eine Umwälzung über die Leitung 16, so entsteht darüber eine beruhigende Zone in dem Reaktionsgemisch, durch die — gegenüber einer Umwälzung über die ganze Reaktorhöhe — die Ausnützung des im Wasser enthaltenen H2 verbessert wird. Nach einer Verweilzeit von etwa 1 bis 2 Stunden verlässt das denitrifizierte Wasser den Reaktor 1 über die Leitung 10; sein Nitratgehalt ist durch die geschilderte Kombination der beiden autotrophen Behandlungen aufgrund der angegebenen Reaktionsgleichungen auf etwa 5 bis 10 mg N03/1 erniedrigt worden. Furthermore, after the valves 17 or 18 have been opened, the water is circulated via the lines 15, 16 with the aid of the pump 14; With this circulation - by means of which an approximately 3 to 10-fold passage for the individual water particles is effected before they leave the reactor 1 via the line 10 - the flow rate in the reactor 1 is increased considerably with the mean residence time remaining constant, as a result of which the mixing intensity and the phase transitions of the individual substances involved in the reactions are improved. If circulation takes place via line 16, a calming zone is created in the reaction mixture which, compared to circulation over the entire height of the reactor, improves the utilization of the H2 contained in the water. After a residence time of about 1 to 2 hours, the denitrified water leaves the reactor 1 via line 10; its nitrate content has been reduced to about 5 to 10 mg N03 / 1 by the described combination of the two autotrophic treatments based on the reaction equations given.

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1 Blatt Zeichnung 1 sheet of drawing

Claims

667 641 PATENT CLAIMS

1. A process for the autotrophic denitrification of water or wastewater, characterized by the combination of a treatment with a biological population which contains at least hydrogen-oxidizing denitrifiers, with this treatment at least hydrogen being metered into the raw water, and a treatment with a biological population, which contains at least sulfur-oxidizing denitrifiers, elemental sulfur being used as a reducing agent in this treatment.

2. The method according to claim 1, characterized in that both denitrification treatments are carried out simultaneously in a support material (3) for the microorganism-containing reactor (1).

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that activated carbon is used as the carrier material with sulfur.

4. The method according to claim 1, characterized in that COz and / or other acids are additionally metered into the water, the addition being regulated as a function of the pH.