CH669783A5 - Recovering biomass carrier material - by inactivation of biomass and separating from biomass by specific gravity - Google Patents

Description

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung eines fliessfähigen Trägermaterials, auf dem in biologischen Reaktoren zur Reinigung von Abwässern den biologischen Abbau bewirkende Mikroorganismen angesiedelt sind, wobei ein Gemisch aus Biomasse und Trägermaterial aus dem Reaktor abgezogen und mindestens teilweise in Biomasse und Trägermaterial getrennt wird, ehe das Trägermaterial in den Reaktor zurückgeführt wird.



   Es ist bekannt, dass   der Einsatz von Trägermatenalien,    wie zum Beispiel gekörnter Aktivkohle, in biologischen Abwasser Reinigungsanlagen sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Milieubedingungen einerseits die biologische Reinigungsleistung des Abbaus organischer Substanzen verbessert und andererseits zu einer Erhöhung der Stabilität des Systems bei Belastungsschwankungen bezüglich Schmutzfracht, Änderung der Zusammensetzung der Verunreinigungen des Abwassers und zeitweisem oder permanentem Auftreten von toxischen Abwas   serinhaltsstoffen    beiträgt.



   In den Reaktoren derartiger Abwasser-Reinigungsanlagen wird jedoch als Folge der mikrobiellen Aktivität laufend zusätzliche Biomasse erzeugt, die aus dem Reaktor als Überschussschlamm abgeführt werden muss. Beim Einsatz von fliessfähigem Trägermaterial würde nun beim Abzug des Überschussschlammes auch jeweils ein Teil des relativ teuren Trägermaterials aus dem Reaktor und damit aus der Anlage entfernt, das dann durch Zugabe neuen Trägermaterials ersetzt werden müsste.



   Für die Regenerierungund Zurückführung des Trägermaterials ist daher ein Verfahren bekannt (DE-OS   3523    844), bei dem das Gemisch aus Trägermaterial und Biomasse in einer Waschflüssigkeit - durch Begasen und/oder Rühren erzeugten - Turbulenzen ausgesetzt wird, wobei ein Teil   derBiomasse    aus dem Trägermaterial in die Waschflüssigkeit übergeht. In einer weiteren Trennvorrichtung wird dann ein Teil der Biomasse aus der Waschflüssigkeit ausgetragen, ehe diese das Trägermaterial in den Reaktor zurückfördert.



   Dieses bekannte Verfahren ist sowohl anlageseitig als auch vom Betrieb her aufwendig. So bedarf es zusätzlicher Installationen für die Bereitstellung und Rückführung der Waschflüssigkeit; weiterhin wird dem Reaktor dabei mehr Biomasse entzogen als dem aus dem System zu entfernenden Überschuss entspricht.



  Ein Teil dieser Biomasse muss daher wiederum in den Reaktor zurückgeführt werden.



   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Regenerierung und Rückführung von Trägermaterialien vereinfacht wird.



   Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Reaktor Biomasse, vermischt mit Trägermaterial, ausschliesslich in dem erzeugten Überschuss entsprechender Menge entzogen und einer Inaktivierungsbehandlung unterzogen wird, bevor unter Ausnutzung unterschiedlicher spezifischer Gewichte und/oder Teilchengrössen die Trennung und die Rückführung des Trägermaterials erfolgen.



   Bei dem neuen Verfahren wird ausschliesslich der Überschussschlamm - und das ihn tragende Trägermaterial - aus dem Reaktor entfernt; in diesem abgezogenen Schlamm wird die Biomasse durch die Inaktivierungsbehandlung zumindest teilweise abgetötet, wodurch die Haftfähigkeit des Schlammes an dem Trägermaterial erheblich vermindert wird. Daher reichen die im allgemeinen vorhandenen Dichteunterschiede aus, um die Feststoffe der abgestorbenen Biomasse von dem Trägermaterial in einer Trennvorrichtung,   wies.    B. einem Hydrozyklon, einem Zentrifugaldekanter oder einem Lamellenabscheider, voneinander zu trennen und das so regenerierte Trägermaterial in den Reaktor zurückzuführen.



   Bei auf anaerober Basis arbeitenden Reaktoren kann die Inaktivierung auf einfache Weise durch eine Begasung mit Luft durchgeführt werden; in aeroben Anlagen haben sich Gemische aus Luft und bioziden Gasen oder Dämpfen, wie zum Beispiel Chlor, Chlordioxid oder Äthylenoxid als Begasungsmittel bewährt. Es ist jedoch auch möglich, dem abgezogenen Überschuss an Biomasse eine Inaktivierungsflüssigkeit, beispielsweise chlorhaltiges Wasser, beizumischen.



   Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert:
Die einzige Figur zeigt schematisch einen Bioreaktor einer biologischen Abwasser-Reinigungsstufe und die für die Regenerierung des Trägermaterials notwendigen Anlagenteile.



   Der in seiner Konstruktion beispielsweise aus der EP-A   182955    bekannte, für eine   anaerobeBehandlungdes    Abwassers vorgesehene Bioreaktor 1, in den zur Trennung des gereinigten Abwassers von den   Feststoffen-Biomasse    und Trägermaterial Lamellenabscheider 2 integriert sind, wird zu behandelndes Roh Abwasser über eine Leitung 3 zugeführt. Das behandelte gereinigte Abwasser wird aus dem Reaktor 1 durch eine Leitung 4 weggeführt. Der Reaktor 1 enthält als Trägermaterial für die Biomasse körnige Aktivkohle in einer Menge von beispielsweise 4 kg/m3 mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,7 mm.



   Zur Durchführung des   erfindungsgemässenVerfahrens    verbindet eine weitere Leitung 5 den Ringraum 6, in dem die Lamellenabscheider 2 angeordnet sind, mit einem Begasungsbecken 7 für die Aufnahme des dem Reaktor 1 entzogenen Gemisches aus Überschuss an Biomasse und Trägermaterial. Im Becken 7, in dem eine Belüftung des   anaeroben Uberschusses    an Biomasse erfolgt, ist als Begasungseinrichtung ein Rohrbelüfter 8 angeordnet. Dieser ist an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen, mit der ein Energieeintrag von 15 bis 30 W/ m3 in das Becken 7 erfolgt, wofür eine Leerrohrgeschwindigkeit des Rohrbelüfters 8 von 0,05 bis 0,1 m/sec aufrechterhalten wird.



  Für den Transport des Überschusses mit der inaktivierten Biomasse und dem Trägermaterial aus dem Becken 7 in eine Trennvorrichtung 10 ist eine Pumpe 9 in einer Leitung 16 vorhanden. In dem gezeigten Beispiel besteht die Trennvorrichtung 10 in einem Hydrozyklon; in diesem wird die relativ leichte   Biomasse als wässriger Schlamm über den Oberlauf 11 abgezogen und aus der Anlage weg einer nicht gezeigten Schlammbehandlung oder einer Deponie zugeführt.



   Unter dem Unterlauf des Zyklons 10 ist ein Becken 13 für das  schwere  Trägermaterial vorgesehen, dessen Konzentration in dem Zyklon 10 auf das 4- bis Sfache der Konzentration in der Zulaufleitung 16  eingedickt  worden ist. Das Becken 13 ist über eine mit einer Pumpe 14versehene Leitung 15 mit dem Reaktor 1 beziehungsweise   seiiiem Rohwasserzulauf    verbunden.



   In dem Reaktor 1 fallen - nach dem Anfahren bei stabilen Betriebszuständen - täglich etwa 660 kg Überschuss an Biomasse an, wovon 50% über den  Reinwasser -Ablauf 4 aus dem Bioreaktor 1 ausfliesst. Im Reaktor 1 befindet sich in diesem Fall ein   Biomasse-Trägermaterial-Gemisch    von 12 kg/m3, welches aus 4 kg/m3 Aktivkohle und 8 kg/m3 Biomasse besteht. Um den im Reaktor 1 verbliebenen Überschuss von täglich 330 kg zu entsorgen, werden daher täglich 45 m3   Überschuss    an Biomasse dem Reaktor 1 entzogen und in das Becken 7 überführt, das ein Fassungsvermögen von etwa 70 m3 hat.



   Der Überschuss wird in diesem Becken 7 mittels des Rohrbelüfters 8, der auch für eine Zwangsumwälzung des Inhaltes sorgt, 30 min einer intensiven Belüftung unterzogen, wobei ein Energieeintrag in der angegebenen Grösse erfolgt. Die Pumpe 9 fördert den Überschuss anschliessend zu dem Hydrozyklon 10, in dem Biomasse und Trägermaterial voneinander getrennt werden. Der Oberlauf 11 des Hydrozyklons 10, der etwa 30 m3 beträgt, wird einer nicht weiter dargestellten Schlammentwässerung zugeführt, während der Unterlauf 12 mit dem weitgehend von der Biomasse befreiten Trägermaterial zunächst ins Becken 13 gelangt; aus diesem fördert die Pumpe 14 das Trägermaterial in den Bioreaktor 1 zurück.



   Auf diese Weise kann der Verlust an Trägermaterial bei dem notwendigen Entfernen des Überschusses an Biomasse auf etwa 1% pro Jahr reduziert werden. 

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Rückgewinnung eines fliessfähigen Trägermaterials, auf dem in biologischen Reaktoren zur Reinigung von Abwässern den biologischen Abbau bewirkende Mikroorganismen angesiedelt sind, wobei ein Gemisch aus Biomasse und Trägermaterial aus dem Reaktor abgezogen und mindestens teilweise in Biomasse und Trägermaterial getrennt wird, ehe das Trägermaterial in den Reaktor zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktor (1) Biomasse, vermischt mit Trägermaterial, ausschliesslich in dem erzeugten Überschuss entsprechender Menge entzogen und einer Inaktivierungsbehandlung unterzogen wird, bevor unter Ausnutzung unterschiedlicher spezifischer Gewichte und/oder Teilchengrössen die Trennung und die Rückführung des Trägermaterials erfolgen.
2. 2. VerfahrennachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschuss an B iomasse bei anaeroben Anlagen als Inakti vierungsbehandlung mit Luft begast wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft gas- oder dampfförmige Biozide, wie zum Beispiel Chlor, Chlordioxid oder Äthylenoxid, zugegeben werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Überschuss an Biomasse eine Inaktivierungsflüssigkeit, wie zum Beispiel chlorhaltiges Wasser, beigemischt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Trägermaterial verwendet wird, dessen Dichte grösser als 1 g/cm3 ist.