DD226008A1

DD226008A1 - DEVICE FOR MICROBIOLOGICAL REACTIONS

Info

Publication number: DD226008A1
Application number: DD26399284A
Authority: DD
Inventors: Peter Ott; Christian Pueschel
Original assignee: Wassertech Forschung
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1985-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung fuer mikrobiologische Stoffumwandlungsprozesse, wie sie z. B. in der Chemischen Industrie, der Nahrungsgueter- und Futtermittelherstellung oder im Bereich des Umweltschutzes angewandt werden. Ziel der Erfindung ist es, hohe Mikroorganismenkonzentrationen auch bei gering konzentrierten Naehrmedien zu erreichen und dabei den Reaktorraum zu minimieren. Erfindungsgemaess wird am Boden des durchmischten Reaktorraumes eine koernige Filterschicht angeordnet, die mit einer Regeneriereinrichtung ausgestattet ist. Es ist weiterhin vorgesehen, im Reaktorraum Aufwuchskoerper anzuordnen. FigurThe invention relates to a device for microbiological material conversion processes, as z. As in the chemical industry, the food and feed production or in the field of environmental protection are applied. The aim of the invention is to achieve high concentrations of microorganisms even with low-concentration nutrient media while minimizing the reactor space. According to the invention, a spherical filter layer, which is equipped with a regeneration device, is arranged at the bottom of the mixed reactor space. It is also envisaged to arrange growth bodies in the reactor space. figure

Description

Vorrichtung für mikrobiologische ReaktionenDevice for microbiological reactions

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für mikrobiologische StoffUmwandlungsprozesse, wie sie z. B, in aer Chemischen Industrie, der Nahrungsgüter- und Futtermittelherstellung oder im Bereich des Umweltschutzes angewandt werden,The invention relates to a device for microbiological substance conversion processes, as z. B, be applied in aer chemical industry, Nahrungsgüter- and feed production or in the field of environmental protection,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei den mikrobiologischen Umsetzungen werden zwei Reaktortypen unterschieder,. Bei dem ersten Reaktortyp befinden sich die Mikroorganismen in Suspension im umgebenden Nährmedium, während sie bei dem zweiten Reaktortyp an ein Trägermaterial angelagert sind. Das Trägermaterial wiederum kann im Mährmediurn suspendiert oder in Form von festen Einbauten installiert sein« Sofern die Mikroorganismen selbst oder das Trägermaterial im Nährmediura suspendiert sind, muß sich an die mikrobiologische Reaktion eine Fest-Flüssig-Trennung anschließen= Diese ist notwendig,- um eine ausreichend hohe Mikroorganismenkonzentration im Reaktor zu halten. Bei der Anwendung im Umweltschutz kommt es vor allem darauf an, aus der Flüssigkeit eine maximale Abscheidung der im Reaktor vorhandenen organischen Substanz zu erreichen. Als Trennverfahren wurde bei Mikroorganismenkulturen, die sich im Reaktor zu relativ stabilen Flocken vereinigen, bisher zumeist die Sedimentation oder Flotation gewählt. Da diese Trennverfahren in den mit In the microbiological reactions two types of reactor are different. In the first type of reactor, the microorganisms are in suspension in the surrounding nutrient medium, while in the second type of reactor they are attached to a carrier material. In turn, the support material can be suspended in the Mährmediurn or installed in the form of solid internals "If the microorganisms themselves or the support material are suspended in Nährmediura must join the microbiological reaction, a solid-liquid separation = This is necessary - to a sufficient high microorganism concentration in the reactor to keep. When applied in environmental protection, it is particularly important to achieve maximum separation of the organic substance present in the reactor from the liquid. As a separation process was in microorganism cultures, which unite in the reactor to relatively stable flakes, so far mostly the sedimentation or flotation selected. Since these separation processes in the with

Uniwälzeinrichtungen versehenen Reaktoren nicht angewandt werden können, machte sich die Nachschaltung einer gesonderten Trenneinrichtung erforderlich. Mit den genannten Trennverfahren läßt sich die aktive Biomasse aber nur ab einer bestimmten Flockengröße abtrennen. Die Mikroorganismenkonzentration im Reaktor ist durch die begrenzte Eindickfähigkeit uer Biomasse bei den angewendeten Trennverfahren,vor allem bei wenig konzentrierten Mährmedien,nur gering. Bei der Verwendung von suspendierten Trägermaterialien ist die Abtrennung vom umgebenden Medium besonders problematisch.Unimplemented reactors can not be used, the downstream of a separate separator required. With the mentioned separation process, however, the active biomass can only be separated off from a certain size of flake. The microorganism concentration in the reactor is limited by the limited Eindickfähigkeit uer biomass in the applied separation processes, especially in low-concentrated nutrient media. When using suspended support materials, the separation from the surrounding medium is particularly problematic.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, hohe Mikroorganismenkonzentrationen auch bei gering konzentrierten Nährmedien zu erreichen und dabei den Reaktorraum zu minimieren. Der Reaktor soll sich auch für Mikroorganismen eignen, die sich nur zu kleinen, instabilen Flocken vereinigen. Er soll weiterhin den Einsatz von Trägermaterialien von unterschiedlicher Größe gestatten,The aim of the invention is to achieve high microorganism concentrations even with low-concentration nutrient media while minimizing the reactor space. The reactor should also be suitable for microorganisms that combine only with small, unstable flakes. He should continue to allow the use of carrier materials of different sizes,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bioreaktor zu entwickeln_s bei dem die Abtrennung der Mikroorganismen unmittelbar im turbulent durchmischten Reaktionsraum möglich ist. Die Trennung soll unabhängig von der Dichte der Biomasse auch bei geringer Flockengrößa möglich sein, ebenso die Abscheidung eingesetzter Trägermaterialien,The invention has for its object to develop a bioreactor _s in which the separation of the microorganisms is possible directly in turbulent mixed reaction space. The separation should be possible regardless of the density of the biomass even at low floc size, as well as the deposition of used carrier materials,

Er f indur.gsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Boden des durchmischten Reaktorraumes eine körnige Filterschicht mit darunter befindlicher Entwässerung angeordnet ist, Auf einer begrenzten Fläche der. körnigen Filterschient befindet sich ein unten 'Offener, über die Filterschicht ortsbewegiicher, durch Seitenwände vom übrigen. Reaktor abgetrennter abgeschlossener Raum-* Innerhalb des abgeschlossenen Raumes greifer, in die Filterschicht besondere Reinigungseinrichtungen ein» Dazu eignen sich rotierende Walzen. Diese sind horizontalHe f indur.gsgemäS the object is achieved in that a granular filter layer with drainage located therebelow is arranged on the bottom of the mixed reactor space, on a limited area of the. granular filter slide is a down 'open, on the filter layer transportable, by sidewalls from the rest. Reactor separated enclosed space- * Within the enclosed space grippery, in the filter layer special cleaning facilities a »These are suitable rotating rollers. These are horizontal

und im rechten Winkel zur Fortbewegungsrichtung angeordnet. Weiterhin können Vibrationsgitter oder in das Filterbett eingreifende Begasungsdüsen verwendet werden. Der abgeschlossene Raum ist mit einer Entnahmevorrichtung zum Abzug der aufgewirbelten Biomasse versehen.and arranged at right angles to the direction of travel. Furthermore, vibration grids or gassing nozzles engaging in the filter bed can be used. The enclosed space is provided with a removal device for the withdrawal of the fluidized biomass.

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind im Reaktorraum Trägermaterialien für Mikroorganismen suspendiert oder auf der körnigen Filierschicht aufgelagert. Der Reaktorraum kann auch mit Mitteln zur Gaszuführung versehen sein.In further embodiments of the invention, support materials for microorganisms are suspended in the reactor space or deposited on the granular filleting layer. The reactor space can also be provided with means for gas supply.

Die Funktion ist wie folgt:The function is as follows:

Das nährsubsirathaltige Medium wird in den Reaktor eingeführt und dort im Filterüberstau mit den Mikroorganismen in Kontakt gebracht. Das überschüssige Wasser tritt durch die Filterschicht in den Ablauf. Das Reinigungsgerät bewegt sich mit vorbestimmter Geschwindigkeit urn die Mittelwelle« Dabei wird der Filtersand mit der rotierenden Walze aufgewirbelt. Der Viasserspiegel wird innerhalb des umschlossenen Raumes abgesenkt» Infolge der Wasserspiegeldifferenz zur 'Umgebung entsteht innerhalb der Filterschicht im Bereich der Aufwirbelung eine aufwärts gerichtete Strömung., wodurch die eingedrungene Biomasse ausgetragen wird. Diese wird in den Reaktor zurückgeführt.The nährsubsirathaltige medium is introduced into the reactor and brought there in the filter overflow with the microorganisms in contact. The excess water enters the drain through the filter layer. The cleaning device moves at a predetermined speed around the central shaft «The filter sand is whirled up with the rotating roller. The Viasserspiegel is lowered within the enclosed space »Due to the water level difference to the environment an upward flow develops within the filter layer in the area of the Aufwirbelung., Whereby the invaded biomass is discharged. This is returned to the reactor.

Aus führungsbeispielFrom management example

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der zuqehöricen Zeichnuna erläutert werden ο Die Vorrichtung soll zur Denitrifizierung in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden» In diesem Fall ist es notwendig, in den Reaktor i Trägermaterialien 10, wie ζ„ 3* gekörnte Aktivkohle, einzuführen. Durch Umwälzen werden diese in Suspension gehalten. Die Reinigungseinrichtung dreht sich um Mittelwelle 11 mit Antrieb 12 und wird von der Laufrolle 13 gehalten. In die körnige Filterschicht 2 mit einem Korndurchmesser unter 1 mn greift dis rotierende Walze 5 ca» 5 cm tief ein und wirbelt diese im Bereich des umschlossenen Raumes 4 auf. Durch die Schlammentnahos 9 wird der Wasserspiegel im Be- ;s umschlossenen Raumas 4 abcesenkt. Das von außenThe invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment on the basis of the accompanying drawings. The device is to be used for denitrification in drinking water treatment. In this case, it is necessary to introduce carrier materials 10, such as activated charcoal, into the reactor. By circulating these are kept in suspension. The cleaning device rotates about the central shaft 11 with drive 12 and is held by the roller 13. Into the granular filter layer 2 with a grain diameter of less than 1 mm, the rotating roller 5 engages about 5 cm deep and whirls it up in the area of the enclosed space 4. Through the sludge 9 the water level in the enclosed Raumas 4 is abcesenkt. That from the outside

nächst romance Wasser bewirkt deshalb eine aufwärts gerichtete Strömung, "wodurch der Schlamm nach oben ausgetrager, wird. Die Erfindung ist-u. a«, auch in der Abwasserbehandlung für das Belebungsverfahren einsetzbar. Soll eine Mitrifikation erreicht werden, so werden ebenfalls Aufwuchskörper eingesetzte Die Nitrifikanten siedeln sich auf den Aufwuchskörpern an, während die übrigen Mikroorganismen für den BSB_-Abbau als Belebt™ schlsnnnf locken suspendiert bleiben«, Auf diese Weise kann bei maximaler Nutzung der Abbauleistung der Belebtschlammorganismen eine Verlängerung der Verweilzeit der Nitrifikanten erreicht werden.Therefore, water causes an upward flow, "whereby the sludge is discharged upward." The invention is also useful in wastewater treatment for the activation process Nitrifying bacteria settle on the growth media, while the remaining microorganisms remain suspended as activated bacteria. "Thus, with maximum utilization of the degradation efficiency of the activated sludge organisms, an extension of the retention time of the nitrifying bacteria can be achieved.

Claims

trfindungsaπSpruch

1. Device for microbiological reactions, in which the ReaktorrauiTi is provided with means for generating turbulence, characterized in that at the bottom of the reactor space (1) a granular filter layer (2) with underlying drainage (3) is arranged "on a limited area of the granular filter layer (2) is a downwardly open, movable, by side walls (5) separated from the rest of the reactor closed space (4) is present, wherein within the closed space (4) in the filter layer (2) engaging rotating Roller with horizontal axis directed perpendicular to the direction of movement (5) or a vibrating grid (7) and / or devices for gas supply into the filter layer (2) and the closed space is provided with a removal device (9) »

2. Device according to item 1, characterized in that in the reactor space carrier materials (10) suspended for microorganisms or on the granular filter layer (2) are superimposed.

3. Device according to item 1, characterized in that the reactor space (1) is provided with means for gas supply.