DD233822A1

DD233822A1 - PROCESS FOR THE BIOLOGICAL TREATMENT OF WATER

Info

Publication number: DD233822A1
Application number: DD26399584A
Authority: DD
Inventors: Peter Ott; Christian Pueschel; Volkmar Peukert
Original assignee: Wassertech Forschung
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1986-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Wasser oder Abwasser mit autotrophen Mikroorganismen, wie z. B. Algen. Aufgabe der Erfindung ist es, den Behandlungsprozess bei wesentlich erhoehter Biomassekonzentration durchzufuehren. Erfindungsgemaess erfolgt die Behandlung im Ueberstauraum einer koernigen Filterschicht. Diese wird in bestimmten Abstaenden durch ein fahrbares Reinigungsgeraet mechanisch aufgewirbelt, wobei durch die Stroemungsfuehrung eine Ausspuelung der abgelagerten Biomasse erfolgt. Die Erfindung ist vor allem zur Naehrstoffeliminierung ohne zusaetzliche Kohlenstoffquellen bei kurzer Aufenthaltszeit geeignet. FigurThe invention relates to the treatment of water or wastewater with autotrophic microorganisms such. Eg algae. The object of the invention is to carry out the treatment process at a significantly increased biomass concentration. According to the invention, the treatment takes place in the overflow space of a granular filter layer. This is mechanically fluidized at certain intervals by a mobile Reinigungsgeraet, wherein carried out by the Stroemungsfuehrung a flushing of the deposited biomass. The invention is particularly suitable for elimination of nutrients without additional carbon sources in a short residence time. figure

Description

Verfahren zur biologischen Behandlung von WasserProcess for the biological treatment of water

Anwendungsgebiet der Erfindung ^x Field of application of the invention ^x

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Wasser mit autotrophen Mikroorganismen, wie z. B. Algen. Sie ist insbesondere zur Nährstoffeliminierung, aber auch zum Abbau organischer Inhaltsstoffe im Wasser oder Abwasser anwendbar.The invention relates to the treatment of water with autotrophic microorganisms, such as. Eg algae. It is particularly applicable for nutrient removal, but also for the degradation of organic ingredients in water or wastewater.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bisher werden in der Wasser- und Abwasserbehandlung zumeist heterotrophe Mikroorganismen zur biologischen Reinigung eingesetzt. Diese besitzen aber den Nachteil, daß sie aus den im Wasser enthaltenen anorganischen Nährstoffen, wie Stickstoff und Phosphor, keine Biomasse synthetisieren können. Die Möglichkeiten zur N- und P-Eliminierung mittels heterotropher Mikroorganismen sind durch das Angebot an organischen Kohlenstoffverbindungen begrenzt. Es ist daher notwendig, bei der Denitrifizierung.zusätzliche C-Verbindungen zu dosieren oder das Phosphat auszufällen»So far, heterotrophic microorganisms have been used for biological purification in water and wastewater treatment. However, these have the disadvantage that they can not synthesize biomass from the inorganic nutrients contained in the water, such as nitrogen and phosphorus. The possibilities for N- and P-elimination by heterotrophic microorganisms are limited by the supply of organic carbon compounds. It is therefore necessary during denitrification to dose additional C compounds or to precipitate the phosphate »

Autotrophe Mikroorganismen werden in der Abwasserbehandlung hauptsächlich in Abwasserteichen eingesetzt. Diese Abwasserteiche eignen sich nur zur Behandlung von relativ geringen Abwassermengen, da die Aufenthaltszeit je nach Konzentration des Abwassers mehrere Tage bis mehrere Monate beträgt. Die Ursache dafür ist darin zu sehen, daß die Konzentration der Mikroorganismen sehr gering ist. Um diesen anfänglich auch bei der Verwendung heterotropher Mikroorganismen vorhandenen Nachteil zuAutotrophic microorganisms are used in wastewater treatment mainly in sewage ponds. These wastewater ponds are suitable only for the treatment of relatively small amounts of wastewater, since the residence time depending on the concentration of the wastewater is several days to several months. The reason for this is to be seen in the fact that the concentration of microorganisms is very low. To this initially also in the use of heterotrophic microorganisms existing disadvantage

beseitigen, hat man einem für eine Durchflußzeit von wenigen Stunden ausgelegten künstlich belüfteten und umgewälzten Be- . handlungsbecken ein Absetzbecken nachgeschaltet. Von dort aus erfolgt die Rückführung der Mikroorganismen in das Behandlungsbecken. Diese Möglichkeit der Konzentrationserhöhung eignet sich aber nicht für die autotrophen Mikroorganismen, da sich diese nicht absetzen.To eliminate, one has designed for a flow time of a few hours, artificially ventilated and circulated Be. treatment basin downstream of a settling tank. From there, the return of the microorganisms takes place in the treatment tank. However, this possibility of increasing the concentration is not suitable for the autotrophic microorganisms, since they do not settle.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem es möglich ist, bei kurzen Reaktionszeiten einen weitgehenden Abbau besonders der anorganischen Nährstoffe, wie Stickstoff und Phosphor, zu erreichen.The aim of the invention is the development of a process with which it is possible, with short reaction times to achieve a substantial degradation, especially of inorganic nutrients, such as nitrogen and phosphorus.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem es möglich ist, autotrophe Mikroorganismen auf eine hohe Biomassekonzentration anzureichern, wobei ein gering konzentriertes Nährmedium, wie Grundwasser, Oberflächenwasser oder Abwasser eingesetzt wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wasser im Überstauraum einer körnigen Filterschicht mit autotrophen Mikroorganismen unter Einwirkung von Strahlung in Kontakt gebracht wird und nachfolgend durch die körnige Filterschicht filtriert wird.The invention has for its object to develop a method by which it is possible to enrich autotrophic microorganisms to a high biomass concentration, with a low-concentration nutrient medium, such as groundwater, surface water or wastewater is used. The object is achieved in that the water is placed in the Überstauraum a granular filter layer with autotrophic microorganisms under the action of radiation in contact and is subsequently filtered through the granular filter layer.

Auf diese Weise wird eine hohe Biomasseanreicherung erreicht. Es ist daher eine kurze Aufenthaltszeit ausreichend, um einen weitgehenden Abbau der Wasserinhaltsstoffe zu erreichen.In this way a high biomass enrichment is achieved. It is therefore a short residence time sufficient to achieve a substantial degradation of water constituents.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die körnige Filterschicht in vorbestimmten Abständen innerhalb eines über die Filterfläche bewegten, durch Seitenwände abgeschlossenen Raumes oberflächlich mechanisch aufgewirbelt wird, währenddessen im Bereich der Aufwirbelung eine aufwärts gerichtete Strömung erzeugt wird. Die aufgewirbelten Ablagerungen werden aus dem abgeschlossenen Raum abgezogen und mindestens teilweise in den Überstauraum zurückgeführt.It is further provided that the granular filter layer is superficially mechanically fluidized at predetermined intervals within a moving over the filter surface, closed by side walls space, while in the field of Aufwirbelung an upward flow is generated. The fluidized deposits are withdrawn from the enclosed space and at least partially returned to the Überstauraum.

Durch die-während des Betriebes der Anlage durchgeführte Regenerierung wird ständig eine hohe Filterleistung erreicht.Through the-during operation of the system performed regeneration is constantly achieved a high filter performance.

Die Aufwirbelung der Filterschicht erfolgt in einer Variante durch eine rotierende Walze mit horizontaler Achse, in einer zweiten Variante durch Erzeugung von Schwingungen in der Filterschicht oder in einer dritten Variante durch Einblasen von Gas in die Filterschicht.The fluidization of the filter layer takes place in a variant by a rotating roller with a horizontal axis, in a second variant by generating vibrations in the filter layer or in a third variant by blowing gas into the filter layer.

Zum Austrag der im oberen Bereich der Filterschicht abgelagerten Stoffe ist es notwendig, während der Aufwirbelung eine aufwärts gerichtete Strömung einzustellen. Zu diesem Zweck wird der Wasserspiegel innerhalb des abgeschlossenen Raumes gegenüber dem Wasserspiegel im Filterüberstau abgesenkt. In der bereits gereinigten Zone hinter dem abgeschlossenen Raum erfolgt eine intensive Versickerung. Auf Grund des Oruckgradienten wird dieses Wasser durch die Filterschicht in den abgeschlossenen Raum geleitet. Bei hohem Feststoffgehalt im Filterüberstau kann hinter der Aufwirbelungszone auch feststoffarmes Spülwasser infiltriert werden.In order to discharge the substances deposited in the upper region of the filter layer, it is necessary to set an upward flow during the fluidization. For this purpose, the water level is lowered within the enclosed space relative to the water level in the filter overflow. In the already cleaned zone behind the closed room there is an intensive infiltration. Due to the Oruckgradienten this water is passed through the filter layer in the enclosed space. At high solids content in the filter overflow, low-rinse water can be infiltrated behind the fluidization zone.

Zur Abtrennung der Mikroorganismen ist weiterhin vorgesehen, in den Überstauraum der körnigen Filterschicht ein feindisperses Material als Filterhilfsmittel zuzuführen. Dieses besitzt eine höhere Absetzgeschwindigkeit als die abzutrennenden Mikroorganismen. Demzufolge setzt es sich nach der Aufwirbelung schneller ab und bildet eine Sekundärfilterschicht aus. Um im Bereich des Filterüberstaus eine gleichmäßig hohe Biomassekonzentration zu erreichen, ist es notwendig, den Oberstauraum umzuwälzen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, diese Umwälzung mit der Aufwirbelung der körnigen Filterschicht zu verbinden.For separation of the microorganisms is further provided to supply a finely dispersed material as a filter aid in the Überstauraum the granular filter layer. This has a higher settling speed than the microorganisms to be separated. As a result, it settles faster after the fluidization and forms a secondary filter layer. In order to achieve a uniformly high biomass concentration in the area of the filter overflow, it is necessary to circulate the upper reservoir. According to the invention, this circulation is connected to the fluidization of the granular filter layer.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der zugehörigen Zeichnung erläutert werden: Die Abbildung zeigt eine körnige Filterschicht 11, die mit einer Stützschicht 12 mit Drainage 15 ruht. Darüber befindet sich der Überstauraum 18 mit ca, 20 cm Oberstauhöhe. Im Überstauraum 18 wird eine Algensuspension der Gattung ChlorellaThe invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings: The figure shows a granular filter layer 11, which rests with a support layer 12 with drainage 15. Above is the Überstauraum 18 with ca, 20 cm Oberstauhöhe. In Überstauraum 18 is an algal suspension of the genus Chlorella

gehalten^ Die Biomassekonzentration beträgt 2,b 9/1· Auf Grund des hohen Biomassegehaltes kann die Aufenthaltszeit bei der Reinigung von kommunalem Abwasser auf ca. 6 h reduziert werden.held ^ The biomass concentration is 2, b 9/1 · Due to the high biomass content, the residence time for the purification of municipal wastewater can be reduced to about 6 h.

Die Reinigungseinrichtung besteht aus einem Grundrahmen 5 und bewegt sich mittels Lauf rädern 6 auf Schienen oder Betonkanten in Beckenlängsrichtung. Die Waschtrommel 1 ist am Grundrahmen 5 befestigt und kann je nach der nötigen Regeneriertiefe (3 bis 25 cm) abgesenkt werden. Vom Grundrahmen 5 reichen parallel zu den Schienen 7 Seitenwände 14 bis in den Filtersand. Die in Fahrtrichtung rückwärtige Abgrenzung des umschlossenen Arbeitsraumes 8 wird durch einen entstehenden Sandwall gebildet. Die vordere Abdichtung erfolgt mechanisch durch eine Abdichtleiste 9. Die Schlammrinne 2 ist am Grundrahmen 5 befestigt. Die Überlaufkante 13 der Schlammrinne 2 ist höhenverstellbar, so daß die erforderliche Ablaufmenge eingestellt werden.kann. Die Waschtrommel 1 rotiert mit einer Drehzahl von 30 bis 40 U/min, während sich das ganze Gerät mit 0_#25 bis 0,42 m/min vorwärts bewegt. Der Schlammwasseraustrag beträgt 60 bis 100 l/min, bezogen auf 1 m Waschtrommel. Hinter dem'umschlossenen Arbeitsraum 8 befindet sich ein unten offener Behälter 3 für die Spülwasserzuführung. Als Spülwasser wird vorgereinigtes Abwasser verwendet. Durch den erhöhten Wasserstand im Spülwasserbehälter 3 wird im Bereich der Waschtrommel 1 in der Filterschicht 11 eine aufwärts gerichtete Strömung erzeugt, wodurch die abgelagerten Feststoffe ausgetragen werden.The cleaning device consists of a base frame 5 and moves by means of running wheels 6 on rails or concrete edges in the basin longitudinal direction. The washing drum 1 is fixed to the base frame 5 and can be lowered depending on the necessary depth of regeneration (3 to 25 cm). From the base frame 5 extend parallel to the rails 7 side walls 14 into the filter sand. The rearward in the direction of travel demarcation of the enclosed working space 8 is formed by a resulting sandwall. The front seal is mechanically by a sealing strip 9. The mud channel 2 is fixed to the base frame 5. The overflow edge 13 of the sludge channel 2 is adjustable in height, so that the required discharge amount can be adjusted. The washing drum 1 rotates at a speed of 30 to 40 rpm while the whole apparatus moves forward at 0 _# 25 to 0.42 m / min. The sludge water discharge is 60 to 100 l / min, based on 1 m washing drum. Behind der'umschlossenen working space 8 is a bottom open container 3 for the rinse water supply. Purified water is used as rinse water. Due to the increased water level in the rinsing water tank 3, an upward flow is generated in the area of the washing drum 1 in the filter layer 11, as a result of which the deposited solids are discharged.

Claims

invention claim

1. A process for the biological treatment of water, in which the water is contacted with autotrophic microorganisms under the action of radiation and then separated, characterized in that the water in the Überstauraum (18) a granular filter layer (11) with drainage (15) is contacted with the autotrophic microorganisms and then filtered through the granular filter layer (11).

2. The method according to item 1, characterized in that the granular filter layer (11) at a predetermined intervals within a moving over the filter surface, by side walls (14) closed space (8) is mechanically fluidized surface, while in the field of fluidization (1) an upward flow is generated and the fluidized solids are withdrawn from the enclosed space (8) and at least partially returned to the surge bin (18).

3. The method according to item 2, characterized in that the Aufwirbelung within the closed space (8) by a rotating roller (1) takes place with a horizontal axis.

4. The method according to item 2, characterized in that the Aufwirbelung within the closed space (1) by generating vibrations in the filter layer (11) »

5. The method according to item 2, characterized in that the Aufwirbelung within the closed space (8) by blowing gas into the filter layer (11).

6. The method according to item 2, characterized in that the upward flow in the granular filter layer (11) is generated by lowering the liquid level within the closed space (8) relative to the surrounding liquid level.

7. The method according to item 2, characterized in that the upward flow in the granular filter layer (11) by adjusting an increased liquid level in the region (3) is generated in addition to the Aufwirbelung.

8. The method according to item 1, characterized in that in the Überstauraum (18) of the granular filter layer (11) a finely dispersed material (17) is introduced, which has a higher Sedimentationsgeschvwindigkeit than the microorganisms to be separated.

9. The method according to item 1 and 2, characterized in that the Aufwirbelung (1) of the granular filter layer (11) with oer circulation of the liquid in the storage space (8) is connected.