DD299099A7 - Verfahren und einrichtung zur regenerierung und rueckfuehrung von im ablauf biologischer wasserbehandlungsanlagen befindlichem traegermaterial - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Regenerierung und Rueckfuehrung von im Ablauf biologischer Wasserbehandlungsanlagen befindlichem Traegermaterial. Die Erfindung soll zur Erhoehung der Effektivitaet beim Einsatz von Traegermaterial in der biologischen Wasserbehandlung dienen. Es soll eine Vorrichtung entwickelt werden, welche die kontinuierliche Rueckfuehrung mit gleichzeitiger Regenerierung von bewachsenem Traegermaterial garantiert, welches mit dem Ablauf des behandelten Wassers aus dem Reaktor ausgetragen wurde. Erfindungsgemaesz wird die obere oder untere Begrenzung der Einrichtung von einem Trichter gebildet, wobei dessen Spitze mit einem Ejektor zum Abziehen und gleichzeitigen Regenerieren des zugefuehrten Traegermaterials kombiniert ist, und sich diagonal gegenueberliegend ein Zulauf fuer das Wasser aus dem Reaktor und ein Ablauf fuer traegermaterialfreies Wasser befinden. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft die biologische Wasseraufbereitung mit Einsatz spezieller Trägermaterialien zur Erhöhung der Biomassekonzentration im Reaktor.

Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Lösunnen bekannt, mit deren Hilfe eine Abtrennung von Feststoffen mit einer Dichte > 1 ,Üg/cm³ aus Flüssigkeiten erfolgen soll. In vielen Fällen wird dabei auf ein Absetzen der Feststoffe gezielt, wobei auf unterschiedliche Weise das Ansammeln der Feststoffe in einer Trichtervorrichtung angestrebt wird.

So werden beispielsweise bei einer Vorrichtung zur Stoffabscheidung die auf dem Flüssigkeitsspiegel schwimmenden Feststoffe einem beidseitig offenen Behälter zugeführt, dessen Querschnittsfläche sich von einem Ende zum anderen vermindert. Die Flüssigkeit bildet einen Flüssigkeitsstrom durch den Behälter, während der Hauptteil der mitgeführten Feststoffe im Behälter verbleibt. Bei Beeinträchtigung der Durchliußleistung erfolgt diskontinuierlich der Abzug der Feststoffe.

Für eine kontinuierliche Regenerierung und Rückführung von mit Biomasse bewachsenem Trägermaterial aus biologischen Wasseraufbereitungsanlagen sind die benannten Lösungen nicht anwendbar.

In den letzten Jahren hat der Einsatz speziel, .r Trägermaterialien zur Erhöhung der Biomassekonzentration im Reaktor bei der biologischen Wasserbehandlung wesentlich an Bedeutung gewonnen.

Eine bekannte Anwendung solcher Trägerbiologien sind Wirbelschichtreaktoren mit körnigem Trägermaterial im Aufstrombetrieb (Träger mit Dichte > 1,0g/cm³) oder im Abstrombetrieb (Träger mit Dichte <1,Og/cm³). Durch Bewachsen der Träger mit Biomasse nähert sich ihre Dichte gegen 1 g/cm³.

Ein Teil des Trägermaterials wird, begünstigt durch Turbulenzen, aus dem Reaktor ausgetragen und geht dem Aufbereitungsprozeß verloren.

Dies verursacht Störungen des biologischen Gleichgewichts im Roaktor und beeinträchtigt die kontinuierliche Eliminierungsleistung.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Effektivität beim Einsatz von Trägermaterial in der biologischen Wasserbehandlung. Dabei sollen insbesondere Verluste an Trägermaterial minimiert sowie die Regenerierung und Rückführung der Träger in den Bioreaktor rationell betrieben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe eine kontinuierliche Rückhaltung und anschließende kontinuierliche oder diskontinuierliche Regenerierung und Rückführung von mit Biomasse bewachsenem Trägermaterial aus dem Ablauf biologischer Wasserbehandlungsanlagen garantiert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung aus einem Trichter besteht, der eine Seitenfläche der Einrichtung vollständig überspannt. Die Spitze dieses Trichters, die mit einem Ejektor zum Abziehen und gleichzeitigen Regenerieren des zugeführten Trägermaterials kombiniert ist, ist diagonal gegenüberliegend das Zuleitunpsrohr für das Wasser aus dem Reaktor und daneben das Ablaufrohr angeordnet. Die Schräge vor der Trichterspitze weist vorzugsweise einen Winkel von 20-45° zur Horizontalen auf.

Beim Einsatz von Trägermaterial mit einer Dichte <, 1 ,Og/cm³ bildet der Trichter die obere Begrenzung der Einrichtung, und die Mündung des Zuleitungsrohres des Wassers aus dem Reaktor ist oberhalb der des Auslaufrohres angeordnet, wobei für Trägermaterial mit einer Dichte > 1 ,Og/cm³ ein umgekehrtes Verhältnis von Zuleitungs- und Ablaufrohr besteht und der Trichter die untere Begrenzung der Einrichtung bildet.

Die Funktion der Vorrichtung ist wie folgt:

Das mit dem Trägermaterial versetzte Wasser gelangt mit einer Austrittsgeschwindigkeit von vorzugsweise 0,5 bis 2 m/s in die Einrichtung. Bei einer theoretischen Aufenthaltszeit des Wassers in der erfindungsgemäßen Einrichtung von 2 bis 4 min wird das Trägermaterial durch die walzenförmige Strömung der Trichterspitze zugeführt und über die dort angeordnete Vorrichtung aus dem Wasser abgetrennt und gleichzeitig von Biomassebewuchs gereinigt.

Die Erfindung gewährleistet eine kontinuierliche Rückhaltung des Trägermaterials, das mit dem Wasser aus dem Reaktor ausgetragen wird sowie dessen kontinuierliche oder diskontinuierliche Rückführung in den Reaktor. Es wird damit die Voraussetzung geschaffen, das biologische Gleichgewicht im Reaktor und dementsprechend eine gleichmäßig hohe Eliminierungsleistung konstant aufrechtzuerhalten und den Aufwand für die Regenerierung auf eine einfache Kontrolle zu senken.

Die Erfindung soll nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Abbildungen stellen dabei folgendes dar

Fig. 1: erfindungsgemäße Einrichtung zur kontinuierlichen Regenerierung und Rückführung von Trägermaterial mit einer spezifischen Dichte <1,0g/cm³

Fig. 2: erfindungsgemäße Einrichtung für die Anwendung bei Trägermaterial mit einer spezifischen Dichte > 1,0g/cm³ Fig.3: Einordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung bei Reaktoren zur Denitrifiketion mit Trägermaterial einer Dichte < 1,0 g/cm³

Fig. 4: Einordnung der Einrichtung bei Reaktoren mit Trägermaterial einer Dichte >1,0g/cm Fig. 5: Einordnung der Einrichtung bei biologischer Abwasserbehandlung in Belebungsbecken mit Trägermaterial einer Dichte < 1,0 g/cm³

In Figur 1 wird eine erfindungsgemäße Einrichtung dargestellt, die nach einem im Abstrom arbeitenden Wirbelschichtreakiorzur biologischen Denitrifikation bei der Trinkwasseraufbereitung angeordnet ist. Als Aufwuchsträgermaterial für die Mikroorganismen wird ein Schwimmkorn mit einer spezifischen Dichte von 0,3 bis 0,6g/cm³ eingesetzt. Mit zunehmendem biologischen Bewuchs (Dichte etwa 1 ,Og/cm³) führt der gleichbleibende Rohwasserdurchfluß durch den Reaktor zu einer steigenden Expansion des Wirbelbettes und zum Ausspülen der unteren Schicht bzw. der am stärksten umwachsenen Trägerteilchen.

Das vom Reaktor abgehende denitrifizierte Wasser mit den ausgetragenen T'ägerteilchen gelangt über den Zulauf 1 in die erfindungsgemäße Einrichtung und wird dort einer walzenförmigen Strömung unterworfen. Dabei wird das mitgeführte Trägermaterial dem Trichter 3 zugeführt und über den an der Trichterspitze angeordneten Ejektor 4 aus dem Trichter 3 abgezogen und dabei gleichzeitig vom biologischen Bewuchs befreit. Das von dem mitgeführten Trägermaterial freie denitrifizierte Wasser verläßt die Einrichtung über das Ablaufrohr 2.

Beim Abzug des Trägermaterials aus der erfindungsgemäßen Einrichtung mittels des Ejuktors 4 wird ein etwa 90prozentiger Abrieb der anhaftenden 5iorr=isse vom Träger erreicht, Das Trägermaterial/Biomassegemisch 8 kann nach dem Ejektor 4 mit üblichen Mitteln in Bioschlammwasser 9 und Träger mit geringem Schlammwasse,· anteil 10 getrennt werden.

Der Höhenunterschied zwischen dein Wasserspiegel im Reaktor und der erfindungsgemäßen Einrichtung, der dem Druckverlust im Reaktor und im Leitungssystem entspricht, wird bei der Rückforderung mittels Ejektors überwunden. Die Einrichtung kann dabei auch unter Druck betrieben werden, wenn der Bioreaktor ebenfalls unter Druck gefahren wird.

Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens werden ständig Träger abgezogen, regeneriert und in den Reaktor zurückgefördert.

Dabei zeigte sich, daß die Einrichtung auch dann noch einwandfrei funktioniert, wenn das Volumen des ausgetragenen Träfrmaterials mehr als 5l/rrin beträgt.

Im folgenden sind die wichtigsten Parameter zusammengestellt:

Biologische Denitrifikation	Mischpopulation
Durchfluß	28m3/h
Nitrateliminierung	350 g NO3/h m3RV
Trägermaterial	geentertes Schaumpolystyren nach DD 261 921
- Dichte	0,3-0,6 g/cm3 (unbewachsen)
- Körnung	2-6 mm
- Füllvolumen	45% des Reaktorvolumens (nicht expandiert)
Trenneinrichtung
- Länge	1,5m
- Breite	0,5 m
- Höhe	2,5 m
Aufenthaltszeit	4min
Ejektor
- Treibwasserstrom	0,4 mVh
- geförderter Strom	0,8 m3/h (Wasser und Träger)

Ein weiteres Beispiel zeigt Figur 5. Sie stellt die erfindungsgemäße Einrichtung im Anschluß an ein Belegungsbecken 5 dar, bei dem zur Erhöhung der Biomassekonzentration schwimmfähiges Trägermaterial eingesetzt wird.

Das behandelte Abwasser mit ausgetragenem Trägermaterial wird der Einrichtung über den Zulauf 1 vertikal nach oben gerichtet zugeführt. Durch die walzenfö. niige Strömung in dei Einrichtung wird das Trägermaterial zum Trichter 3 transportiert und über den Ejektor 4 in das Beiegungsbecken 5 zurückgefördert. Entsprechend den Abmessungen des Belebungsbeckens 5 können 2 Einrichtungen parallel nebeneinander angeordnet werden. Der Abzug des vom Trägermaterial befreiten Wassers erfolgt über den Ablauf 2 in ein nachfolgendes Nachklärbecken 6.

Claims (4)

1. -1- 29yO99 Patentansprüche:

   1. Einrichtung zur Regenerierung und Rückführung von im Ablauf biologischer Wasserbehandlungsanlagen befindlichem Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die obere oder untere Begrenzung der Einrichtung von einem Trichter (3) gebildet wird, wobei dessen Spitze mit einem Ejektor zum Abziehen und gleichzeitigen Regenerieren des zugeführten Trägermaterials kombiniert ist, und sich diagonal gegenüberliegend ein Zulauf (1) für das Wasser aus dem Reaktor und ein Ablauf (2) fürträgermaterialfreies Wasser befinden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge des Trichters (3) einen Winkel zur Horizontalen von 20 bis 45° bildet.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trägermaterial mit einer Dichte > 1 g/cm³ der Abzug (2) für das trägermaterialfreie Wasser oberhalb des Zulaufrohres (1) liegt und der Trichter (3) die untere Begrenzung der Einrichtung bildet.
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trägermaterial mit einer Dichte < 1 g/cm³ der Abzug (2) für das trägermaterialfreie Wasser unterhalb des Zulauf rohres (1) liegt und der Trichter (3) die obere Begrenzung der Einrichtung bildet.