DE10140665A1

DE10140665A1 - Biological waste water treatment stage uses substrate of ground rubber particles from truck and automotive tires

Info

Publication number: DE10140665A1
Application number: DE2001140665
Authority: DE
Inventors: Horst Schade; Ralf Hagenbuck
Original assignee: AC AQUATERRA CONSULT HORST SCH
Current assignee: AC AQUATERRA CONSULT HORST SCH
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-06

Abstract

In a waste water treatment assembly micro-organisms are disabled on a substrate panel (3) of more than 100 m/ml. The panel consists essentially of vulcanized rubber with an additive of specific weight more than 1.0 g/cml, giving a specific weight of more than 1.0 g/cml. Independent claims are also included for a waste water biological treatment process and fluidized bed reactor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufwuchskörper zur Immobilisierung von Mikroorganismen, der insbesondere für die Verwendung in Abwasser- Reinigungsanlagen bestimmt ist. The invention relates to a growth body for the immobilization of Microorganisms which are particularly suitable for use in waste water Cleaning systems is intended.

Die Erfindung betrifft überdies die Verwendung des Aufwuchskörpers sowie Verfahren zur Abwasseraufbereitung und Anlagen, die sich besonders für solche Verfahren eignen. The invention also relates to the use of the growth body and processes for wastewater treatment and plants that particularly suitable for such processes.

Bei der Selbstreinigung von Gewässern und Böden spielen Biofilme eine entscheidende Rolle. Durch die besondere Strukturierung der Biofilme finden Abbauspezialisten, die im Regelfall eine relativ geringe Vermehrungsgeschwindigkeit aufweisen, je günstigere Entwicklungsmöglichkeiten als in Suspensionen. In Folge der Anwesenheit dieser hoch spezialisierten Mikroorganismen können auch biologisch schwer abbaubare Substanzen in Biofilmen eliminiert werden. Biofilms play a role in the self-cleaning of water and soil decisive role. Due to the special structuring of the biofilms find mining specialists who usually have a relatively low one Have propagation speed, the cheaper Development opportunities than in suspensions. As a result of The presence of these highly specialized microorganisms can also substances that are difficult to biodegrade are eliminated in biofilms.

Im Prozeß der biologischen Abwasserreinigung kann die Nutzung von Biofilmen zu einer erhöht Nitrifikationsleistung führen und die Prozeßstabilität bei Belastungsschwankungen erhöhen. Unter Praxisbedingungen konnte der Nachweis erbracht werden, daß mit Hilfe von Biofilmen hinreichende Nitrifikationsleistungen auch bei sehr niedrigen Temperaturen (zwischen 2°C und 5°C) möglich sind. Die Begründung hierfür ist darin zusehen, daß bei Biofilmen - im Gegensatz zu Suspensionen - auch bei geringen Wachstumsraten kein Ausschwemmen der Mikroorganismen erfolgt. In the process of biological wastewater treatment, the use of Biofilms lead to an increased nitrification performance and that Increase process stability in the event of load fluctuations. Under In practical conditions, evidence could be provided that with the help sufficient nitrification performance of biofilms even with very low temperatures (between 2 ° C and 5 ° C) are possible. The The reason for this can be seen in the fact that with biofilms - in contrast to suspensions - none even at low growth rates The microorganisms are washed out.

Der Stofftransport innerhalb eines Biofilms erfolgt diffusionslimitiert, so daß sich bei entsprechenden Abbaugeschwindigkeiten Konzentrationsgradienten ausbilden. Aufgrund der geringen Löslichkeit von Sauerstoff in wässerigen Medien können sich innerhalb eines Biofilms neben aeroben auch anoxische bzw. anaerobe Zonen ausbilden. Somit wird durch den Einsatz von Biofilmen - im Unterschied zum Belebtschlammverfahren - auch eine simultan ablaufende Nitrifikation und Denitrifikation möglich. Als Steuergrößen für die Prozesse der Ausbildung aaerober und anaerober/anoxischer Zonen wird die Sauerstoffkonzentration verwendet. Neue Ergebnisse belegen auch, daß die Populationsdynamik im Biofilm derart beeinflußbar ist, daß der auf die Nitrifikation und Denitrifikation inhibierend wirkenden Faktoren zumindest partiell nivelliert werden. The mass transport within a biofilm is diffusion limited, so that at appropriate speeds of degradation Form concentration gradients. Because of the low solubility of oxygen in aqueous media can accumulate within a In addition to aerobic, biofilms also form anoxic or anaerobic zones. Thus, by using biofilms - in contrast to Activated sludge process - also a simultaneous nitrification and Denitrification possible. As control variables for the processes of training aaerobic and anaerobic / anoxic zones Oxygen concentration used. New results also show that the population dynamics in the biofilm can be influenced in such a way that the Nitrification and denitrification at least have inhibitory factors to be partially leveled.

Um in Abwasserreinigungsanlagen die oben geschilderten nützlichen Eigenschaften von Biofilmen nutzen zu können, ist es notwendig, in der Abwasserreinigungsanlage genügend geeignete Oberflächen zur Verfügung zu stellen, an denen sich diese Biofilme durch Immobilisierung von Mikroorganismen ausbilden können. In diesem Rahmen wurde die Eignung verschiedener Materialien für die Herstellung von Aufwuchskörpern untersucht (insbesondere Aktivkohle, poröses Glas, poröser Kunststoff, hier insbesondere Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (PVC). To be useful in wastewater treatment plants the above To be able to use the properties of biofilms, it is necessary in the Wastewater treatment plant enough suitable surfaces for To make available these biofilms by immobilization of microorganisms can train. In this context, the Suitability of various materials for the production of Growth bodies examined (in particular activated carbon, porous glass, porous plastic, in particular polyethylene (PE) or Polyvinyl chloride (PVC).

Die aus solchen und ähnlichen Materialien hergestellten bekannten Aufwuchskörper des Standes der Technik weisen mehrere Nachteile auf, so sind Aktivkohle, poröses Glas oder Keramik zu schwer und müssen deshalb in sehr feiner Körnung eingesetzt werden, um das Schwebebett zu erzeugen. Diese feine Körnung wiederum bringt Nachteile hinsichtlich der Einsatzdauer (größerer Verschleiß) und insbesondere auch der Retention und Rückführung in den Bioreaktor mit sich. The known ones made from such and similar materials Prior art growth bodies have several disadvantages, activated carbon, porous glass or ceramic are too heavy and have to be therefore used in very fine grain to the floating bed to create. This fine grain in turn has disadvantages the period of use (greater wear) and in particular the Retention and return to the bioreactor with it.

Bekannte Biofilmschwebekörper (z. B. solche der Marken Bioflow 9, und RFK (Rauschert), Typ K (Kaldnes/Purac), Perl (EVK)) weisen den Nachteil auf, daß sie schwimmen (PE, PP, Schaumstoff) und in ihrer Oberflächenstruktur im Regelfall glatt sind (PE, PP, PVC), so daß der Biofilm durch geringste Betriebsstörung abgelöst wird und sich sehr langsam festbildet. Aufgrund dieser glatten Oberflächenstruktur sind die aus diesem Materialien hergestellten Aufwuchskörper notwendiger Weise aufwendig ausgestaltet und weisen komplexe Körperformen mit einer Vielzahl von Aussparungen und Ausnehmungen auf, um den Abrieb des Biofilms zu vermindern und die Oberfläche zu vergrößern. Known biofilm floats (e.g. those of the brands Bioflow 9, and RFK (Rauschert), type K (Kaldnes / Purac), Perl (EVK)) show the Disadvantage on that they swim (PE, PP, foam) and in their Surface structure are usually smooth (PE, PP, PVC), so that the Biofilm is replaced by the slightest malfunction and is very slowly forms. Because of this smooth surface structure, the growth body made of these materials necessarily elaborately designed and have complex body shapes with a Variety of cutouts and recesses to prevent abrasion Reduce biofilms and enlarge the surface.

So ist beispielsweise aus der EP 0 750 591 ein in etwa radförmiger Aufwuchskörper beschrieben welcher komplexe Ausnehmungen und Speichenstrukturen zur Vergrößerung der Oberfläche aufweist, aus Kunststoff besteht und eine Oberfläche von > 100 m² aufweist. Auch hier besteht der Nachteil, daß der Aufwuchskörper aufschwimmt. Überdies ist die aufwendige Raumform des Aufwuchskörpers mit relativ hohen Herstellungskosten verbunden. For example, EP 0 750 591 describes an approximately wheel-shaped growth body which has complex recesses and spoke structures to enlarge the surface, is made of plastic and has a surface area of> 100 m ² . Here too there is the disadvantage that the growth body floats. In addition, the complex spatial shape of the growth body is associated with relatively high manufacturing costs.

Es besteht somit Bedarf an Aufwuchskörpern zur Immobilisierung von Mikroorganismen ohne die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile. There is therefore a need for growth bodies for the immobilization of Microorganisms without those described in the prior art Disadvantage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Aufwuchskörper zur Immobilisierung von Mikroorganismen mit einer Oberfläche von über 100 m²/m³ gelöst, der insbesondere für die Verwendung in Abwasserreinigungsanlagen und besonders bevorzugt zur Verwendung in Schwebebettverfahren geeignet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine Zusammensetzung aufweist, die im wesentlichen Kautschuk und weiterhin mindestens einen Zuschlagsstoff mit einem spezifischen Gewicht von > 1,0 g/cm³ enthält, so daß sein spezifisches Gewicht ≥ 1,0 g/cm³ beträgt. This object is achieved according to the invention by a growth body for immobilizing microorganisms with a surface area of more than 100 m ² / m ³ , which is particularly suitable for use in wastewater treatment plants and particularly preferably for use in floating bed processes and is characterized in that it has a composition which essentially contains rubber and also contains at least one additive with a specific weight of> 1.0 g / cm ³ , so that its specific weight is ≥ 1.0 g / cm ³ .

Der erfindungsgemäße Aufwuchskörper weist beispielsweise gegenüber auf Materialien wie Aktivkohle, porösem Glas oder Keramik den Vorteil auf, daß er größer als andere Träger ausgestaltet werden kann, ohne an Effektivität zu verlieren. Gleichzeitig schwimmt der erfindungsgemäße Aufwuchskörper aufgrund seines spezifischen Gewichtes nicht auf, sondern schwebt bei Verwendung in Wirbelbettreaktoren und ähnlichen Biofilmreaktoren im Abwasser. Bei der Ausgestaltung mit einem spezifischem Gewicht von 1,0 g/cm³ (also dem von Wasser) ist der Aufwuchskörper zumindest im bewachsenen Zustand schwerer als Wasser und schwimmt nicht auf. The growth body according to the invention has the advantage over materials such as activated carbon, porous glass or ceramic, for example, that it can be made larger than other supports without losing its effectiveness. At the same time, the growth body according to the invention does not float due to its specific weight, but instead floats in the waste water when used in fluidized bed reactors and similar biofilm reactors. In the embodiment with a specific weight of 1.0 g / cm ³ (i.e. that of water), the growth body is heavier than water, at least when overgrown, and does not float.

Der im Aufwuchskörper enthaltene Zuschlagsstoff erhöht das spezifische Gewicht des Kautschuks (von ca. 0,65 bis 0,85 g/cm³) auf mindestens 1,0 g/cm³. Das Verhältnis von Kautschuk zu Zuschlagsstoff ist demgemäß unter anderem abhängig von dem spezifischen Gewicht des Zuschlagsstoffes selbst und einfach vom Fachmann bestimmbar. Neben diesem Zuschlagsstoff können auch weitere Zuschlagsstoffe mit derselben oder anderen Funktionen (z. B. zur Beeinflussung von Konsistenz oder Stabilität) im Aufwuchskörper enthalten sein. The aggregate contained in the growth body increases the specific weight of the rubber (from approx. 0.65 to 0.85 g / cm ³ ) to at least 1.0 g / cm ³ . The ratio of rubber to aggregate is accordingly dependent, inter alia, on the specific weight of the aggregate itself and can easily be determined by a person skilled in the art. In addition to this aggregate, other aggregates with the same or different functions (e.g. to influence consistency or stability) can also be contained in the growth body.

Als Kautschuk kann sowohl synthetischer als auch Naturkautschuk (SBR bzw. NR) eingesetzt werden, bevorzugt sind jedoch Mischungen daraus. Hierbei hat sich gezeigt, daß Mischungen von SBR : NR in einem Verhältnis 90 : 10 besonders vorteilhaft sind. Als Zuschlagsstoff kann zweckmäßigerweise Ruß eingesetzt werden, welcher besonders kostengünstig ist, andere oder weitere Zuschlagsstoffe können jedoch ebenso zum Einsatz kommen, sofern sie das Material nicht negativ beeinflussen (d. h. die Porösität negativ beeinflussen) und zu einer Vergrößerung des spezifischen Gewichtes führen. Both synthetic and natural rubber (SBR or NR) are used, but mixtures thereof are preferred. It has been shown here that mixtures of SBR: NR in one Ratio 90: 10 are particularly advantageous. Can be used as an aggregate soot is expediently used, which particularly is inexpensive, but other or additional additives can can also be used, provided that the material is not negative affect (i.e. negatively affect porosity) and to a Increase the specific weight.

Besonders bevorzugt ist ein Aufwuchskörper mit einem Verhältnis von Kautschuk zu Ruß im Bereich von 6,4 : 3,5 bis 8,0 : 2,0. A growth body with a ratio of is particularly preferred Rubber to carbon black in the range of 6.4: 3.5 to 8.0: 2.0.

Der Aufwuchskörper hat zweckmäßigerweise eine Körpergröße von 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise 1 bis 20 und besonders bevorzugt 2 bis 10 mm. The growth body expediently has a body size of 0.5 up to 50 mm, preferably 1 to 20 and particularly preferably 2 to 10 mm.

Diese im Vergleich zu beispielsweise Körpern aus Keramik oder Glas größere Körpergröße erleichtert unter anderem die Beibehaltung des Trägers im Prozeß. This compared to, for example, ceramic or glass bodies Among other things, larger body size makes it easier to maintain the Vehicle in the process.

Die Form der Körper kann dabei beliebig sein, solange eine zerklüftete Oberfläche vorliegt, die durch ihre Struktur dem Abrieb des gebildeten Biofilms entgegenwirkt. Die Zusammensetzung des Aufwuchskörpers sichert die Bildung von Mikroporen, welche offen für das Durchlassen von Wasser und Luft sind. Dies bedeutet, daß die auf der Oberfläche des Trägers wachsenden Mikroorganismen sowohl sehr guten Kontakt zu den abzubauenden Schadstoffen als auch zu Luft und Nährstoffen haben, die für die mikrobielle Aktivität benötigt werden. Durch die zerklüftete Oberflächenstruktur und die Porosität hat jedes Trägerelement einen großen Oberflächenbereich, der vor der Kollision mit anderen Trägern geschützt ist, was wichtig ist, um den Biofilmverschleiß und den Verlust von aktiver Biomasse zu verhindern. The shape of the body can be any, as long as a jagged Surface is present, which due to its structure is the abrasion of the formed Counteracts biofilms. The composition of the growth body ensures the formation of micropores, which are open for the passage of Are water and air. This means that the on the surface of the Carrier growing microorganisms both have very good contact with the degradable pollutants as well as air and nutrients that are needed for microbial activity. Through the jagged Each carrier element has a surface structure and porosity large surface area before colliding with other carriers is protected, which is important to the biofilm wear and loss to prevent active biomass.

Mit den Aufwuchskörpern gemäß der Erfindung ist es somit möglich, die Reinigungsschritte Kohlenstoffabbau, Nitrifikation und Denitrifikation gleichzeitig und kontinuierlich in einem stetig und vollständig belüfteten mit Sauerstoffen im Überfluß versorgten, einstufigen Reaktionsraum zu realisieren. Nur bei größeren Stickstoffmengen muß eine vor- oder nachgeschaltete Denitrifikation bzw. in einer SBR-Anlage (sequenzing batch reactor) eine anoxische Phase geschaltet werden. With the growth bodies according to the invention it is thus possible to Cleaning steps carbon degradation, nitrification and denitrification simultaneously and continuously in a constantly and fully ventilated supplied with oxygen in abundance, single-stage reaction space realize. Only in the case of larger amounts of nitrogen must one precede or downstream denitrification or in an SBR plant (sequencing batch reactor) an anoxic phase can be switched.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufwuchskörpers weist dieser eine spezifische Oberfläche von > 300 m²/m³ und vorzugsweise 500-1000 m²/m³ auf. Das spezifische Gewicht beträgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform von 1,0 bis 1,5 g/cm³ und besonders bevorzugt 1,05 bis 1,3 g/cm³. According to a preferred embodiment of the growth body according to the invention, it has a specific surface area of> 300 m ² / m ³ and preferably 500-1000 m ² / m ³ . According to a further preferred embodiment, the specific weight is from 1.0 to 1.5 g / cm ³ and particularly preferably from 1.05 to 1.3 g / cm ³ .

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß sich Gummigranulat aus Fahrtzeugaltreifen zur Verwendung als erfindungsgemäße Aufwuchskörper besonders gut eignen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Kosten besonders niedrig. Hierbei werden die Reifen (vorzugsweise Mischungen aus Kfz- und LKW-Autoreifen) durch geeignete Zerkleinerungsverfahren zu Granulat mit einer unregelmäßig großen Oberfläche verarbeitet und im gewünschten Korngrößenbereich abgesiebt. Solche Arten von Granulat weisen die vorteilhaften Eigenschaften auf, sehr verschleißfest zu sein und über eine hohe chemische und Temperaturbeständigkeit zu verfügen, so daß sie auch bei höheren Temperaturen, z. B. 65°C einsetzbar sind. Surprisingly, it has been found that rubber granules from vehicle tires for use as the invention Growth bodies are particularly suitable. In this preferred Embodiment, the cost is particularly low. Here, the Tires (preferably mixtures of car and truck car tires) through suitable crushing process to granulate with an irregular large surface processed and in the desired grain size range sieved. Such types of granules have the most advantageous Properties on being very wear resistant and over a high chemical and temperature resistance, so that they too at higher temperatures, e.g. B. 65 ° C can be used.

Als besonders geeignet hat sich z. B. ein Granulat mit der Handelsbezeichnung Ambigram herausgestellt. Dieses besteht aus ca. 15% PKW-Stahlgürtelreifen und ca. 85% LKW-Stahlgürtelreifen, die durch Warmvermahlung bei maximaler Verarbeitungstemperatur von 85°C recyceld werden. Die so hergestellten Granulatkörper weisen eine Härte von ca. 70 Shore A, ein spezifisches Gewicht von 1,15 g/cm³ und eine Schüttdichte von 450 bis 500 kg/m³ auf. Sie sind stahlfaserfrei und enthalten einen geringen Anteil (jeweils < 1%) von mineralischen Bestandteilen und Textilstaub auf. Has been particularly suitable for. B. highlighted a granulate with the trade name Ambigram. This consists of approx. 15% car steel belt tires and approx. 85% truck steel belt tires, which are recycled by hot grinding at a maximum processing temperature of 85 ° C. The granules thus produced have a hardness of approximately 70 Shore A, a specific weight of 1.15 g / cm ³ and a bulk density of 450 to 500 kg / m ³ . They are free of steel fibers and contain a small amount (<1% each) of mineral components and textile dust.

Die vorstehend beschriebenen Aufwuchskörper eignen sich grundsätzlich zur Verwendung jeder Art von Biofilmreaktor, sind jedoch besonders für Wirbelbettreaktoren, insbesondere für solche mit 10 bis 70% Füllgehalt geeignet. Weiterhin eignen sie sich sehr gut zum Einsatz in Biofiltern mit einem Füllgrad von 50 bis 100%. The growth bodies described above are generally suitable to use any type of biofilm reactor, but are especially for Fluid bed reactors, in particular for those with a filling content of 10 to 70% suitable. They are also very suitable for use in biofilters a fill level of 50 to 100%.

Das im geringen Umfang in den erfindungsgemäßen Aufwuchskörpern ausgebildete Sekundärporensystem schützt die sich darin befindlichen Mikroorganismen des Biofilms gegen von außen einwirkende Scherkräfte, so daß diese sich besonders für Wirbelbettreaktoren - gemäß VDMA Einheitsblatt 24426 Biofilmreaktoren eignen. To a small extent in the growth bodies according to the invention trained secondary pore system protects those inside Microorganisms of the biofilm against external shear forces, so that these are particularly suitable for fluidized bed reactors - according to VDMA Standard sheet 24426 biofilm reactors are suitable.

Die Aufwuchskörper sind u. a. auch zum Einsatz in Biofilmreaktoren mit getauchtem Trägermaterial und Biofiltern - gemäß DIN EN 12255-7 - Biofilmreaktoren - vorgesehen. The growth bodies are u. a. also for use in biofilm reactors immersed carrier material and biofilters - according to DIN EN 12255-7 - Biofilm reactors - provided.

Die Erfindung bezieht sich überdies auf Biofilmreaktoren, insbesondere Wirbelbettreaktoren oder Biofilter auf Basis der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Aufwuchskörper. Überdies sind der Erfindung Abreinigungsanlagen, welche auf Basis solcher Bioreaktoren oder Biofilter arbeiten zuzuordnen. The invention also relates to biofilm reactors, in particular Fluid bed reactors or biofilters based on the above described growth body according to the invention. Moreover, they are Invention cleaning systems based on such bioreactors or biofilter work assign.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Abwasseraufbereitung, welches eine Bioreaktionsstufe auch auf Basis der erfindungsgemäßen Aufwuchskörper aufweist. Besonders zweckmäßig ist hier ein Verfahren mit einer Bioreaktionsstufe, bei der die erfindungsgemäßen Aufwuchskörper mit der Biomasse in einem Siebgerät mit Bürsten bzw. Schaberreinigung im Wirbelbettreaktor (Biofilmreaktor) abgeschieden und direkt in den Reaktor zurückgeführt werden. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die erfindungsgemäßen Aufwuchskörper mit dem Biofilm und der Belebtschlamm durch einen Parallelplattenabscheider im Auslauf des Bioreaktors und beim Aufstauverfahren (SBR) durch eine schwimmende Abzugsrinne abgeschieden wird. Überdies kann es zweckmäßig sein, die aktive Biomasse im Belebtschlamm auf 0,5 bis 1% TS durch einen Parallelplattenabscheider im Auslauf des Bioreaktors bei gleichzeitiger Anwesenheit der erfindungsgemäßen Aufwuchskörper mit Biofilmüberzug aufzukonzentrieren. The invention further relates to a method for wastewater treatment, which is a bioreaction stage also based on the invention Has growth body. A method is particularly expedient here with a bioreaction stage in which the inventive Growth body with the biomass in a screening device with brushes or Scraper cleaning separated in the fluidized bed reactor (biofilm reactor) and be returned directly to the reactor. Furthermore, it can be useful if the growth body according to the invention with the Biofilm and the activated sludge through a parallel plate separator in the Outlet of the bioreactor and in the backflow process (SBR) by a floating gutter is deposited. Moreover, it can be useful to reduce the active biomass in the activated sludge to 0.5 to 1% TS through a parallel plate separator in the outlet of the bioreactor simultaneous presence of the growth body according to the invention Concentrate biofilm coating.

Die Erfindung betrifft schließlich eine Anlage, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist. Finally, the invention relates to a system which is to be carried out of the method according to the invention is particularly suitable.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand zweier in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden ohne den Erfindungsgegenstand dadurch einzuschränken. The invention is to be illustrated below with reference to two figures Exemplary embodiments are explained in more detail without the Restrict the subject of the invention.

Es stellen in verkleinerter Darstellung dar: The following are shown in reduced form:

Fig. 1 einen Schwebebett Reaktor in seitlichem Querschnitt; Figure 1 shows a floating bed reactor in lateral cross section.

Fig. 2 einen Schwebebett Reaktorbehälter in seitlichem Querschnitt (a) und Draufsicht (b). Fig. 2 shows a floating bed reactor vessel in lateral cross section (a) and top view (b).

Bei dem in Fig. 1 dargestellten SBR-Reaktor gelangt das zu reinigende Abwasser über den Zulauf 1 in das Reaktorbecken 2. Dieses ist zu ca. 50% (Füllgehalt) mit Aufwuchskörpern 3 befüllt, die durch eine Mischeinrichtung 4, z. B. einen motorbetriebenen Propeller, im Schwebezustand gehalten werden. Die Aufwuchskörper 3 bestehen aus zerrissenem Recycling-Kautschuk, welcher eine 90 : 10 Mischung von Synthetikkautschuk zu Naturkautschuk darstellt, und weiterhin so viel Ruß als Zuschlagsstoff enthält, daß sein spezifisches Gewicht bei 1, 1 bis 1,25 kg/dm³ liegt. Sie sind somit leicht schwerer als Wasser und können gut absinken, sind aber auch bei größerer Körpergröße von 3 bis 8 mm einfach in der Schwebe zu halten. Die Aufwuchskörper 3 weisen eine Körnung von 3 bis 8 mm auf und eine unregelmäßige zerklüftete Oberfläche von ca. 800 m² mit Poren auf. Durch die zerklüftete Oberfläche mit Makroporen kann sich der Biofilm gut ansetzen und fest ansiedeln. Das im geringen Umfang in den Aufwuchskörpern 3 ausgebildete Sekundärporensystem schützt die sich darin befindlichen Mikroorganismen des Biofilms gegen von außen einwirkende Scherkräfte. In the SBR reactor shown in FIG. 1, the wastewater to be cleaned reaches the reactor basin 2 via the inlet 1 . This is about 50% (filling content) filled with growth bodies 3 , which by a mixing device 4 , z. B. a motor-driven propeller, are kept in limbo. The growth body 3 consist of shredded recycled rubber, which is a 90:10 mixture of synthetic rubber to natural rubber, and also contains so much carbon black as an additive that its specific weight is 1.1 to 1.25 kg / dm ³ . They are therefore slightly heavier than water and can sink well, but are easy to hold even with a taller body of 3 to 8 mm. The growth bodies 3 have a grain size of 3 to 8 mm and an irregular, jagged surface of approximately 800 m ² with pores. Due to the jagged surface with macropores, the biofilm can attach well and settle firmly. The secondary pore system formed to a small extent in the growth bodies 3 protects the microorganisms of the biofilm located therein against shear forces acting from outside.

Der für die Oxidationsprozesse notwendige Sauerstoff wird in Form von Luft über eine Leitung 5 an den Boden des Reaktorbeckens 2 geführt und dort eingeleitet. Die Kombination der Luftzufuhr vom Boden des Reaktorbeckens 2 und Arbeit der Mischeinrichtung 4 hält die Aufwuchskörper 3 in der Schwebe (Schwebebett). Die durchschnittliche Verweilzeit des Abwassers in dem Becken beträgt dabei mindestens 5 Stunden und kann abhängig von der Schadstoffracht und Menge der Abwasserzufuhr dimensioniert werden. Das biologisch gereinigte Wasser wird über eine schwimmende Abzugsrinne 6 in eine weitere Verfahrensstufe geleitet, nachdem dieses durch einen Parallelplattenabscheider 7 gelaufen ist. The oxygen required for the oxidation processes is led in the form of air via a line 5 to the bottom of the reactor basin 2 and introduced there. The combination of the air supply from the bottom of the reactor basin 2 and the work of the mixing device 4 keeps the growth bodies 3 in suspension (floating bed). The average residence time of the waste water in the basin is at least 5 hours and can be dimensioned depending on the pollutant load and the amount of waste water supply. The biologically purified water is passed through a floating drainage channel 6 into a further process step after it has passed through a parallel plate separator 7 .

Ein solcher Schwebebett Reaktor 2 weist gegenüber herkömmlichen Verfahren der Belebtschlammbehandlung den Vorteil auf, daß durch das Einbringen zusätzlicher, frei schwebender Aufwuchsflächen die Lebensbedingungen für Nitrifikanten so verbessert sind, daß aufgrund der höheren Nitrifikationsleistung ein kleineres aerobes Volumen für eine stabile Nitrifikation ausreicht. Die durch die Aufwuchskörper 3 bereitgestellten zusätzlichen Aufwuchsflächen werden hier durch einen Parallelplattenabscheider 7 zurückgehalten, so daß die Nitrifikantenpopulation immobilisiert wird und - je nach Erfordernis - auch eine Aufkonzentrierung im Reaktorbecken 2 erfolgen kann. Such a floating bed reactor 2 has the advantage over conventional activated sludge treatment methods that the introduction of additional, freely floating growth areas improves the living conditions for nitrifying bacteria in such a way that a smaller aerobic volume is sufficient for stable nitrification due to the higher nitrification performance. The additional growth areas provided by the growth bodies 3 are retained here by a parallel plate separator 7 , so that the nitrificant population is immobilized and - depending on requirements - a concentration in the reactor basin 2 can also take place.

Die Retention der Aufwuchskörper 3 mittels des Parallelplattenabscheiders 7 ist nur möglich, weil diese leicht schwerer sind als das Wasser. Demzufolge erfolgt unter dem Parallelplattenabscheider 7 keine Luftzufuhr vom Reaktorboden her, um die Aufwuchskörper 3 nicht in den Parallelplattenabscheider 7 zu treiben. Lediglich zur Reinigung des Parallelplattenabscheiders 7 kann über eine gesonderte Zufuhrleitung 8 Reinigungsluft zugeführt werden. Diese kann außerdem zur Steuerung der biologischen Prozesse in der nachgeschalteten Verfahrensstufe genutzt werden. Die Entleerung des Reaktorbeckens 2 erfolgt in Richtung des Pfeiles 9 vom Boden des Reaktorbeckens 2 her. The retention of the growth bodies 3 by means of the parallel plate separator 7 is only possible because they are slightly heavier than the water. Accordingly, there is no air supply from the reactor floor under the parallel plate separator 7 in order not to drive the growth bodies 3 into the parallel plate separator 7 . Cleaning air can be supplied via a separate supply line 8 only for cleaning the parallel plate separator 7 . This can also be used to control the biological processes in the downstream process stage. The reactor basin 2 is emptied in the direction of arrow 9 from the bottom of the reactor basin 2 .

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Wirbelbettreaktor 10 dargestellt. Hier ist im Ablauf 11 des Reaktors 10 zur Retention der Aufwuchskörper 3 ein Sieb 12 mit geeigneter Maschenweite (hier 2 bis 3 mm) angeordnet. Das Sieb 12 kann durch eine im Reaktorbecken angeordnete, mit Bürsten 13 versehene Reinigungseinrichtung 14 gereinigt und die Aufwuchskörper 3 direkt in den Reaktor 10 zurückgeführt werden. In the second embodiment, a fluidized bed reactor 10 is shown. A sieve 12 with a suitable mesh size (here 2 to 3 mm) is arranged in the outlet 11 of the reactor 10 for the retention of the growth bodies 3 . The screen 12 can be cleaned by a cleaning device 14 arranged in the reactor basin and provided with brushes 13 , and the growth bodies 3 can be returned directly to the reactor 10 .

Claims

1. growth body ( 3 ) for immobilization for microorganisms with a surface area of> 100 m ² / m ³ , in particular for use in wastewater treatment plants, characterized in that it consists essentially of vulcanized rubber and furthermore at least one additive with a specific weight> Contains 1.0 g / cm ³ so that its specific weight is> 1.0 g / cm ³ .

2. Growth body ( 3 ) according to claim 1, characterized in that synthetic rubber (SBR), natural rubber (NR) or a mixture of synthetic and natural rubber is used as the rubber.

3. growth body ( 3 ) according to claim 2, characterized in that a mixture of SBR and NR is preferably used as rubber with preferably 70% SBR and particularly preferably with a ratio SBR: NR 90: 10.

4. growth body ( 3 ) one of the preceding claims, characterized in that carbon black is used as an additive.

5. Growth body ( 3 ) according to claim 4, characterized in that it contains rubber and carbon black in a ratio of 6.5: 3.5 to 8.0: 2.0.

6. growth body ( 3 ) according to any one of the preceding claims, characterized by a body size of 0.5 to 50 mm, preferably 1 to 20 mm and particularly preferably 2 to 10 mm.

7. growth body ( 3 ) according to claim 6, characterized by a surface area of> 300 m ² / m ³ and preferably from 500 to 1000 m ² / m ³ .

8. growth body ( 3 ) according to any one of the preceding claims, characterized by a specific weight of 1.0 to 1.5 g / cm ³ and preferably 1.05 to 1.3 g / cm ³ .

9. growth body ( 3 ) according to claim 8, characterized by a bulk density of 0.2 to 1 and preferably 0.4 to 0.6 kg / m ³ .

10. growth body ( 3 ) according to any one of the preceding claims consisting of granulated old vehicle tires.

11. Growth body ( 3 ) according to claim 10, obtainable by a hot grinding process.

12. Use of granulate from old vehicle tires as a growth body ( 3 ) for immobilizing microorganisms, preferably for use in wastewater treatment.

13. Use of a growth body ( 3 ) according to one of claims 1 to 11 for use in biofilm reactors, preferably fluidized bed reactors ( 10 ) and particularly preferably fluidized bed reactors ( 10 ) with a filling content of 10 to 70%.

14. Use of a growth body ( 3 ) according to one of claims 1 to 11 for use in a biofilter with a degree of filling of 50 to 100%.

15. fluidized bed reactor ( 10 ) or biofilter, characterized by a growth body ( 3 ) according to one of claims 1 to 6.

16. Process for wastewater treatment with a bioreaction stage, characterized by the deposition of the growth body ( 3 ) with the biomass, cleaning of the separator and direct return to the reactor.

17. The method according to claim 16, characterized in that the separation takes place in a sieve with brushes or a scraper cleaning in the fluidized bed reactor ( 10 ) itself takes place.

18. A method for wastewater treatment with a bioreaction stage containing a reactor according to claim 16, characterized by the deposition of the growth body ( 3 ) according to one of claims 1 to 11 with the biofilm and the separation of the activated sludge by a parallel plate separator ( 7 ) in the outlet ( 11 ) of the bioreactor.

19. The method according to claim 18, characterized in that the bioreactor is a fluidized bed reactor, and that in the damming process the parallel plate separator ( 7 ) is followed by a floating discharge channel ( 6 ).

20. The method according to any one of claims 18 or 19, characterized by the concentration of active biomass in the Activated sludge to 0.5 to 1 mass% (m%) based on the Total volume.

21. The method according to claim 20, characterized in that the concentration is carried out by a parallel plate separator ( 7 ) in the outlet ( 11 ) of the bioreactor.

22. Wastewater treatment plant to carry out a process according to one of claims 17 to 19.

23. Wastewater treatment plant according to claim 22, characterized by a fluidized bed reactor with a parallel plate separator ( 7 ) installed in the outlet ( 11 ) of the reactor.

24, waste water treatment plant according to claim 23, characterized by the parallel plate (7) downstream floating discharge chute (6).