DE102007021887B3 - Procedure for biological treatment of wastewater with low temperature, comprises settling bio film consisting of sessile micro organisms, and flowing unheated, colder mixture containing waste water and mud to subsurface of the film - Google Patents

Procedure for biological treatment of wastewater with low temperature, comprises settling bio film consisting of sessile micro organisms, and flowing unheated, colder mixture containing waste water and mud to subsurface of the film Download PDF

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Abstract

The procedure for biological treatment of wastewater with low temperature, comprises settling a bio film (18) consisting of sessile micro organisms, flowing unheated, colder mixture containing the waste water and mud to a temperable subsurface of the film, and regulating heat supplied to the subsurface in such a manner that the subsurface is warmed up but not the mixtures, based on the proportions between a total reactor volume and a heated packed bed (2). An independent claim is included for a device for the biological treatment of wastewater with low temperature.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur biologischen Behandlung von Abwässern mit niedrigen Temperaturen.The The invention relates to a method and a device for biological Treatment of wastewater with low temperatures.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Alle Verfahren der biologischen Abwasserreinigung bauen auf der Nahrungs- und Fortpflanzungsstrategie sich selbst entwickelnder Bakterien auf. Wird ihnen Trägermaterial als Aufwuchsfläche angeboten, siedeln sie sich als sogenannter Biofilm darauf an. Da sie fest auf den Aufwuchsflächen fixiert sind, wird von sessilen Mikroorganismen auf Festbetten gesprochen.All Biological wastewater treatment processes are based on food and reproductive strategy of self-developing bacteria on. Will they carrier material as nursery area offered, they settle on it as a so-called biofilm. There she firmly on the nursery surfaces are fixed, is spoken by sessile microorganisms on fixed beds.

Verfahrenstechnisch können diese Festbetten als eigenständige technische Gebilde in einem biologischen Reaktor betrieben werden. Sie übernehmen die gesamte Reinigung der Abwässer.process engineering can these fixed beds as independent technical structures are operated in a biological reactor. They take over the entire cleaning of the wastewater.

Dagegen versteht man unter kombinierten Verfahren den Einbau von fest verankerten Festbetten in das Belebtschlamm- oder ein gleich geartetes Verfahren. Hier übernehmen die Festbetten nur einen Teil der Reinigungsleistungen. Für Festbetten haben sich z. B. strukturierte Packungen aus gewellten, miteinander verbundenen Kunststoffen als geeignet erwiesen. Die Festbetten können aufwärts, abwärts oder seitwärts durchströmt werden. Die Fließrichtungen werden insbesondere bei aeroben Verfahren durch die Art der Belüftungseinrichtungen bestimmt.On the other hand is understood by combined methods the installation of firmly anchored Fixed beds in the activated sludge or a similar process. Take over here the fixed beds only a part of the cleaning services. For fixed beds have z. B. structured packages of corrugated, with each other connected plastics proved to be suitable. The fixed beds can be up, down or down sideways flows through become. The flow directions in particular in aerobic processes by the type of aeration devices certainly.

Solche Verfahren und Anlagen sind z. B. aus der DE 19859 542 A1 oder der DE 3916250 A1 bekannt.Such methods and systems are z. B. from the DE 19859 542 A1 or the DE 3916250 A1 known.

Der gegenwärtige Wissensstand wird auch prinzipiell von H.-J. Pöpel in „Festbett- und Fließbettreaktoren zur Nitrifikation und Denitrifikation als Alternative zum Belebtschlammverfahren" (Schriftenreihe WAR 91 – TH Darmstadt, S. 101 bis 128, Hrsg.: Verein zur Förderung des Institutes WAR – Darmstadt 1996) gut beschrieben.Of the current Knowledge is also in principle by H.-J. Pöpel in "fixed bed and fluidized bed reactors for nitrification and denitrification as an alternative to the activated sludge process "(Series WAR 91 - TH Darmstadt, pp. 101 to 128, ed.: Association for the Promotion of the Institute WAR - Darmstadt 1996) well described.

Darauf bezogen sind eine der Leistungsfähigkeit für aerobe und anoxische Verfahren und Vorrichtungen veröffentlicht.Thereon are related to one of the performance for aerobic and anoxic methods and devices.

So ist nach der DE 19807458 A1 eine mit Festbetten ausgerüstete biologische Kläranlage bekannt, bei der in eine mit einem Festbett ausgerüstete Klärkammer mindestens zwei Elektroden zur Erzeugung eines Stromflusses installiert werden. Dadurch kann bei abwassertypischen Temperaturen eine elektrochemische Fällung mit gleichzeitiger Erhöhung des Sauerstoffangebotes initiiert werden.So is after the DE 19807458 A1 a biological sewage treatment plant equipped with fixed beds, in which at least two electrodes for generating a current flow are installed in a clarification chamber equipped with a fixed bed. As a result, at wastewater-typical temperatures, an electrochemical precipitation with simultaneous increase in the oxygen supply can be initiated.

Aus der DE 3916250 A1 ist ein Mischkammerelement, eine aus mehreren Mischkammerelementen bestehende Mischkammereinheit sowie deren Verwendung zur biologischen Abwasserreinigung bekannt.From the DE 3916250 A1 is a mixing chamber element, consisting of a plurality of mixing chamber elements mixing chamber unit and their use for biological wastewater treatment known.

Dabei sind die Mischkammerelemente in ihren geometrischen Formen so konzipiert, dass eine vollständige Durchmischung des durchströmenden Mediums erreicht werden soll. Durch diese beabsichtigte vollständige Durchmischung des Inhalts der Mischkammerelemente bzw. der Mischkammereinheiten kann bei der Beheizung einzelner Mischkammerelemente immer die „Mischkammereinheit 28" einschließlich ihres gesamten Medieninhaltes bis auf eine Temperatur von 37°C erwärmt werden.there the mixing chamber elements are designed in their geometric shapes, that a complete Mixing of the flowing through Medium should be achieved. By this intended thorough mixing the contents of the mixing chamber elements or the mixing chamber units can always be the "mixing chamber unit when heating individual mixing chamber elements 28 "including her entire media contents are heated to a temperature of 37 ° C.

Die erforderlichen hohen Energieverbräuche bei Erwärmung des jeweiligen gesamten Abwasservolumens sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren als unwirtschaftlich anzusehen. Die Größe des zusätzlichen Energiebedarfes wird nach Kenntnis volumen- und einwohnerbezogener Richtwerte deutlich. Für traditionelle Verfahren der kommunalen Abwasserbehandlung bei Abwassertemperaturen von 8°C bis 14°C gilt in etwa: • Abwasserteiche (ATV-A 201) 10m3/EW ... 3m3/EW • Belebungsanlagen (Nitri/Denitri) (ATV-A 131) 0,2m3/EW ... 0,1 m3/EW • Belebungsanlagen (aerobe Stabilisierung) (ATV-A 131) 0,6m3/EW ... 0,3m3/EW • Festbettanlagen (KA 2002 [49], Nr. 12) ≤ 0,03m3/EW The required high energy consumption when heating the respective total volume of wastewater are regarded as uneconomical in the known from the prior art method. The size of the additional energy requirement becomes clear after knowledge volume and inhabitant-related reference values. For traditional methods of municipal wastewater treatment at waste water temperatures of 8 ° C to 14 ° C is approximately: • Wastewater Ponds (ATV-A 201) 10m 3 / EW ... 3m 3 / EW • aeration plants (nitri / denitri) (ATV-A 131) 0.2m 3 / EW ... 0.1m 3 / EW • aeration plants (aerobic stabilization) (ATV-A 131) 0.6m 3 / EW ... 0.3m 3 / EW • Fixed Bed Systems (KA 2002 [49], No. 12) ≤ 0.03m 3 / EW

Temperatursteigerungen in Reaktoren/Fermentern mit diesen Volumina waren und sind energetisch unakzeptabel. Außerdem müssten die erwärmten gereinigten Abwässer ab 30°C aus Umweltschutzgründen wieder abgekühlt werden.temperature increases in reactors / fermenters with these volumes were and are energetically unacceptable. Furthermore would the heated ones purified wastewater from 30 ° C for environmental reasons again chilled become.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Um diese gravierenden Nachteile zu vermeiden, liegt der erfindungsgemäße Grundgedanke des beanspruchten Verfahrens dann, nur die Oberflächen der Festbetten und nicht die Räume der Reaktoren/Fermenter mit dem gesamten beinhalteten Abwasservolumen zu beheizen. Kommen vorzugsweise kombinierte Verfahren zur Anwendung, so ist das Verhältnis zwischen den großen Reaktorvolumina (10 m3/EW ... 0,1 m3/EW) und den dann installierten beheizten Festbetten mit maximal 0,03 m3/EW so bedeutend, dass bei den angestrebten Temperaturdifferenzen von 2°C ... 4°C zwischen dem kalten Abwasser und den warmen Festbetten, keine Erwärmung des Abwassers spürbar wird. Mit anderen Worten: bei weiterhin niedrigen Abwasser-Schlammtemperaturen in den Reaktoren/Fermentern soll die Aktivität und Menge der die beheizten Festbetten besiedelnden Bakterien verbessert werden.In order to avoid these serious disadvantages, the basic idea of the claimed method according to the invention is then to heat only the surfaces of the fixed beds and not the spaces of the reactors / fermenters with the entire wastewater volume involved. If combined processes are preferably used, the ratio between the large reactor volumes (10 m 3 / rev. ... 0.1 m 3 / rev.) And the then installed heated fixed beds with a maximum of 0.03 m 3 / rev. that at the desired temperature differences of 2 ° C ... 4 ° C between the cold waste water and the warm fixed beds, no heating of the wastewater is felt. In other words, with still low wastewater sludge temperatures in the reactors / fermenters, the activity and amount of bacteria colonizing the heated fixed beds should be improved.

Damit sollen bei minimalen erforderlichen Energieeinsatz die Umsatzraten der sessilen heterotrophen und autotrophen Bakterien zur Behandlung von Abwässern mit niedrigen Temperaturen erhalten und gesteigert werden, z. B.

  • • in belüfteten Oxidationsteichen mit eingebauten Festbetten bei Abwassertemperaturen < 3°C zur Aufrechterhaltung relevanter Reinigungsleistungen;
  • • in Belebungsanlagen mit eingebauten Festbetten bei Abwassertemperaturen < 10°C zur Gewährleistung der Nitrifikation und Denitrifikation;
In order to obtain and increase the conversion rates of sessile heterotrophic and autotrophic bacteria for the treatment of waste water at low temperatures and be increased with minimal energy consumption, z. B.
  • • in ventilated oxidation ponds with built-in fixed beds at wastewater temperatures <3 ° C to maintain relevant cleaning performance;
  • • in activated sludge plants with built-in fixed beds at wastewater temperatures <10 ° C to ensure nitrification and denitrification;

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens nach Patentanspruch 1 sowie die Merkmale der Einrichtung nach Patentanspruch 2 gelöst.These The object is achieved by the features of the method according to claim 1 and the features of the device according to claim 2 solved.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung ist anwendbar bei der biologischen Aufbereitung von organisch verschmutzten und stickstoffhaltigen Abwässern mittels aerob und anoxisch lebender Mikroorganismen. Bei niedrigen Abwasser- und Reaktortemperaturen, z. B. < 3°C für den organischen Kohlenstoffabbau und < 10°C für die Nitrifikation und Denitrifikation, sollen die Mindestumsatzraten der Mikroorganismen durch die ausschließliche Beheizung der Festbetten energetisch optimiert aufrechterhalten bleiben.The inventive solution applicable in the biological treatment of organically polluted and nitrogenous wastewater by means of aerobic and anoxic living microorganisms. At low Sewage and reactor temperatures, eg. B. <3 ° C for the organic carbon degradation and <10 ° C for nitrification and denitrification, should be the minimum conversion rates of microorganisms by the exclusive Heating the fixed beds maintained energetically optimized stay.

Das Wesen der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die biologischen Prozesse der Abwasserbehandlung temperaturabhängig verlaufen. Insbesondere sind es die dabei zutreffenden Milieubedingungen pH-Wert, Nährstoffverhältnis, Salz und O2-Gehalt sowie explizit die Temperatur, die die Substratabbaugeschwindkgkeiten gelöster Abwasserinhaltsstoffe mithilfe von aeroben, anoxischen und anaeroben Mikroorganismen bestimmen. Steigende Geschwindigkeiten können u. a. auch zu Verkürzungen der erforderlichen Reaktionsräume führen.The essence of the invention is based on the knowledge that the biological processes of wastewater treatment are temperature-dependent. In particular, it is the applicable environmental conditions pH value, nutrient ratio, salt and O 2 content, as well as explicitly the temperature, which determine the substrate degradation rates of dissolved wastewater constituents by means of aerobic, anoxic and anaerobic microorganisms. Increasing speeds can also lead to shortening of the required reaction spaces.

Im Rahmen der MONOD-Kinetik können die Wachstumsraten μ [h–1] der Mikroorganismen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Einflussgrößen theoretisch definiert werden. Die folgende darauf bezogene Gleichung beschreibt jedoch nur ein spezielles Bakterium. Mischpopulationen, wie sie insbesondere in der kommunalen Abwasserreinigung zur Anwendung kommen, können demzufolge nur dem Grunde nach charakterisiert werden.As part of the MONOD kinetics, the growth rates μ [h -1 ] of the microorganisms can be theoretically defined as a function of different influencing factors. However, the following related equation describes only one particular bacterium. Mixed populations, such as those used in municipal wastewater treatment in particular, can therefore only be characterized as such.

Nach Monod ist:

Figure 00040001
wobei unter

μmax
= maximale Wachstumsrate [h–1]
S
= Substratkonzentration [mg/l]
ks
= Halbsättigungskonstante, abhängig u. a. von der Temperatur [mg/l]
t
= Zeit [h]
verstanden wird.After Monod is:
Figure 00040001
being under
μ max
= maximum growth rate [h -1 ]
S
= Substrate concentration [mg / l]
k s
= Half-saturation constant, depending among other things on the temperature [mg / l]
t
= Time [h]
is understood.

Geht man davon aus, dass das Mikroorganismenwachstum direkt proportional der Substratabbaugeschwindigkeit ist, wird die qualitativ definierbare Bedeutung der Temperatur für den Abbau der Abwasserinhaltsstoffe ersichtlich.going it is believed that microbial growth is directly proportional the substrate degradation rate is the qualitatively definable Meaning of temperature for the degradation of wastewater constituents.

Im Mittelpunkt der interessierenden Betrachtungen stehen aerobe und anoxische Prozesse zur Reduzierung der organischen Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen mit Hilfe von heterotrophen und autotrophen Bakterien. Dabei geht es in erster Linie um die Aufrechterhaltung der Mindestsubstratabbaugeschwindigkeiten bei niedrigen Abwassertemperaturen als Voraussetzung für die Einhaltung der gesetzlichen Überwachungswerte.in the The focus of interest considerations are aerobic and anoxic processes to reduce organic carbon and nitrogen compounds using heterotrophic and autotrophic bacteria. This is primarily about maintaining the minimum substrate degradation rates low wastewater temperatures as a prerequisite for compliance the statutory monitoring values.

Festbetten werden vom Abwasser in unterschiedlich gerichteten Strömungen umspült. Sie zeichnen sich durch große Aufwuchsflächen für die Biomasse und hohe Feststoffgehalte aus. Die Temperaturbedingungen für die angesiedelten Biomassen auf den Festbetten entsprechen den zugeführten Abwassertemperaturen.fixed beds are lapped by the wastewater in differently directed currents. she are characterized by large ones growth surfaces for the Biomass and high solids content. The temperature conditions for the settled biomasses on the fixed beds correspond to the supplied wastewater temperatures.

Durch die erfindungsgemäße Beheizung der Festbetten können auf diesen den angesiedelten Mikroorganismen, unabhängig von den vorliegenden Abwassertemperaturen, idealisierte Temperaturbedingungen zur Verfügung gestellt werden. Bei der gezielten ausschließlichen Beheizung der Festbetten wird der erforderliche Energieeinsatz zur Erhaltung und Steigerung der Umsatzraten der Bakterien reduziert.By the heating according to the invention the fixed beds can on these the settled microorganisms, regardless of the present sewage temperatures, idealized temperature conditions for disposal be put. In the targeted exclusive heating of the fixed beds The energy required to maintain and increase the conversion rates of the bacteria are reduced.

Für die Beheizung der Festbetten sind nahezu alle Wärmequellen anwendbar. Insbesondere sind die im Rahmen der anaeroben Schlammbehandlung innerhalb der Kläranlagen anfallenden alternativen Energiequellen geeignet.For heating The fixed beds are almost all heat sources applicable. Especially are within the anaerobic sludge treatment within the sewage treatment plants suitable alternative energy sources suitable.

Die das Festbett bildenden, das Heizmedium führenden Einbauten, z.B. Rohre aus gut wärmeleitenden Materialien, können mit wärmedämmenden Stoffen umhüllt werden. Letztere Stoffe sollten sich in Abhängigkeit von ihrer gewünschten Außentemperatur in Fließrichtung des Heizmediums verjüngen. Somit kann den auf den wärmedämmenden Stoffen siedelnden Bakterien eine nahezu konstante Temperatur garantiert werden.The forming the fixed bed, the heating medium leading internals, e.g. Tube made of good thermal conductivity Materials, can with thermal insulation Wrapped in fabrics become. The latter substances should vary depending on their desired outside temperature in the flow direction Rejuvenate the heating medium. Thus, on the heat-insulating Substances settling bacteria guarantees a nearly constant temperature become.

Als besonderes Problem bei beheizten Festbetten tritt das schnelle Schlammwachstum mit steigenden Temperaturen und eine plötzlich fast schlagartige Entschlammung auf. Die Entfernung dieses Überschussschlammes aus dem biologischen Reaktor bedarf gesonderter konstruktiver Lösungen.When a particular problem with heated fixed beds is the rapid growth of sludge with rising temperatures and a sudden almost abrupt desludging on. The removal of this excess sludge from the biological reactor requires separate constructive solutions.

Um die Leistungsfähigkeit der entschlammten Festbetten aufrechtzuerhalten, können dessen Oberflächen mit unterschiedlichen Materialien (z. B. Textilien) beschichtet werden. Dadurch wird, wie z. B. von „schwachbelasteten Tropfkörpern" bekannt, eine kurzzeitige totale Leistungsminderung vermieden.Around the efficiency to maintain the de-mudded fixed beds, can its surfaces coated with different materials (eg textiles) become. As a result, such. B. of "weakly loaded drip bodies" known, a short-term Total power reduction avoided.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen mit dazugehörigen Bildern näher erläutert. Dabei zeigen:The Invention is based on two embodiments with associated Pictures closer explained. Showing:

1: Schema einer Abwasserreinigungsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel 1 : Scheme of a wastewater treatment plant according to a first embodiment

2: Beheizbares Trägermaterial als Einzelelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel 2 : Heatable carrier material as a single element according to the first embodiment

3: Schema einer Abwasserreinigungsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel 3 : Scheme of a wastewater treatment plant according to a second embodiment

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt entsprechend 1 schematisch die Einrichtung mit einem aufwärts durchströmten Festbett (2). Dieses besteht aus beheizbarem Trägermaterial. Das Festbett (2) wird im biologischen Reaktor (1) auf starren Stützen (15) fest verankert. Verfahrensbezogen kann dieses Festbett (2) im Rahmen eines eigenständigen oder kombinierten Verfahren verwirklicht werden.The first embodiment shows accordingly 1 schematically the device with a flow-through fixed bed ( 2 ). This consists of heatable carrier material. The fixed bed ( 2 ) is in the biological reactor ( 1 ) on rigid supports ( 15 ) firmly anchored. Depending on the method, this fixed bed ( 2 ) are implemented in a separate or combined process.

Dem biologischen Reaktor (1) wird über die Zulaufleitung (7) mechanisch vorgereinigtes Abwasser zugeführt. Dessen Strömungsrichtung bestimmt sich durch die Tauchwand (8). Diese garantiert die Anströmung des Festbettes (2) von unten. Der Ablauf des Abwassers aus dem biologischen Reaktor (1) erfolgt über die Überlaufschwelle (10) in den Ablauf (9) zur Nachklärung.The biological reactor ( 1 ) is via the supply line ( 7 ) supplied mechanically pre-treated wastewater. Its flow direction is determined by the baffle ( 8th ). This guarantees the flow of the fixed bed ( 2 ) from underneath. The effluent from the biological reactor ( 1 ) via the overflow threshold ( 10 ) in the process ( 9 ) for clarification.

Auf dem beheizten Trägermaterial entsprechend Einzelelement (17) nach 2 siedeln sich Mikroorganismen an. Infolge der durch die Beheizung geschaffenen optimalen Lebensbedingungen wachsen die Mikroorganismen schnell an und rutschen nach kurzer Zeit schlagartig aus dem Festbett (2) als Überschussschlamm in den Schlammsammelraum (14) ab. Im Schlammsammelraum wird der Überschussschlamm zwischengelagert und bei Bedarf über eine Schlammleitung (11) zur Endbehandlung weitergeleitet.On the heated substrate according to single element ( 17 ) to 2 colonize microorganisms. As a result of the optimal living conditions created by the heating, the microorganisms grow quickly and quickly slip out of the fixed bed after a short time ( 2 ) as excess sludge in the sludge collection room ( 14 ). In the sludge collection room, the excess sludge is stored intermediately and if necessary via a sludge line ( 11 ) forwarded for final treatment.

Durch einen Kompressor (13) wird mittels einer Druckleitung (12) das Festbett (2) begast. Die Beheizung des Trägermaterials entsprechend Einzelelement (17) nach 2 kann über die Medien Warmwasser, Öl o. ä. erfolgen. Die erforderliche definierbare Temperatur garantiert ein Wärmeaustauscher (3), der von einem externen höher temperierten Heizmedium (16) als Wärmequelle versorgt wird. Die Regelung der erforderlichen Temperaturkonstanz erfolgt über ein Steuer- und Regelorgan (6). Über die Rohre (4 und 5) wird der Heizkreislauf geschlossen.By a compressor ( 13 ) is by means of a pressure line ( 12 ) the fixed bed ( 2 ) fumigated. The heating of the carrier material according to single element ( 17 ) to 2 can take place via the media hot water, oil o. Ä. The required definable temperature guarantees a heat exchanger ( 3 ) from an external, higher temperature heating medium ( 16 ) is supplied as a heat source. The regulation of the required temperature constancy takes place via a control and regulating device ( 6 ). About the pipes ( 4 and 5 ) the heating circuit is closed.

Das in 2 spezifizierte Einzelelement (17) besteht aus einem zusammengeschweißten Rohrsystem, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial. Die Einzelelemente (17) können zu Rohrpaketen gebündelt werden. Diese werden von oben über die Rohrleitung (4) mit dem ausgewählten Medium, z. B. Warmwasser, beschickt und erwärmen sich. Das abgekühlte Medium wird unterhalb des Rohrpaketes gefasst und über die Rohrleitung (5) zum Wärmeaustauscher (3) zurückgeführt. Auf der Oberfläche der Einzelelemente (17) siedeln sich die Mikroorganismen als Biofilm bzw. Biomasse (18) an. Diese Biomasse (18) löst sich nach kurzer Zeit schlagartig von der Oberfläche der Einzelelemente (17) und rutscht in den Schlammstapelraum (14).This in 2 specified single element ( 17 ) consists of a welded together pipe system, preferably made of plastic material. The individual elements ( 17 ) can be bundled into tube packages. These are from above the pipeline ( 4 ) with the selected medium, e.g. As hot water, charged and warm. The cooled medium is taken below the pipe package and passed through the pipeline ( 5 ) to the heat exchanger ( 3 ) returned. On the surface of the individual elements ( 17 ), the microorganisms settle as biofilm or biomass ( 18 ) at. This biomass ( 18 ) dissolves abruptly after a short time from the surface of the individual elements ( 17 ) and slips into the mud stacking room ( 14 ).

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 3 zeigt schematisch ein seitwärts an- und durchströmtes Festbett (22). Es besteht aus elektrisch beheizbaren Kontaktplatten, auf denen sich Mikroorganismen als Biomasse (18) ansiedeln. Die Kontaktplatten werden zu einem Heizpaket gebündelt. Das Festbett (22) wird mittels eines Metallgestelles (23) aufgeständert. Die Versorgung mit Elektroenergie erfolgt über Sonnenkollektoren (Photovoltaikanlage 19). Über ein Steuergebäude (20) kann die elektrische Anlage gesteuert werden. Dabei wird die Elektroenergie mittels aufgeständerter E-Kabel (24) auf die Kontaktplatten des Festbettes (22) übertragen. Die Energiezufuhr ergibt sich aus den definierbaren Lebensbedingungen der Mikroorganismen.The second embodiment according to 3 shows schematically a sideways flowed through and fixed bed ( 22 ). It consists of electrically heatable contact plates on which microorganisms as biomass ( 18 ) settle. The contact plates are bundled to form a heating package. The fixed bed ( 22 ) is by means of a metal frame ( 23 ) elevated. The supply of electric energy via solar panels (photovoltaic system 19 ). Via a control building ( 20 ), the electrical system can be controlled. In this case, the electrical energy by means of elevated E-cable ( 24 ) on the contact plates of the fixed bed ( 22 ) transfer. The energy supply results from the definable living conditions of the microorganisms.

Die seitwärts gerichtete Anströmung des Festbettes (22) garantiert ein im Wasser eingetauchter Wendelbelüfter (21), von dem ein Wasser-Luft-Gemisch produziert wird. Die geometrische Entfernung des Wendelbelüfters (21) zu dem Festbett (22) beschreibt das Wesen eines kombinierten Verfahrens.The sideways flow of the fixed bed ( 22 ) guarantees a water-immersed spiral aerator ( 21 ), from which a water-air mixture is produced. The geometric distance of the spiral aerator ( 21 ) to the fixed bed ( 22 ) describes the essence of a combined process.

11
biologischer Reaktorbiological reactor
22
aufwärts durchströmtes Festbettupward flowed through fixed bed
33
Wärmeaustauscherheat exchangers
44
Rohrleitungpipeline
55
Rohrleitungpipeline
66
Steuer- und RegelorganTax- and control organ
77
Zulaufleitungsupply line
88th
Tauchwandbaffle
99
Ablaufprocedure
1010
ÜberlaufschwelleOverflow threshold
1111
Schlammleitungsludge line
1212
Druckleitungpressure line
1313
Kompressorcompressor
1414
SchlammstapelraumSludge storage space
1515
StützenSupport
1616
Heizmedium, Wärmequelleheating medium, heat source
1717
EinzelelementSingle element
1818
Biomasse, Biofilmbiomass, biofilm
1919
Photovoltaikanlagephotovoltaic system
2020
Steuergebäudecontrol building
2121
WendelbelüfterWend aerators
2222
seitwärts durchströmtes Festbettsideways flow through fixed bed
2323
Metallgestellmetal frame
2424
E-KabelE cable

Claims (5)

Verfahren zur Erhaltung und Steigerung der Leistungsfähigkeit biologischer Kläranlagen, insbesondere bei der Behandlung von Abwässern mit niedrigen Temperaturen, bei dem zur Gewährleistung idealer Temperaturbedingungen von heterotrophen und autotrophen Bakterien ein aus sessilen Mikroorganismen bestehender Biofilm auf einem gezielt temperierbaren Untergrund angesiedelt wird, der von einem unbeheizten, kälteren Abwasser-Schlamm-Gemischen umströmt wird, wobei die dem Untergrund zugeführte Heizleistung, so geregelt wird, dass aufgrund der Größenverhältnisse zwischen dem Gesamtreaktorvolumen und den beheizten Festbett, dauerhaft nur der Untergrund, nicht aber die Abwasser-Schlamm-Gemische erwärmt werden.Method for maintaining and increasing performance biological sewage treatment plants, especially in the treatment of waste water with low temperatures, at the warranty ideal temperature conditions of heterotrophic and autotrophic Bacteria on consisting of sessile microorganisms biofilm a targeted temperable subsurface is settled by an unheated, colder one Sewage sludge mixtures flows around is, with the underground heating power supplied, so regulated that is due to the size ratios between the total reactor volume and the heated fixed bed, permanent only the substrate, but not the sewage sludge mixtures are heated. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem in einem biologischen Reaktor (1) ein Festbett (2; 22) angeordnet ist, dessen äußere Wandung als tragende Konstruktion und Aufwuchsfläche für einen aus sessilen Mikroorganismen bestehenden Biofilm (18) ausgebildet ist, und das Festbett (2; 22) über seinen Innenraum durch eine außerhalb des biologischen Reaktors (1) angeordnete Wärmequelle (3; 16; 19) beheizbar ist und wobei auf die äußeren Wandungen der Festbettmaterialien zusätzlich wärmedämmende Aufwuchskörper aufgebracht werden, die den Energieabtrag in die umströmten Abwasser-Schlamm-Gemische beschränken und im Sinne einer bakterienfreundlichen Außentemperatur regulieren.Device for carrying out the method according to claim 1, wherein in a biological reactor ( 1 ) a fixed bed ( 2 ; 22 ), the outer wall of which as a supporting structure and growth surface for an existing from sessile microorganisms biofilm ( 18 ), and the fixed bed ( 2 ; 22 ) through its interior through an outside of the biological reactor ( 1 ) arranged heat source ( 3 ; 16 ; 19 ) Is heated and wherein on the outer walls of the fixed bed materials additionally heat-insulating growth bodies are applied, which limit the removal of energy in the flow around sewage sludge mixtures and regulate in terms of a bacteria-friendly outdoor temperature. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die äußeren Wandungen des Festbettmaterials zusätzliche und unterschiedliche Materialien, z. B. Textilien, zur Erhöhung und Schaffung variabler Haftungsbedingungen für die Mikroorganismen angebracht werden, um deren gleichzeitiges Abspülen von der Festbettoberfläche zu verhindern.Device according to claim 2, characterized that on the outer walls of fixed bed material additional and different materials, e.g. As textiles, to increase and Creation of variable adhesion conditions for the microorganisms attached to prevent their simultaneous rinsing from the fixed bed surface. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das beheizte Festbett (2, 22) im biologischen Reaktor (1) fest verankert ist.Device according to claim 2 or 3, characterized in that the heated fixed bed ( 2 . 22 ) in the biological reactor ( 1 ) is firmly anchored. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr zum beheizten Festbett (2, 22) durch außerhalb vom biologischen Reaktor (1) angeordnete Steuer- und Regelorgane (6, 20) gesteuert wird.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the heat supply to the heated fixed bed ( 2 . 22 ) outside of the biological reactor ( 1 ) and control organs ( 6 . 20 ) is controlled.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3517600A1 (en) * 1985-05-15 1986-11-20 Water Engineering and Plant Construction GtA reg. Trust, Vaduz Process and apparatus for the aerobic purification of waste waters
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DE4429208C1 (en) * 1994-08-18 1995-11-16 Lars Stahmer Purifying waste water by adjusting pH and temp., filtering, and

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