DE102016109483A1 - Apparatus and process for wastewater treatment - Google Patents

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Abstract

Anlage zur Abwasserreinigung mit einem ersten Photobioreaktor (Modul 1) mit einem dem ersten Photobioreaktor (Modul 1) Abwasser zuführenden Zulauf (1.1) und einem Ablauf (1.2), einem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) mit einem dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) Abwasser zuführenden Zulauf (2.1) und einem Ablauf (2.2), einer Mehrzahl von Leitungen, die den Ablauf (1.2) des ersten Photobioreaktors (Modul 1) mit dem Zulauf (1.1) des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und dem Zulauf (2.1) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2), und den Ablauf (2.2) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) mit dem Zulauf (1.1) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) und dem Zulauf (2.1) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) verbinden, einer Mehrzahl von in den Leitungen angeordneten Absperrorganen, und einer auf die Absperrorgane wirkenden Steuerung zur Ausbildung einer im ersten Photobioreaktor (Modul 1) photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und einer im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten.Plant for wastewater treatment with a first photobioreactor (module 1) with a first photobioreactor (module 1) wastewater feeding inlet (1.1) and a drain (1.2), a second photobioreactor (module 2) with a second photobioreactor (module 2) wastewater supplying inlet (2.1) and a drain (2.2), a plurality of lines, the outlet (1.2) of the first photobioreactor (module 1) with the inlet (1.1) of the first photobioreactor (module 1) and the inlet (2.1) of the second photobioreactor (module 2), and the outlet (2.2) of the second photobioreactor (module 2) with the inlet (1.1) of the second photobioreactor (module 2) and the inlet (2.1) of the second photobioreactor (module 2) connect, a plurality arranged in the lines shut-off, and acting on the shut-off control to form a in the first photobioreactor (module 1) photosynthetically active algae mixing population with high nitrogen and phosphate contents and in the second photobioreactor (module 2) photosynthetically active algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Abwassers mittels photosynthetisch aktiver Algen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine Abwasserreinigung mit weitgehender Nährstoffrückgewinnung unter Biomasseproduktion ermöglichen.The invention relates to a method for purifying a wastewater by means of photosynthetically active algae and a device for carrying out the method. In particular, the invention relates to a method and a device that enable wastewater treatment with extensive nutrient recovery with biomass production.

Die Verwendung von Algenmassen bzw. Algenmischkulturen bei unterschiedlicher Anlagenkonfigurationen zur Biomasseproduktion und/oder Abwasserreinigung, ist bereits bekannt; siehe beispielsweise US 2012/0021498 A1 , EP 2 486 790 A1 und WO 98/45405 . Die mithilfe dieser Verfahren produzierte Biomasse kann z.B. zur Energieproduktion, Mikroschadstoffelimination und Nährstoffrückgewinnungen genutzt werden.The use of algae masses or mixed algae cultures in different plant configurations for biomass production and / or wastewater treatment is already known; see for example US 2012/0021498 A1 . EP 2 486 790 A1 and WO 98/45405 , The biomass produced by these methods can be used eg for energy production, micro-pollutant elimination and nutrient recovery.

Besonders effektiv sind in dieser Hinsicht Verfahren die mit im Ruhezustand schnell sedimentierenden Mischpopulationen arbeiten, wie EP 1 972 602 , DE 10 2013 112 269 A1 und WO 2015/067243 A1 .Particularly effective in this regard are methods that work with dormant rapidly sedimenting mixed populations, such as EP 1 972 602 . DE 10 2013 112 269 A1 and WO 2015/067243 A1 ,

Alle nachfolgenden Ausführungen nehmen ausschließlich Bezug auf Massenalgenkulturverfahren mit schnell sedimentierenden Algenmischpopulationen mit integrierten Absetzeinheiten wie z.B. in den oben genannten Patentschriften beschrieben.All subsequent remarks refer exclusively to mass algae culture methods with rapidly sedimenting mixed algae populations with integrated settling units such as e.g. described in the above patents.

Alle diese Verfahren und Anlagen werden in erster Linie dahingehend optimiert, die spezifische Biomasseproduktion in g Trockenmasse (TS)/(m2 × Tag) zu maximieren. Bei gleichbleibenden Stickstoff (N) und Phosphor (P) Gehalten in den produzierten Biomassen werden damit die N und P Entnahmen auch proportional erhöht.All of these methods and equipment are optimized primarily to maximize specific biomass production in g dry matter (TS) / (m 2 × day). At constant nitrogen (N) and phosphorus (P) levels in the biomass produced, the N and P withdrawals are also increased proportionally.

Das erste große Problem ist nun, dass diese Gehalte nicht gleichbleibend sind. Wie zahlreiche ökophysiologische Studien und auch Studien an Reinkulturen sowie eigene Untersuchungen zeigen, schwanken die N- und P-Gehalte in den Algen-Biomassen sehr stark. Das aktuelle Datenmaterial zeigt N-Gehalte von ca. 1–7 % in der TS-Biomasse und ca. 0,1–1 % P selbst bei den gleichen Reinkulturen und Mischpopulationen. Die Algen können lange Zeit ungehemmt photosynthetisch wachsen und dabei TS produzieren ohne jedwede N und P Zufütterungen bis auf ein unteres Niveau (das von Art zu Art schwankt) von ca. 1–2 % N und 0,1–0,3 % P. Nach starker N und P Unterversorgung können viele Algenarten andererseits impulsweise (auch während der Nacht) große N und P Mengen aufnehmen, bis zu ca. 4–7 % N und 0,5–1 % P. Diese Min – Max Spannen sind bei verschiedenen Algenarten allerdings unterschiedlich.The first big problem now is that these levels are not consistent. As numerous ecophysiological studies and also studies on pure cultures as well as own investigations show, the N and P contents in the algae biomass fluctuate very strongly. The current data shows N contents of about 1-7% in the TS biomass and about 0.1-1% P even in the same pure cultures and mixed populations. The algae are able to grow photosynthetically for a long time without inhibition and produce TS without any N and P feeds down to a lower level (which varies from species to species) of about 1-2% N and 0.1-0.3% P. On the other hand, after heavy N and P deficiency, many species of algae can take large N and P amounts in pulses (even at night), up to about 4-7% N and 0.5-1% P. These min-max ranges are different Algae species, however, different.

Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass im Falle von ausreichenden N und P Versorgungen mit nur selten vorkommenden N und P Unterversorgungen die Werte in den produzierten Biomassen bei ca. 3,5 % N und 0,5 % P in TS-Biomasse liegen.Our own investigations have shown that in the case of sufficient N and P supplies with rarely occurring N and P shortages, the values in the biomass produced are about 3.5% N and 0.5% P in TS biomass.

Daraus ergibt sich nun das zweite große Problem: Während der photosynthetisch aktiven Tagesstunden (also bei Sonnenlicht) ausreichend mit N und P versorgten Massenalgenmichkulturen nehmen nachts wenig oder gar kein N und P auf. Und ihre N und P Aufnahmekapazitäten an einem darauffolgenden Tag ohne Sonne sind stark eingeschränkt. Nur wenn die Algen über einen längeren Zeitraum, z.B. einen Tag, mit N und P unterversorgt waren, erfolgt bei entsprechender Fütterung eine verstärkte Aufnahme selbst in der Nacht oder an einem Tag ohne Sonnenschein.Hence, the second major problem arises: during the photosynthetically active daylight hours (ie in sunlight), sufficient N and P-supplied mass algae cultures take up little or no N and P at night. And their N and P intake capacities on a following day without sun are severely limited. Only when the algae are over an extended period of time, e.g. one day, with N and P were underserved, takes place with appropriate feeding increased intake even at night or on a day without sunshine.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Reinigen eines Abwassers mittels photosynthetisch aktiver Algen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen eine kontinuierlich annähernd gleichbleibend effektive Abwasserreinigung erreicht werden kann.The object of the invention is therefore to provide a method for purifying a wastewater by means of photosynthetically active algae and an apparatus for performing the method, with which a continuously approximately equally effective wastewater treatment can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und dem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst. Die Unteransprüche geben jeweils vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wieder.This object is achieved by the device having the features of claim 1 and the method having the features of claim 7. The dependent claims give each advantageous embodiment of the invention.

Grundgedanke der Erfindung ist es ein Kultivierungsverfahren mittels photosynthetisch aktiven Algen zu schaffen, das selektiv und stabil gewährleistet, dass

  • 1. Massenalgenkulturmischpopulationen die höchstmöglichen Spannen an N- und P-Gehalten in der Biomasse aufweisen können und
  • 2. Teilpopulationen zu jeder Zeit die höchsten N- und P-Gehalte von bis zu 7 % N und 1 % P aufweisen (und dann unmittelbar und zu jeder Tageszeit selektiv geerntet werden können) und gleichzeitig
  • 3. andere Teilpopulationen (mit der gleichen Artzusammensetzung) zu jeder Zeit sehr geringe N- und P-Gehalte von nur bis zu 1 % N und nur 0,1 % P aufweisen, die nachfolgend unmittelbar über längere Zeiträume hohe N- und P-Dosen in ihre Biomassen aufnehmen können.
The basic idea of the invention is to provide a method of cultivation by means of photosynthetically active algae, which ensures selectively and stably that
  • 1. Mass algal culture mix populations may have the highest possible levels of N and P levels in the biomass, and
  • 2. subpopulations have the highest N and P contents of up to 7% N and 1% P at all times (and can then be selectively harvested immediately and at any time of the day) and simultaneously
  • 3. other subpopulations (of the same species composition) have at all times very low N and P contents of only up to 1% N and only 0.1% P, which subsequently immediately after long periods of high N and P doses into their biomass.

Daraus folgt unmittelbar, dass wenn diese Algenpopulationen im Mittel täglich mit N- und P-Frachten gefüttert werden, die signifikant geringer sind als mittels einer Algen-Ernte mit Algen mit 7 % N und 1 % P möglich wäre, im Mittel Mischpopulationen mit einer Mischung aus min- und max-N-/P-Konzentrationen geerntet werden müssten/könnten.It follows immediately that if these algae populations are fed on average daily with N and P loads that are significantly lower than would be possible by means of an algae harvest with algae at 7% N and 1% P, on average mixed populations with a mixture from min and max N / P concentrations should / could be harvested.

Nach einer allgemeinen Ausgestaltung der Erfindung ist also eine Anlage zur Abwasserreinigung vorgesehen mit einem ersten Photobioreaktor mit einem dem ersten Photobioreaktor Abwasser zuführenden Zulauf und einem Ablauf, einem zweiten Photobioreaktor mit einem dem zweiten Photobioreaktor Abwasser zuführenden Zulauf und einem Ablauf, einer Mehrzahl von Leitungen, die den Ablauf des ersten Photobioreaktors mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors und dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors, und den Ablauf des zweiten Photobioreaktors mit dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors und dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors verbinden, einer Mehrzahl von in den Leitungen angeordneten Absperrorganen, und einer auf die Absperrorgane wirkenden Steuerung zur Ausbildung einer im ersten Photobioreaktor photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und einer im zweiten Photobioreaktor photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten.After a general embodiment of the invention is therefore a plant for wastewater treatment provided with a first photobioreactor having a feed to the first photobioreactor and an outlet, a second photobioreactor with a second photobioreactor wastewater feeding inlet and a drain, a plurality of lines, the flow of the first photobioreactor with the inlet of the first photobioreactor and the inlet of the second photobioreactor, and connect the outlet of the second photobioreactor with the inlet of the second photobioreactor and the inlet of the second photobioreactor, a plurality of shut-off valves arranged in the lines, and a control acting on the shut-off devices to form a photosynthetically active in the first photobioreactor Mixed algae population with high nitrogen and phosphate contents and a photosynthetic algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents in the second photobioreactor.

Bei dieser Ausgestaltung ist darauf zu achten, dass die in den Photobioreaktoren kultivierten Algenpopulationen sedimentiert sind und der Wasserstrom über diese mit langsamer Strömungsgeschwindigkeit hinweggeht.In this embodiment, it must be ensured that the algae populations cultivated in the photobioreactors are sedimented and the water flow passes over them at a slow flow velocity.

Die Photobioreaktoren sind bevorzugt als Röhrenbioreaktoren ausgebildet.The photobioreactors are preferably designed as tube bioreactors.

Bevorzugt ist eine mit Absetzbecken versehene Anlage, mit einem ersten Photobioreaktor mit einem dem ersten Photobioreaktor Abwasser zuführenden Zulauf und einem Ablauf, einem ersten Absetzbehälter mit einem mit dem Ablauf des ersten Photobioreaktors kommunizierenden Zulauf, einem im oberen Bereich des ersten Absetzbehälters angeordneten Überlauf und einem unteren Bereich des ersten Absetzbehälters angeordneten Auslass mit einer Entnahmestelle zur Entnahme von Algenbiomasse, einem zweiten Photobioreaktor mit einem dem zweiten Photobioreaktor Abwasser zuführenden Zulauf und einem Ablauf, einem zweiten Absetzbehälter mit einem mit dem Ablauf des zweiten Photobioreaktors kommunizierenden Zulauf, einem im oberen Bereich des zweiten Absetzbehälters angeordneten Überlauf und einem im unteren Bereich des zweiten Absetzbehälters angeordneten Auslass, einer Mehrzahl von Leitungen, die den Auslass des ersten Absetzbehälters mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors und dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors, und den Auslass des zweiten Absetzbehälters mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors und dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors verbinden, einer Mehrzahl von in den Leitungen angeordneten Absperrorganen, und einer auf die Absperrorgane wirkenden Steuerung zur Ausbildung einer zwischen dem ersten Photobioreaktor und dem ersten Absetzbehälter zirkulierenden, photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und einer zwischen dem zweiten Photobioreaktor und dem zweiten Absetzbehälter zirkulierenden, photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten durch Zuführen des Abwassers zum ersten Photobioreaktor und Zuführen des Abwassers zum zweiten Photobioreaktor (bevorzugt in einem vollkommen variablen Verhältnis von 0:100 bis 100:0 sowie gezielte Rezirkulationen von Algenbiomasse und gereinigtem Abwasser zwischen den beiden Photobioreaktoren).Preference is given to a plant provided with sedimentation tanks, comprising a first photobioreactor having an inlet leading to the first photobioreactor and a drain, a first settling tank having an inlet communicating with the outlet of the first photobioreactor, an overflow located in the upper area of the first settling tank and a lower The outlet of the first settling container arranged outlet with a sampling point for removal of algal biomass, a second photobioreactor with the second photobioreactor wastewater feeding inlet and a drain, a second settling tank with an effluent of the second photobioreactor communicating inlet, one in the upper region of the second settling tank arranged overflow and an outlet arranged in the lower region of the second settling tank, a plurality of conduits which connect the outlet of the first settling tank with the inlet of the first photobioreactor and the inlet of the first settling tank second photobioreactor, and connect the outlet of the second settling tank with the inlet of the first photobioreactor and the inlet of the second photobioreactor, a plurality of shutters arranged in the conduits, and a control acting on the obturators for forming a between the first photobioreactor and the first settling tank circulating, photosynthetically active algal mixed population with high nitrogen and phosphate contents and circulating between the second photobioreactor and the second settling, photosynthetically active algae mixing population with low nitrogen and phosphate contents by supplying the effluent to the first photobioreactor and supplying the waste water to the second photobioreactor (preferably in one completely variable ratio of 0: 100 to 100: 0 and targeted recirculation of algal biomass and purified waste water between the two photobioreactors).

Speziell verbindet die Mehrzahl von Leitungen den Überlauf des ersten Absetzbehälters mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors und/oder mit dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors.Specifically, the plurality of lines connects the overflow of the first settling tank with the inlet of the first photobioreactor and / or with the inlet of the second photobioreactor.

Weiter verbindet die Mehrzahl von Leitungen bevorzugt den Überlauf des zweiten Absetzbehälters mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors und mit dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors.Furthermore, the plurality of lines preferably connects the overflow of the second settling tank to the inlet of the first photobioreactor and to the inlet of the second photobioreactor.

Schließlich verbindet die Mehrzahl von Leitungen bevorzugt die Algenentnahme bzw Algen-Rezirkulation des ersten Photobioreaktors mit dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors und umgekehrt.Finally, the plurality of lines preferably connects the algae removal or algae recirculation of the first photobioreactor to the inlet of the second photobioreactor and vice versa.

Beide Absetzbehälter weisen nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung auch eine Entnahmestelle zur Entnahme von Algenbiomasse auf.Both settling tanks also have, according to a further preferred embodiment, a removal point for removing algal biomass.

Desweiteren ist besonders bevorzugt ein mit dem Ablauf des ersten Photobioreaktors verbundenes Mischbecken vorgesehen, das mit dem Abwasser führenden Zulauf verbunden ist und einem sich daran anschließenden Absetzbecken, dessen Trichter mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors und dessen Überlauf mit dem zweiten Photobioreaktor verbunden ist. Furthermore, a mixing tank connected to the outlet of the first photobioreactor is particularly preferably provided which is connected to the inlet leading to the wastewater and to a sedimentation tank connected thereto, whose funnel is connected to the inlet of the first photobioreactor and whose overflow is connected to the second photobioreactor.

Insbesondere wird die Anlage mit zwei oder mehr Modulen ausgeführt, wobei die Röhrenuntereinheiten direkt miteinander verbunden sind, so dass optional ein durchgängiger Betrieb möglich ist. Um allerdings die unterschiedlichen Algenpopulationen hinsichtlich ihrer N- und P-Gehalte nicht unkontrolliert miteinander zu vermischen, werden diese Verbindungen nur bei derart geringen Durchströmgeschwindigkeiten realisiert, dass bei dieser Betriebsweise die Algen-Biomassen in den Röhren sedimentiert sind und das Wasser über die sedimentierten Algen hinwegströmt. Die Röhren werden bei dieser Betriebsweise intermittierend als Ersatz der Absetzeinheiten betrieben.In particular, the system is carried out with two or more modules, the tube sub-units are connected directly to each other, so that optionally a continuous operation is possible. However, in order not to mix the different algal populations with respect to their N and P contents uncontrolled, these compounds are only realized at such low flow rates that in this mode of operation, the algae biomass are sedimented in the tubes and the water flows over the sedimented algae , The tubes are operated intermittently in this mode as a replacement of settling units.

Werden mehr als zwei Photobioreaktoren verwendet, werden das erste und das letzte Modul so betrieben wie oben beschrieben und das mittlere Modul in einer Zwischenform.When more than two photobioreactors are used, the first and last modules are operated as described above and the middle module in an intermediate form.

Das allgemeine Verfahren zur Abwasserreinigung in einer Anlage mit den vorgenannten Merkmalen weist folgende Schritte auf:

  • – Vorhalten einer im ersten Photobioreaktor angeordneten, photosynthetisch aktiven ersten Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten,
  • – Vorhalten einer im zweiten Photobioreaktor angeordneten, photosynthetisch aktiven zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten,
  • – Zuführen von Abwasser zur ersten Algenmischpopulation und zur zweiten Algenmischpopulation, so dass in der ersten Algenmischpopulation hohe Stickstoff- und Phosphatgehalten erzeugt werden und Aufrechterhalten der zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten,
  • – Überführen der im zweiten Photobioreaktorproduzierten überschüssigen Biomasse in den ersten Photobioreaktor,
  • – Inkubieren des Abwassers mit der ersten Algenmischpopulation, gegebenenfalls einschließlich der aus dem zweiten Photobioreaktor erhaltenen überschüssigen Biomasse, bis das im ersten Photobioreaktor zirkulierende Wasser im Wesentlichen frei von Stickstoff und Phosphat ist,
  • – Einleiten wenigstens einer Teilmenge des im ersten Photobioreaktor erhaltenen Wassers in die Vorflut oder in den zweiten Photobioreaktor,
  • – Überführen einer Teilmenge der Algenpopulation aus dem ersten Photobioreaktor in den zweiten Photobioreaktor zur Aufrechterhaltung der maximalen Photosyntheserate im zweiten Photobioreaktor und zur Unterdrückung planktischer Algen, und
  • – Entnehmen der im ersten Photobioreaktor produzierten überschüssigen Biomasse.
The general process for wastewater treatment in a plant having the aforementioned features comprises the following steps:
  • Provision of a photosynthetically active first mixed algae population in the first photobioreactor with high nitrogen and phosphate contents,
  • Provision of a second photobioreactor arranged photosynthetically active second algae mixing population with low nitrogen and phosphate contents,
  • Supplying wastewater to the first mixed algae population and to the second mixed algae population so as to produce high nitrogen and phosphate levels in the first mixed algae population and maintaining the second algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents,
  • Transferring the excess biomass produced in the second photobioreactor into the first photobioreactor,
  • Incubating the effluent with the first algal mixed population, optionally including the excess biomass obtained from the second photobioreactor, until the water circulating in the first photobioreactor is substantially free of nitrogen and phosphate,
  • Introducing at least a subset of the water obtained in the first photobioreactor into the receiving flow or into the second photobioreactor,
  • Transferring a subset of the algal population from the first photobioreactor to the second photobioreactor for maintaining the maximum rate of photosynthesis in the second photobioreactor and suppressing planktonic algae, and
  • - Remove the excess biomass produced in the first photobioreactor.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung einer mit Absetzbecken versehenen Anlage (siehe oben) weist das Verfahren folgende Schritte auf:

  • – Vorhalten einer zwischen dem ersten Photobioreaktor und dem ersten Absetzbehälter zirkulierenden, photosynthetisch aktiven ersten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten,
  • – Vorhalten einer zwischen dem zweiten Photobioreaktor und dem zweiten Absetzbehälter zirkulierenden, photosynthetisch aktiven zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten,
  • – Zuführen von Abwasser zur ersten Algenmischpopulation und zur zweiten Algenmischpopulation im Verhältnis von mindestens 70:30 zum Erzeugen einer ersten Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und Aufrechterhalten der zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten,
  • – Überführen der im zweiten Photobioreaktor produzierten überschüssigen Biomasse in den ersten Photobioreaktor,
  • – Inkubieren des Abwassers mit der ersten Algenmischpopulation, gegebenenfalls einschließlich der aus dem zweiten Photobioreaktor erhaltenen überschüssigen Biomasse, bis das aus dem Überlauf des ersten Absetzbehälters im Wesentlichen frei von Stickstoff und Phosphat ist,
  • – Einleiten wenigstens einer Teilmenge des aus dem Überlauf des ersten Absetzbehälters erhaltenen Wassers in die Vorflut oder in den zweiten Photobioreaktor,
  • – Überführen einer Teilmenge der Algenpopulation aus dem ersten Absetzbehälter in den zweiten Photobioreaktor zur Aufrechterhaltung der maximalen Photosyntheserate im zweiten Photobioreaktor und zur Unterdrückung planktischer Algen, und
  • – Entnehmen der im ersten Photobioreaktor produzierten überschüssigen Biomasse.
According to a preferred embodiment of a settling plant (see above), the process comprises the following steps:
  • Holding a first photosynthetic active algal mixed population circulating between the first photobioreactor and the first settling tank with low nitrogen and phosphate contents,
  • Providing a second photosynthetic active algal mixed population circulating between the second photobioreactor and the second settling tank with low nitrogen and phosphate contents,
  • Supplying waste water to the first mixed algae population and to the second mixed algal population in a ratio of at least 70:30 to produce a first algal mixed population having high nitrogen and phosphate contents and maintaining the second algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents,
  • Transferring the excess biomass produced in the second photobioreactor into the first photobioreactor,
  • Incubating the effluent with the first algal mixed population, optionally including the excess biomass obtained from the second photobioreactor, until it is substantially free of nitrogen and phosphate from the overflow of the first settling tank,
  • Introducing at least a portion of the water obtained from the overflow of the first settling tank into the receiving stream or into the second photobioreactor,
  • Transferring a subset of the algal population from the first settling tank to the second photobioreactor for maintaining the maximum rate of photosynthesis in the second photobioreactor and suppressing planktonic algae, and
  • - Remove the excess biomass produced in the first photobioreactor.

Besonders bevorzugt erfolgt Zuführen von Abwasser zur ersten Algenmischpopulation und zur zweiten Algenmischpopulation zum Erzeugen einer ersten Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und Aufrechterhalten der zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten im Verhältnis von mindestens 70:30.It is particularly preferred to deliver wastewater to the first mixed algae population and to the second mixed algae population to produce a first algal mixed population having high nitrogen and phosphate contents and maintaining the second mixed algal population with low nitrogen and phosphate contents at a ratio of at least 70:30.

Beispiel 1A: Es steht eine gesamte Röhrenkulturfläche von 500 m2 zur Verfügung auf 2 Module a`250 m2 verteilt mit Kulturbedingungen, die eine mittlere Ernte pro Tag von 18 g TS/(m2 × Tag) ermöglichen; mit 25 g TS/m2 × Tag) an sonnenreichen Tagen und nur 10 g TS/(m2 × Tag) an Tagen gänzlich ohne Sonne. Es sind 100 m3/Tag leicht verschmutztes Abwasser (z.B. Ablaufwasser aus Kläranlagen zur Behandlung in einer sogenannten 4. Reinigungsstufe, Grauwasser aus der Sanitärtrennung, Aquakultur-Rezirkulationswasser, Prozesswasser, leicht verschmutztes Spülwasser oder Oberflächenwasser usw.) mit diesen 500 m2 zu reinigen (das sind 200 l/(m2 × Tag), so dass die Nährstoffe N und P vollständig aus dem Abwasser entfernt werden. Die mittleren N- und P-Konzentrationen im Abwasser sind 5 mg/l N (= 500 g/Tag N) und 0,7 mg/l P (= 70 g/Tag P).Example 1A: There is a total of 500 m 2 of tube culture area available on 2 modules a'250 m 2 distributed with culture conditions allowing an average harvest per day of 18 g TS / (m 2 × day); with 25 g DM / m 2 × day) on sunny days and only 10 g DM / (m 2 × day) on days entirely without sun. There are 100 m 3 / day of slightly polluted wastewater (eg drain water from treatment plants for treatment in a so-called 4th cleaning stage, gray water from sanitary separation, aquaculture recirculation water, process water, slightly polluted rinse water or surface water, etc.) to clean with these 500 m 2 (that is 200 l / (m 2 × day), so that the nutrients N and P are completely removed from the effluent The mean N and P concentrations in the effluent are 5 mg / l N (= 500 g / day N ) and 0.7 mg / l P (= 70 g / day P).

An Sonne reichen Tagen wäre die maximale N- und P-Entnahmekapazität über die produzierte Algenbiomasse den maximalen N- und p-Konzentrationen somit:
N: 25 × 500 × 0,07 = 875 g N/Tag (= 8,75 mg/l N)
P: 25 × 500 × 0,01 = 125 g P/Tag (= 1,25 mg/l P)On sun-rich days, the maximum N and P removal capacity over the produced algal biomass would be the maximum N and P concentrations thus:
N: 25 x 500 x 0.07 = 875 g N / day (= 8.75 mg / l N)
P: 25 x 500 x 0.01 = 125 g P / day (= 1.25 mg / l P)

Die Kapazität ist also fast doppelt so hoch wie N und P vorhanden ist.The capacity is thus almost twice as high as N and P is present.

Das eröffnet die Möglichkeit an solchen Tagen kleinere Teilströme (z.B. Trübwasser aus Faulungsanlagen) mit besonders hohen N- und P-Konzentrationen mitzubehandeln und/oder tatsächlich mehrere Tage nacheinander die entsprechen hohen N- und P-Frachten zu entnehmen mittels ausschließlicher Ernte von nur den Algenfraktionen, die die maximalen N- und P-Konzentrationen aufweisen. Das würde den sehr positiven Effekt haben (was eigentlich angestrebt wird), dass der Anteil der Population mit sehr geringen N- und P-Konzentrationen stetig steigen würde mit entsprechenden vergrößerten N- und P-Aufnahmekapazitäten insbesondere für nachfolgende sonnenarme Tage:
An Tagen gänzlich ohne Sonne ist die Biomasseproduktion nur 500 × 10 = 5.000 g TS/Tag Biomasse. Diese enthält maximal 5.000 × 0,07 = 350 g/Tag N und maximal 5.000 × 0,01 = 50 g/Tag P. Das reicht nicht aus um an solchen Tagen nur über die geringe Biomasseproduktion N und P vollständig aus dem Abwasser zu entfernen, selbst wenn die Algen die maximal möglichen N- und P-Konzentrationen enthalten. Das Problem kann aber dadurch gelöst werden, dass die Teilpopulationen mit besonders geringen N- und P-Konzentrationen (die nach Kriterium 3 nur 1 % N und nur 0,1 % P enthalten und dessen Anteil nach mehreren Sonnetagen erhöht worden ist, siehe oberen Absatz) das überzählige N und P an solchen Tagen vollständig aufnehmen. This opens up the possibility on such days to treat smaller partial flows (eg turbidity from digestion plants) with particularly high N and P concentrations and / or actually to take the correspondingly high N and P loads several days in succession by exclusively harvesting only the algae fractions which have the maximum N and P concentrations. This would have the very positive effect (which is actually being pursued) that the proportion of the population with very low N and P concentrations would steadily increase with correspondingly increased N and P uptake capacities, in particular for subsequent periods of low sunshine:
On days without sun, biomass production is only 500 × 10 = 5,000 g DM / day biomass. This contains a maximum of 5,000 × 0.07 = 350 g / day N and a maximum of 5,000 × 0.01 = 50 g / day P. This is not enough to remove on such days only on the low biomass production N and P completely from the wastewater even if the algae contain the maximum possible N and P concentrations. However, the problem can be solved by including the subpopulations with particularly low N and P concentrations (which according to criterion 3 contain only 1% N and only 0.1% P and whose proportion has been increased after several days of sun, see above paragraph ) completely absorb the excess N and P on such days.

Beispiel 1B: Es wird ausgegangen von den beiden gleichen Algenmodulen wie nach Beispiel 1A. Zudem wird davon ausgegangen, dass die Algendichten in beiden Modulen 150 g TS/m2 Algenbiomasse sind und vereinfachend dass im ersten 250 m2 Modul die höchsten N- und P-Konzentrationen vorhanden sind (das sind 250 × 150 = 37.500 g TS Algenbiomasse mit dann 37.500 × 0,07 = 2.625 g N und 37.500 × 0,01 = 375 g P) und im zweiten 250 m2 Modul die geringsten Konzentrationen (das sind 250 × 150 = 37.500 g TS Algenbiomasse mit dann 37.500 × 0,01 = 375 g N und 37.500 × 0,001 = 37,5 g P).Example 1B: It is assumed that the two same algae modules as in Example 1A. In addition, it is assumed that the algae densities in both modules are 150 g TS / m 2 algal biomass and simplifying that in the first 250 m 2 module the highest N and P concentrations are present (ie 250 × 150 = 37,500 g TS algal biomass with then 37,500 x 0,07 = 2,625 g N and 37,500 x 0.01 = 375 g P) and in the second 250 m 2 module the lowest concentrations (ie 250 x 150 = 37,500 g TS algal biomass with then 37,500 x 0.01 = 375 g N and 37,500 x 0,001 = 37.5 g P).

Und als letztes wird davon ausgegangen, dass diese idealisierte Situation vorliegt nach mehreren sonnenreichen Tagen wonach mehrere Tage gänzlich ohne Sonnenschein folgen:
Dann wird die Anlage folgendermaßen betrieben (wobei auch andere alternative Betriebsweisen möglich wären mit genau den gleichen Ergebnissen):

  • 1. Das ganze Abwasser wird durch Modul 1 gefahren und anschließend durch Modul 2
  • 2. Die komplette Algenernte erfolgt nur aus Modul 1 heraus und die in Modul 2 produzierte Biomasse wird in Modul 1 gegeben.
And finally, it is assumed that this idealized situation exists after several days of sunshine, after which several days follow completely without sunshine:
Then the plant will operate as follows (although other alternative operations would be possible with exactly the same results):
  • 1. All wastewater is through module 1 driven and then by module 2
  • 2. The complete algae harvest is made only from module 1 out and in module 2 biomass produced is in module 1 given.

Das Ergebnis ist dann:

  • 1. Aus Modul 1 werden 500 × 10 = 5.000 g TS/Tag Biomasse geerntet mit dann 5.000 × 0,07 = 350 g N/Tag und 5.000 × 0,01 = 50 g P/Tag. Das ist etwas weniger N und P als täglich zugeführt werden.
  • 2. Aus Modul 2 werden die produzierten 2.500 g TS Biomasse/Tag (mit den viel geringen N- und P-Konzentrationen) in Modul 1 gegeben. Da in Modul 1 ein Überschuss an N und P gegeben wird, nimmt diese Biomasse aus Modul 2 so viel N und P auf, dass auch sie die maximalen N- und P-Konzentrationen enthalten wie die ursprünglichen Modul 1 Populationen.
  • 3. Über die Biomasseentnahme aus Modul 1 werden daher nur 350 g N/Tag und 50 g P/Tag entnommen. Daraus ergibt sich, dass das Abwasser das nach Durchströmung von Modul 1 in Modul 2 geführt wird, nur noch 500 – 350 = 150 g N/Tag und 70–50 = 20 g P/Tag enthält. Diese Frachten werden von den Modul 2 Populationen mit den nur minimalen N- und P-Konzentrationen über viele Tage vollständig aufgenommen; der Abwasserablauf aus Modul 2 ist daher vollständig N- und P-frei.
  • 4. Die maximale N- und P-Aufnahmekapazitäten der Modul 2 Populationen betragen 2.625 – 375 = 2.250 g N und 375 – 37,5 = 337,5 g P. Bis der N-Speicher vollständig gefüllt ist vergehen somit rein rechnerisch 2.250/150 = 15 Tage und bis der P-Speicher vollständig gefüllt ist 337,5/20 = 16,9 Tage.
The result is then:
  • 1. From module 1 500 × 10 = 5,000 g TS / day biomass are harvested with then 5,000 × 0.07 = 350 g N / day and 5,000 × 0.01 = 50 g P / day. That's a little less N and P than being fed daily.
  • 2. From module 2 the produced 2,500 g TS biomass / day (with the much lower N and P concentrations) in module 1 given. As in module 1 Given an excess of N and P, this biomass decreases from modulus 2 so much N and P on that they also contain the maximum N and P concentrations as the original module 1 Populations.
  • 3. About the biomass extraction from module 1 Therefore, only 350 g N / day and 50 g P / day are removed. It follows that the wastewater after passing through module 1 in module 2 only 500-350 = 150 g N / day and 70-50 = 20 g P / day. These freights are provided by the module 2 Populations with only minimal N and P concentrations fully absorbed for many days; the wastewater drain from module 2 is therefore completely N- and P-free.
  • 4. The maximum N and P recording capacities of the module 2 Populations are 2.625 - 375 = 2.250 g N and 375 - 37.5 = 337.5 g P. Thus, until the N-memory is completely filled, 2.250 / 150 = 15 days pass mathematically and until the P-memory is completely filled 337 , 5/20 = 16.9 days.

Nach diesem Beispiel müsste daher spätestens nach 15 Tagen die Sonne wieder scheinen, sonst wäre im Klarwasserauslauf aus dem Modul 2 Stickstoff (N) nachweisbar.According to this example, the sun would have to shine again after 15 days at the latest, otherwise the clear water outlet would be out of the module 2 Nitrogen (N) detectable.

Insbesondere ist es also Grundgedanke der Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen eines Abwassers mittels photosynthetisch aktiven Algen bereitzustellen, bei dem immer Anlagenteile vorhanden sind mit Algenteilpopulationen mit besonders geringen N- und P-Konzentrationen, die kurzfristig (im Wortsinne von einem Tag auf den anderen) in der Lage sind besonders große Mengen an N und P aufzunehmen und zwar deutlich mehr als mit der produzierten Biomasse entnommen werden kann.In particular, it is therefore fundamental idea of the invention to provide a method for purifying a wastewater by means of photosynthetically active algae, in which parts of the plant are always present with algal subpopulations having particularly low N and P concentrations, which in the short term (literally from one day to the other) are able to take up particularly large amounts of N and P, and indeed significantly more than can be taken with the biomass produced.

Verfahrensentscheidend ist dabei, die Gesamtanlage in mehrere Module (mindestens 2) zu unterteilen, die zwar völlig unabhängig voneinander betrieben werden können (d.h. separate Abwasserzuführstellen und separate Abwasserentnahme- und Sedimentationsstellen und Algenerntestellen haben), optional allerdings auch miteinander verbunden werden können, insbesondere Teile ihrer Algenmischpopulationen austauschen können.The decisive factor in the process is to subdivide the entire plant into several modules (at least two) which can be operated completely independently of each other (ie have separate wastewater supply points and separate wastewater removal and sedimentation points and algae harvesting points), but optionally can also be interconnected, in particular parts of them Exchange algae mix populations.

Das erfindungsgemäße Algenröhrensystem weist daher mindestens 2 Module auf, die beide unabhängig voneinander mit Abwasser beschickt werden können. Beide Module haben zudem voneinander getrennte Abläufe die in voneinander getrennten Sedimentationseinheiten münden, in denen die Algenschlamm – Wasser Trennungen erfolgen. Aus beiden Sedimentationseinheiten kann das (vor)gereinigte Abwasser entweder in die Vorflut oder anderweitige Behandlung ablaufen oder in das „eigene“ Modul rezykliert oder das andere Modul gefördert werden. Zudem können die sedimentierten Algenfraktionen in das eigene Modul rezykliert werden, in das andere Modul gefördert werden oder als Überschussbiomasse gänzlich aus dem Gesamtsystem entnommen werden.The algae tube system according to the invention therefore has at least two modules, both can be independently fed with wastewater. In addition, both modules have separate processes which lead to separate sedimentation units in which the algae sludge - water separations take place. From both sedimentation units, the (pre-) purified wastewater can either drain into the receiving water or other treatment or be recycled into the "own" module or the other module can be pumped. In addition, the sedimented algal fractions can be recycled into the own module, be promoted in the other module or removed as excess biomass entirely from the overall system.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings, particularly preferred embodiments. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung; 1 a schematic side view of a particularly preferred embodiment of the invention;

2a ein erfindungsgemäßes N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne reichen Bedingungen, Betriebsweise 1; 2a an inventive N and P mass balance flow chart under sun-rich conditions, operation 1;

2b ein erfindungsgemäßes N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne armen Bedingungen, Betriebsweise 1; 2 B an inventive N and P mass balance flow chart under sun-poor conditions, mode of operation 1;

3a ein erfindungsgemäßes N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne reichen Bedingungen, Betriebsweise 2; 3a an inventive N and P mass balance flow chart under sun-rich conditions, operation 2;

3b ein erfindungsgemäßes N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne armen Bedingungen, Betriebsweise 2; 3b an inventive N and P mass balance flow chart under sun-poor conditions, mode 2;

4 ein alternatives erfindungsgemäßes N- und P-Massenbilanz Fließbild mit Nutzung der Röhren als Absetzeinheiten; und 4 an alternative N and P mass balance flow chart according to the invention with use of the tubes as settling units; and

5 ein alternatives erfindungsgemäßes N- und P-Massenbilanz Fließbild mit Vorschaltung eines Mischbehälters und eines Absetzbehälters. 5 an alternative N and P mass balance flow chart according to the invention with upstream mixing tank and a settling tank.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach der Erfindung. Die Vorrichtung weist ein Röhren-Modul 1 auf mit einer Abwasserzufuhrstelle mit Pumpe 1.1, einen Ablauf 1.2, eine Absetzeinheit 1.3 mit Klarwasserüberlauf 1.4 in einen Klarwasserzwischenspeicher 1.5. Die Entnahmestelle der sedimentierten Algen 1.6 kann wahlweise über die Pumpe 1.7 zurück in die Abwasserzufuhrstelle 1.1 führen, die Abwasserzuführstelle 2.1 des Moduls 2 mittels Pumpe 1.8 oder in die Biomasseentnahmestelle 3. Aus dem Klarwasserspeicher 1.5 gibt es einen Ablauf in die Vorflut 4, eine Rezirkulation mittels Pumpe 1.9 ins eigene Modul 1.1 oder eine Weitergabe in die Abwasserzufuhrstelle 2.1 des Moduls 2 mittels Pumpe 1.10. 1 shows a schematic side view of a particularly preferred embodiment of a device according to the invention. The device has a tube module 1 on with a sewage supply point with pump 1.1 , a process 1.2 , a settlement unit 1.3 with clear water overflow 1.4 into a clear water reservoir 1.5 , The sampling point of the sedimented algae 1.6 can optionally via the pump 1.7 back to the sewage supply point 1.1 lead, the sewage supply point 2.1 of the module 2 by pump 1.8 or in the biomass sampling point 3 , From the clear water storage 1.5 is there a process in the Vorflut 4 , a recirculation by pump 1.9 into your own module 1.1 or a transfer to the waste water supply point 2.1 of the module 2 by pump 1.10 ,

Auch das Röhren-Modul 2 hat eine Abwasserzufuhrstelle 2.1, einen Ablauf 2.2, eine Absetzeinheit 2.3 mit Klarwasserüberlauf 2.4 in einen Klarwasserzwischenspeicher 2.5. Die Entnahmestelle der sedimentierten Algen 2.6 kann wahlweise über die Pumpe 2.7 zurück in die Abwasserzufuhrstelle 2.1 führen, die Abwasserzuführstelle 1.1 des Moduls 1 mittels der Pumpe 2.8 oder in die Biomasseentnahmestelle 3. Aus dem Klarwasserspeicher 2.5 gibt es einen Ablauf in die Vorflut 4, eine Rezirkulation mittels Pumpe 2.9 ins eigene Modul 2.1 oder eine Weitergabe in die Abwasserzufuhrstelle 1.1 des Moduls 1 mittels pumpe 2.10.Also the tube module 2 has a waste water supply point 2.1 , a process 2.2 , a settlement unit 2.3 with clear water overflow 2.4 into a clear water reservoir 2.5 , The sampling point of the sedimented algae 2.6 can optionally via the pump 2.7 back to the sewage supply point 2.1 lead, the sewage supply point 1.1 of the module 1 by means of the pump 2.8 or in the biomass sampling point 3 , From the clear water storage 2.5 is there a process in the Vorflut 4 , a recirculation by pump 2.9 into your own module 2.1 or a transfer to the waste water supply point 1.1 of the module 1 by pump 2.10 ,

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das gesamte oder das meiste (mindestens 70 %) Abwasser dem Modul 1 zugeführt und die gesamte oder der überwiegende mindestens 80 %) Teil der Algenernte erfolgt nur aus dem Modul 1.According to a preferred embodiment of the invention, all or most (at least 70%) of waste water is the module 1 fed and all or most of at least 80%) part of the algae harvest occurs only from the module 1 ,

Zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Selektionskriterien ergeben sich dann zwei unterschiedliche erfindungsgemäße Betriebsweisen des Moduls 2:
Betriebsweise 1: Mindestens die gesamte Biomasseproduktion aus Modul 2 wird in Modul 1 gefördert und falls erforderlich sogar mehr (indem aus Modul 1 die entsprechende Biomassemenge in Modul 2 gefördert wird), so dass sicher gewährleistet ist, dass das gesamte Ablaufwasser aus Modul 1 völlig N- und P-frei ist und das meiste oder alles davon direkt in die Vorflut gegeben werden kann. Nur der Rest des Abwassers sowie ggf. eine gewisse kleinere Teilmenge aus Modul 1 wird in Modul 2 gegeben damit dort die maximale Photosyntheserate aufrechterhalten werden kann und sich keine planktischen Algen durchsetzen. Nach vielen aufeinanderfolgenden Sonne reichen Tagen wird die Rezirkulation von gewissen Biomassemengen von Modul 1 in Modul 2 sogar zwingend erforderlich, damit in Modul 2 immer eine gewisse Menge an Algen vorhanden ist, die über genügend N und P in ihren Biomassen verfügen, um ungehindert photosynthetisch aktiv sein zu können. Gleichzeitig werden sich dann aber in Modul 2 der Anteil an den Algenfraktionen mit den minimalen N- und P-Konzentrationen immer stärker anreichern. Das übt einen starken Selektionsdruck auf die Algen aus, auch bei sehr geringen N- und P-Konzentrationen trotzdem noch ungehindert wachsen zu können und das übt einen starken Selektionsdruck auf diese Algen aus nachfolgend (insbesondere im Rahmen der Rezyklierungen durch das Modul 1) besonders schnell besonders hohe Mengen an N und P in ihre Biomassen aufzunehmen, sobald N und P zur Verfügung steht.To fulfill the selection criteria according to the invention, two different modes of operation of module 2 according to the invention then result:
Mode of operation 1: At least the entire biomass production from module 2 will be in module 1 promoted and if necessary even more (by mod 1 the corresponding biomass quantity in module 2 is promoted), so that is sure to ensure that the entire drain water from module 1 is completely N- and P-free and most or all of it can be dumped directly into the sink. Only the remainder of the wastewater and, if necessary, a certain smaller subset of module 1 will be in module 2 given that there the maximum photosynthesis rate can be maintained and no planktic algae prevail. After many consecutive sun-rich days, the recirculation of certain biomass amounts of modulus 1 in module 2 even mandatory, so in module 2 there is always a certain amount of algae that have enough N and P in their biomass to be freely photosynthetically active. At the same time but then in module 2 the proportion of algal fractions with the minimum N and P concentrations increasingly accumulate. This exerts a strong selection pressure on the algae to be able to grow unhindered even at very low N and P concentrations and this exerts a strong selection pressure on these algae from below (in particular in the context of recycling by the module 1 ) Particularly fast particularly high amounts of N and P in their To absorb biomass as soon as N and P are available.

Betriebsweise 2: Die 0–30 % und das gesamte in Modul 1 behandelte Abwasser (in den Betriebssituationen in denen nicht absolut sicher ist, dass schon in Modul 1 das gesamte N und P entfernt worden ist) wird nachfolgend noch mal in das Modul 2 gefördert um dort die verbleibenden N und P Mengen aus dem Abwasser zu entnehmen. Das impliziert, dass das gesamte Abwasser das Modul 2 durchläuft und der Ablauf aus Modul 2 der Vorflut zugeführt wird. Bei dieser Betriebsweise wird auch die gesamte Biomasseproduktion aus Modul 1 bevorzugt geerntet, allerdings kann auch ein Teil der Ernte aus Modul 2 entnommen werden. Das Erfordernis der Biomasserezyklierung von Modul 1 in Modul 2 ist viel geringer und kann auch unter Sonne armen Bedingungen ganz entfallen.Operation 2: The 0-30% and the whole in module 1 treated wastewater (in the operating situations where is not absolutely sure that already in module 1 the entire N and P has been removed) is again in the module below 2 promoted there to remove the remaining N and P quantities from the wastewater. This implies that all wastewater is the module 2 goes through and the expiration of module 2 the Vorflut is supplied. In this mode of operation, the entire biomass production from module 1 preferably harvested, but can also be part of the harvest from module 2 be removed. The requirement of biomass recycling of module 1 in module 2 is much lower and can be completely eliminated even under sun-poor conditions.

2a zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne reichen Bedingungen, Betriebsweise 1 mit den Rahmendaten aus Beispiel 1A/B. In diesem Beispiel wird 70 % des Abwassers in Modul 1 hineingefördert, 60 % verlässt den Klarwasserüberlauf Modul 1 und der Rest des Klarwasserüberlaufes (10 %) sowie die anderen 30 % Abwasser werden in Modul 2 gefördert. 2a shows by way of example an inventive N and P mass balance flow chart under sun-rich conditions, operation 1 with the frame data from Example 1A / B. In this example, 70% of the waste water is in module 1 60% leaves the clear water overflow module 1 and the rest of the clear water overflow (10%) as well as the other 30% wastewater are in module 2 promoted.

Da relativ viel Abwasser direkt in Modul 2 gefördert wird, entfällt das Erfordernis, Biomasse aus Modul 1 in Modul 2 zu rezyklieren, deshalb wird nur genau die Biomasseproduktion aus Modul 2 in Modul 1 gefördert und die gesamte Biomasseernte (12.500 g TS/Tag) wird nur aus Modul 1 entnommen. Die in der Erntemenge aus Modul 1 aufgeführten N- und P-Konzentrationen (4 % N und 0,56 % P) sind Fließgleichgewichtswerte die sich erst nach einer längeren Betriebsdauer unter Sonne reichen Bedingungen und konstanter Betriebsweise 1 einstellen.Since relatively much wastewater directly in module 2 is funded, eliminates the need to biomass from module 1 in module 2 To recycle, therefore, only the biomass production from module 2 in module 1 promoted and the entire biomass crop (12,500 g TS / day) is only from module 1 taken. The in the crop of module 1 listed N and P concentrations (4% N and 0.56% P) are steady state values which only become apparent after a longer period of operation under sun-rich conditions and constant operation 1 to adjust.

2b zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne armen Bedingungen, Betriebsweise 1. In diesem Beispiel wird 70 % des Abwassers in Modul 1 hineingefördert, 60 % verlässt den Klarwasserüberlauf Modul 1 und der Rest des Klarwasserüberlaufes (10 %) wird in Modul 2 gefördert zusammen mit den restlichen 30 %. 2 B shows an exemplary N- and P-mass balance flow chart under sun-poor conditions, operation 1. In this example, 70% of the wastewater in module 1 60% leaves the clear water overflow module 1 and the rest of the clear water overflow (10%) is in module 2 promoted along with the remaining 30%.

Da 70 % des Abwassers direkt in Modul 1 gefördert wird und es sonnenarm ist und die Biomasse in Modul 1 damit nicht den ganzen zugeführten N und P aufnehmen kann, muss eine bedeutende Menge an Biomasse aus Modul 1 in Modul 2 gefördert werden damit diese Menge (sowie die Netto-Biomasseproduktion in Modul 2) wiederum aus Modul 2 in Modul 1 zurückgefördert werden muss. Diese aus Modul 2 stammende Biomasse enthält so wenig N und P, dass sie in Modul 1 den dortigen N und P Überschuss gänzlich aufnehmen kann. Die gesamte Biomasseernte (nur 5.000 g TS/Tag wegen Sonnenarmut) mit den maximalen N- und P Konzentrationen (7 % N und 1 % P) wird wiederum nur aus Modul 1 entnommen.Since 70% of the wastewater is directly in module 1 is promoted and it is solar poor and the biomass in module 1 so that can not absorb all the supplied N and P, must be a significant amount of biomass from module 1 in module 2 this amount (as well as the net biomass production in module 2 ) again from module 2 in module 1 must be promoted back. This from module 2 derived biomass contains so little N and P that in module 1 can completely absorb the N and P surplus there. The total biomass harvest (only 5,000 g DM / day due to solar poverty) with the maximum N and P concentrations (7% N and 1% P) is in turn only from module 1 taken.

3a zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne reichen Bedingungen, Betriebsweise 2 mit den Rahmendaten aus Beispiel 1A/B. In diesem Beispiel wird 80 % des Abwassers in Modul 1 hineingefördert, 0 % verlässt den Klarwasserüberlauf Modul 1 und der ganze Klarwasserüberlaufes (80 %) sowie die anderen 20 % Abwasser werden in Modul 2 gefördert, d.h. 100 % in Modul 2. 3a shows by way of example an inventive N and P mass balance flow chart under sun-rich conditions, operation 2 with the frame data from Example 1A / B. In this example, 80% of the waste water is in module 1 conveyed in, 0% leaves the clear water overflow module 1 and the whole clear water overflow (80%) as well as the other 20% wastewater are in module 2 promoted, ie 100% in module 2 ,

Da relativ viel Roh-Abwasser direkt in Modul 2 gefördert wird sowie der ganze Überlauf au Modul 1 der noch gewisse Restmengen an N und P enthält, entfällt das Erfordernis, Biomasse aus Modul 1 in Modul 2 zu rezyklieren, deshalb wird nur genau die Biomasseproduktion aus Modul 2 in Modul 1 gefördert und die gesamte Biomasseernte (12.500 g TS/Tag) wird nur aus Modul 1 entnommen. Die in der Erntemenge aus Modul 1 aufgeführten N- und P-Konzentrationen (4 % N und 0,56 % P) sind Fließgleichgewichtswerte die sich erst nach einer längeren Betriebsdauer unter Sonne reichen Bedingungen und konstanter Betriebsweise 1 einstellen.Since relatively much raw sewage directly in module 2 is promoted as well as the whole overflow au module 1 which still contains some residual amounts of N and P, eliminates the need biomass from module 1 in module 2 To recycle, therefore, only the biomass production from module 2 in module 1 promoted and the entire biomass crop (12,500 g TS / day) is only from module 1 taken. The in the crop of module 1 listed N- and P-concentrations (4% N and 0.56% P) are steady state values that only become established after a longer period of operation under sun-rich conditions and constant operation 1.

3b zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße N- und P-Massenbilanz Fließbild unter Sonne armen Bedingungen, Betriebsweise 2. In diesem Beispiel wird 100 % des Abwassers in Modul 1 hineingefördert und diese 100 % verlässt den Klarwasserüberlauf Modul 1 und wird vollständig in Modul 2 gefördert, da auf Grund der Sonne armen Bedingungen Modul 1 nicht die ganze N- und P-Zufuhrfracht aus dem Abwasser entfernen kann. 3b shows an exemplary N- and P-mass balance flow chart under sun-poor conditions, operating mode 2. In this example, 100% of the waste water in module 1 it is transported in and this 100% leaves the clear water overflow module 1 and will be completely in module 2 promoted, because due to the sun poor conditions module 1 can not remove all the N and P feed cargo from the sewage.

Diese Rest N- und P-Frachten aus Modul 1 sind einerseits groß genug um die Biomasse in Modul 2 mit N und P zu versorgen andererseits jedoch so gering, das sie über längere Zeiten (siehe Beispiel 1B) vollständig von der Modul 2 Algenbiomasse aufgenommen wird. Die komplette 2.500 g TS/Tag Produktion aus Modul 2 wird in Modul 1 gefördert. Je länger die Sonne nicht scheinen wird, je höher werden die N- und P-Konzentrationen in der Modul 2 Biomasse steigen bis die max. Werte von 7 und 1 % erreicht sind nach ca. 15 tagen (siehe Beispiel 1B). Die Gesamternte von 5.000 g TS/Tag erfolgt daher nur aus Modul 1 mit den maximalen N- und P Konzentrationen (7 % N und 1 % P) die sich nach einigen Sonne armen Zeiten in Modul 1 eingestellt haben werden.These remainder N and P loads from module 1 On the one hand, they are big enough for the biomass in module 2 on the other hand, however, so small that they are completely over the longer term (see Example 1B) of the module 2 Algal biomass is recorded. The complete 2,500 g TS / day production from module 2 will be in module 1 promoted. The longer the sun will not shine, the higher will be the N and P concentrations in the module 2 Biomass rise until the max. Values of 7 and 1% are reached after about 15 days (see Example 1B). The total harvest of 5,000 g TS / day is therefore only from module 1 with the maximum N and P concentrations (7% N and 1% P) which after some sun poor times in module 1 have been discontinued.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mehr als 2 Module ausgeführt, also mindestens 3. Dabei wird das erste und das letzte Modul so betrieben wie nach der ersten bevorzugten Ausführungsform und die mittleren nach einer Zwischenform dieser beiden Extreme.According to a further preferred embodiment of the invention, more than 2 modules are executed, that is, at least 3. In this case, the first and the last module is operated as after the first preferred embodiment and the middle according to an intermediate form of these two extremes.

Nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden 2 oder mehrere Module ausgeführt, die Röhrenuntereinheiten allerdings direkt miteinander verbunden, so dass optional ein durchgängiger Betrieb möglich ist. Um allerdings die unterschiedlichen Algenpopulationen hinsichtlich ihrer N- und P-Gehalte nicht unkontrolliert miteinander zu vermischen, werden diese Verbindungen nur realisiert bei so geringen Durchströmgeschwindigkeiten, dass bei dieser Betriebsweise die Algen-Biomassen in den Röhren sedimentiert sind und das Wasser über die sedimentierten Algen hinwegströmt. Die Röhren werden bei dieser Betriebsweise intermittierend als Ersatz der Absetzeinheiten betrieben.According to a third preferred embodiment of the invention, two or more modules are executed, but the tube subunits are directly connected to each other, so that an optional continuous operation is possible. However, in order not to mix the different algae populations with respect to their N and P contents uncontrolled, these compounds are only realized at such low flow rates that in this mode of operation, the algae biomass are sedimented in the tubes and the water flows over the sedimented algae , The tubes are operated intermittently in this mode as a replacement of settling units.

Beispiel 2: Gemäß 4, das 1 entspricht, außer dass die beiden Röhrenmodule miteinander verbunden sind, führt der Ablauf aus Modul 1 direkt in den Zulauf von Modul 2, über entsprechende Steuerungen der beiden Regelventile P1 und P2. Die Röhren weisen einen Innendurchmesser von DN 80 auf (-> 0,005 m2), so dass eine Abwasserzufuhr von 3,6 m3/h zu einer so geringen Fließgeschwindigkeit von genau 0,2 m/s in den Röhren führt, dass eine Sedimentationen der Algenbiomasse resultiert. Damit wird das Klarwasser über den Ablauf aus Modul 2 verdrängt und kann direkt über einen Bypass 4 in die Vorflut abgegeben werden. Die Absetzeinheiten können bei dieser Betriebsweise somit umfahren werden. Da die Röhrenmodule teilüberlappend in 2 Schichten ausgeführt sind, ergibt sich pro Modul eine Gesamtröhrenlänge von ca. 4.200 m; das ergibt pro Modul ein Gesamtvolumen von ca. 21 m3. Nach 3 Stunden Betrieb sind 10,8 m3 Roh-Abwasser in Modul 1 gefördert worden und mittels der Verdrängung in Modul 2 hinein noch kein Roh-Abwasser in diese Modul gelangt und genau 10,8 m3 vollgereinigtes Abwasser aus Modul 2 verdrängt. Danach können für z.B. 1 Stunde reine interne Rezyklierungen in Modul 1 und 2 stattfinden bis alle Nährstoffe aufgenommen worden sind und der Prozess beginnt von neuen mit der Zugabe von 10,8 m3 in Modul 1 hinein. Diese Art der Betriebsführung erfolgt üblicherweise vorwiegend nachts, da auf Grund der sedimentierten Algen die Photosynthese-Effektivität tagsüber reduziert wäre.Example 2: According to 4 , the 1 corresponds except that the two tube modules are connected together, the sequence of module 1 directly into the inlet of module 2 , via appropriate controls of the two control valves P1 and P2. The tubes have an inside diameter of DN 80 (-> 0.005 m 2 ), so that a wastewater feed of 3.6 m 3 / h leads to such a low flow rate of exactly 0.2 m / s in the tubes that sedimentation the algae biomass results. This will clear the water over the drain from module 2 displaced and can be discharged directly through a bypass 4 in the Vorflut. The settling units can thus be bypassed in this mode of operation. Since the tube modules are designed partially overlapping in 2 layers, this results in a total tube length of about 4,200 m per module; this results in a total volume of approx. 21 m 3 per module. After 3 hours of operation are 10.8 m 3 raw sewage in module 1 been promoted and by means of displacement in module 2 no raw sewage enters this module and exactly 10.8 m 3 of fully purified wastewater from the module 2 repressed. Thereafter, for example, for 1 hour pure internal recycle in module 1 and 2 take place until all nutrients have been absorbed and the process starts from new with the addition of 10.8 m 3 in module 1 into it. This type of operation is usually carried out mainly at night, since due to the sedimented algae photosynthesis effectiveness would be reduced during the day.

Wären anstelle von 2 × 250 m2 Module 2 × (2 × 125 m2), also 4 Module vorhanden könnte in der gleichen Zeit die doppelte Abwassermenge verarbeitet werden.If instead of 2 × 250 m 2 modules 2 × (2 × 125 m 2 ), ie 4 modules present, the double wastewater quantity could be processed in the same time.

Nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (die insbesondere für die Behandlung von nur sehr gering mit Nährstoffen belastetem Wasser geeignet ist, wie z.B. Tiefenwasser aus eutrophen oder hypereutrophen Seen) wird den beiden Modulen ein Mischbehälter 1.11 und Absetzbehälter 1.12 vorgeschaltet, siehe 5. Algen die mit P unterversorgt sind, nehmen diesen Nährstoff auch Nachts und unter Lichtabschluss auf, also auch außerhalb der aktiven Photosynthesezeiten.According to a fourth preferred embodiment of the invention (which is particularly suitable for the treatment of only very slightly contaminated with water nutrients, such as deep water from eutrophic or hypereutrophic lakes) the two modules is a mixing container 1.11 and settling tanks 1.12 upstream, see 5 , Algae that are undersupplied with P also absorb this nutrient at night and under light, even outside the active photosynthesis times.

Dem Mischbehälter wird aus 1.8 Algenkonzentrat zugeführt und aus 1.1 Abwasser. In diesem Mischbehälter findet dann eine gewisse P-Aufnahme statt. Aus dem Mischbehälter erfolgt über 1.13 der Überlauf in den Absetzbehälter. Von hier aus wird abgesetzte und die mit P angereicherte Algenbiomasse entnommen und über 1.14 wieder dem Modul 1 zugeführt. Über den Überlauf 1.15 des Absetzbehälters wird das vorgereinigte und teilwiese von P befreite Abwasser dann über 1.16 dem Modul 2 zugeführt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Algenpopulationen in Modul 1 mit vergleichsweise viel P versorgt werden und die Algenpopulation in Modul 2 mit P unterversorgt sind.The mixing container is off 1.8 Algae concentrate fed in and out 1.1 Sewage. In this mixing container then takes a certain P-recording. From the mixing container via 1.13 the overflow into the settling tank. From here, settled and the P-enriched algal biomass is removed and transferred 1.14 again the module 1 fed. About the overflow 1.15 of the settling tank, the pre-cleaned and partially cleared of P wastewater is then over 1.16 the module 2 fed. This will ensure that the algae populations in Module 1 be supplied with comparatively much P and the algae population in module 2 are under-supplied with P.

Diese Ausführungsform ist nur als Zusatz zu allen anderen obigen Ausführungsformen zu verstehen, da insbesondere auch bei dieser vierten Ausführungsform der wechselweise Austausch der beiden Algenpopulationen stattfinden muss.This embodiment is to be understood only as an addition to all other embodiments above, since in particular in this fourth embodiment, the alternation of the two algae populations must take place.

Nach einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Ausführungsformen 1 und 3 oder 2 und 3 so kombiniert, dass die Ausführungsformen 1 oder 2 überwiegend tagsüber zur Ausführung gelangen und die Ausführungsform 3 überwiegend nachts.According to a fifth preferred embodiment of the invention, embodiments 1 and 3 or 2 and 3 are combined in such a way that embodiments 1 or 2 are predominantly executed during the daytime and embodiment 3 predominantly at night.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • WO 2015/067243 A1 [0003] WO 2015/067243 A1 [0003]

Claims (8)

Anlage zur Abwasserreinigung mit – einem ersten Photobioreaktor (Modul 1) mit einem dem ersten Photobioreaktor (Modul 1) Abwasser zuführenden Zulauf (1.1) und einem Ablauf (1.2), – einem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) mit einem dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) Abwasser zuführenden Zulauf (2.1) und einem Ablauf (2.2), – einer Mehrzahl von Leitungen, die – den Ablauf (1.2) des ersten Photobioreaktors (Modul 1) mit dem Zulauf (1.1) des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und dem Zulauf (2.1) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2), und – den Ablauf (2.2) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) mit dem Zulauf (1.1) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) und dem Zulauf (2.1) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) verbinden, – einer Mehrzahl von in den Leitungen angeordneten Absperrorganen, und – einer auf die Absperrorgane wirkenden Steuerung zur Ausbildung einer im ersten Photobioreaktor (Modul 1) photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und einer im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten.Plant for wastewater treatment with - a first photobioreactor (module 1 ) with a first photobioreactor (module 1 ) Waste water feed ( 1.1 ) and a procedure ( 1.2 ), - a second photobioreactor (module 2 ) with a second photobioreactor (module 2 ) Waste water feed ( 2.1 ) and a procedure ( 2.2 ), - a plurality of conduits that - the process ( 1.2 ) of the first photobioreactor (module 1 ) with the inlet ( 1.1 ) of the first photobioreactor (module 1 ) and the inlet ( 2.1 ) of the second photobioreactor (module 2 ), and - the process ( 2.2 ) of the second photobioreactor (module 2 ) with the inlet ( 1.1 ) of the second photobioreactor (module 2 ) and the inlet ( 2.1 ) of the second photobioreactor (module 2 ), - a plurality of shut-off valves arranged in the lines, and - a control acting on the shut-off elements to form a first photobioreactor (module 1 ) photosynthetically active algal mixed population with high nitrogen and phosphate contents and one in the second photobioreactor (modul 2 ) photosynthetically active algal mixed population with low nitrogen and phosphate levels. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – einen ersten Absetzbehälter (1.3) mit einem mit dem Ablauf (1.2) des ersten Photobioreaktors (Modul 1) kommunizierenden Zulauf, einem im oberen Bereich des ersten Absetzbehälters (1.3) angeordneten Überlauf (1.4) und einem unteren Bereich des ersten Absetzbehälters (1.3) angeordneten Auslass (1.6) mit einer Entnahmestelle zur Entnahme von Algenbiomasse, – einen zweiten Absetzbehälter (2.3) mit einem mit dem Ablauf (2.2) des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) kommunizierenden Zulauf, einem im oberen Bereich des zweiten Absetzbehälters (2.3) angeordneten Überlauf (2.4) und einem im unteren Bereich des zweiten Absetzbehälters (2.3) angeordneten Auslass (2.6), – eine Mehrzahl von Leitungen, die – den Auslass des ersten Absetzbehälters (1.3) mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors (Modul 2), und – den Auslass des zweiten Absetzbehälters (2.3) mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) verbinden, – eine Mehrzahl von in den Leitungen angeordneten Absperrorganen, und – einer auf die Absperrorgane wirkenden Steuerung zur Ausbildung einer zwischen dem ersten Photobioreaktor (Modul 1) und dem ersten Absetzbehälter (1.3) zirkulierenden, photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und einer zwischen dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) und dem zweiten Absetzbehälter (2.3) zirkulierenden, photosynthetisch aktiven Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten durch Zuführen des Abwassers zum ersten Photobioreaktor (Modul 1) und Zuführen des Abwassers zum zweiten Photobioreaktor (Modul 2).Installation according to claim 1, characterized by - a first settling tank ( 1.3 ) with one with the sequence ( 1.2 ) of the first photobioreactor (module 1 ) communicating inlet, one in the upper region of the first settling tank ( 1.3 ) arranged overflow ( 1.4 ) and a lower portion of the first settling tank ( 1.3 ) arranged outlet ( 1.6 ) with a sampling point for the removal of algal biomass, - a second settling tank ( 2.3 ) with one with the sequence ( 2.2 ) of the second photobioreactor (module 2 ) communicating inlet, one in the upper region of the second settling tank ( 2.3 ) arranged overflow ( 2.4 ) and one at the bottom of the second settling tank ( 2.3 ) arranged outlet ( 2.6 ), - a plurality of conduits which - the outlet of the first settling tank ( 1.3 ) with the feed of the first photobioreactor (module 1 ) and the inlet of the second photobioreactor (module 2 ), and - the outlet of the second settling tank ( 2.3 ) with the feed of the first photobioreactor (module 1 ) and the inlet of the second photobioreactor (module 2 ), - a plurality of shut-off valves arranged in the lines, and - a control acting on the shut-off elements to form a connection between the first photobioreactor (module 1 ) and the first settling tank ( 1.3 ) circulating, photosynthetically active algal mixed population with high nitrogen and phosphate levels and one between the second photobioreactor (modul 2 ) and the second settling tank ( 2.3 ) circulating, photosynthetically active algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents by supplying the waste water to the first photobioreactor (Modul 1 ) and feeding the waste water to the second photobioreactor (module 2 ). Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Leitungen den Überlauf des ersten Absetzbehälters (1.3) mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und/oder mit dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) verbinden. Installation according to claim 2, characterized in that the plurality of lines the overflow of the first settling tank ( 1.3 ) with the feed of the first photobioreactor (module 1 ) and / or with the feed of the second photobioreactor (module 2 ) connect. Anlage nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Leitungen den Überlauf des zweiten Absetzbehälters (2.3) mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und mit dem Zulauf des zweiten Photobioreaktors (Modul 2) verbinden.Installation according to one of claims 2 and 3, characterized in that the plurality of lines the overflow of the second settling tank ( 2.3 ) with the feed of the first photobioreactor (module 1 ) and with the feed of the second photobioreactor (module 2 ) connect. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (1.3) und der zweite Absetzbehälter (2.3) Entnahmestellen (1.6, 2.6) zur Entnahme von Algenbiomasse aufweist.Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the first ( 1.3 ) and the second settling tank ( 2.3 ) Withdrawal points ( 1.6 . 2.6 ) for the removal of algal biomass. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit dem Ablauf des ersten Photobioreaktors (Modul 1) verbundenes Mischbecken, das mit dem Abwasser führenden Zulauf verbunden ist und einem sich daran anschließenden Absetzbecken (1.12), dessen Trichter mit dem Zulauf des ersten Photobioreaktors (Modul 1) und dessen Überlauf mit dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) verbunden ist.Installation according to one of the preceding claims, characterized by a with the flow of the first photobioreactor (module 1 ) connected mixing pool, which is connected to the effluent leading inlet and a subsequent settling tank ( 1.12 ), whose funnel with the inlet of the first photobioreactor (module 1 ) and its overflow with the second photobioreactor (module 2 ) connected is. Verfahren zur Abwasserreinigung in einer Anlage mit den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: – Vorhalten einer im ersten Photobioreaktor (Modul 1) angeordneten, photosynthetisch aktiven ersten Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten, – Vorhalten einer im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) angeordneten, photosynthetisch aktiven zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten, – Zuführen von Abwasser zur ersten Algenmischpopulation und zur zweiten Algenmischpopulation, so dass in der ersten Algenmischpopulation hohe Stickstoff- und Phosphatgehalten erzeugt werden und Aufrechterhalten der zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten, – Überführen der im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) produzierten überschüssigen Biomasse in den ersten Photobioreaktor (Modul 1), – Inkubieren des Abwassers mit der ersten Algenmischpopulation, gegebenenfalls einschließlich der aus dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) erhaltenen überschüssigen Biomasse, bis das im ersten Photobioreaktor zirkulierende Wasser im Wesentlichen frei von Stickstoff und Phosphat ist, – Einleiten wenigstens einer Teilmenge des im ersten Photobioreaktor (Modul 1) erhaltenen Wassers in die Vorflut (4) oder in den zweiten Photobioreaktor (Modul 2), – Überführen einer Teilmenge der Algenpopulation aus dem ersten Photobioreaktor (Modul 1) in den zweiten Photobioreaktor (Modul 2) zur Aufrechterhaltung der maximalen Photosyntheserate im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) und zur Unterdrückung planktischer Algen, und – Entnehmen der im ersten Photobioreaktor (Modul 1) produzierten überschüssigen Biomasse.Process for the purification of waste water in a plant having the features of one of the preceding claims, characterized by the steps: - keeping one in the first photobioreactor (module 1 ), photosynthetically active first algae mixing population with high nitrogen and phosphate contents, - holding one in the second photobioreactor (module 2 supplying second waste algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents; feeding waste water to the first mixed algae population and the second mixed algae population so as to produce high nitrogen and phosphate levels in the first mixed algae population and maintaining the second algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents , - transfer of the second photobioreactor (module 2 ) produced excess biomass in the first photobioreactor (module 1 ) - Incubating the wastewater with the first mixed algae population, including, where appropriate, from the second photobioreactor (Modul 2 ) obtained excess biomass until the circulating in the first photobioreactor water is substantially free of nitrogen and phosphate, - introducing at least a portion of the first photobioreactor (modul 1 ) received water in the Vorflut ( 4 ) or in the second photobioreactor (module 2 ), - transferring a subset of the algal population from the first photobioreactor (modul 1 ) into the second photobioreactor (module 2 ) to maintain the maximum rate of photosynthesis in the second photobioreactor (modul 2 ) and suppression of planktonic algae, and - removing the first photobioreactor (module 1 ) produced excess biomass. Verfahren zur Abwasserreinigung in einer Anlage mit den Merkmalen von Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Schritte: – Vorhalten einer zwischen dem ersten Photobioreaktor (Modul 1) und dem ersten Absetzbehälter (1.3) zirkulierenden, photosynthetisch aktiven ersten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten, – Vorhalten einer zwischen dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) und dem zweiten Absetzbehälter (2.3) zirkulierenden, photosynthetisch aktiven zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten, – Zuführen von Abwasser zur ersten Algenmischpopulation und zur zweiten Algenmischpopulation zum Erzeugen einer ersten Algenmischpopulation mit hohen Stickstoff- und Phosphatgehalten und Aufrechterhalten der zweiten Algenmischpopulation mit niedrigen Stickstoff- und Phosphatgehalten, – Überführen der im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) produzierten überschüssigen Biomasse in den ersten Photobioreaktor (Modul 1), – Inkubieren des Abwassers mit der ersten Algenmischpopulation, gegebenenfalls einschließlich der aus dem zweiten Photobioreaktor (Modul 2) erhaltenen überschüssigen Biomasse, bis das aus dem Überlauf des ersten Absetzbehälters (1.3) im Wesentlichen frei von Stickstoff und Phosphat ist, – Einleiten wenigstens einer Teilmenge des aus dem Überlauf (1.4) des ersten Absetzbehälters (1.3) erhaltenen Wassers in die Vorflut (4) oder in den zweiten Photobioreaktor (Modul 2), – Überführen einer Teilmenge der Algenpopulation aus dem ersten Absetzbehälter (1.3) in den zweiten Photobioreaktor (Modul 2) zur Aufrechterhaltung der maximalen Photosyntheserate im zweiten Photobioreaktor (Modul 2) und zur Unterdrückung planktischer Algen, und – Entnehmen der im ersten Photobioreaktor (Modul 1) produzierten überschüssigen Biomasse.Process for the purification of waste water in a plant having the features of claim 2, characterized by the steps: - keeping one between the first photobioreactor (module 1 ) and the first settling tank ( 1.3 ) circulating, photosynthetically active first mixed algae population with low nitrogen and phosphate contents, - holding one between the second photobioreactor (modul 2 ) and the second settling tank ( 2.3 circulating photosynthetically active second mixed algae population with low nitrogen and phosphate contents, supplying waste water to the first mixed algae population and the second mixed algae population to produce a first mixed algae population with high nitrogen and phosphate contents and maintaining the second algal mixed population with low nitrogen and phosphate contents; in the second photobioreactor (module 2 ) produced excess biomass in the first photobioreactor (module 1 ), - Incubating the waste water with the first mixed algae population, possibly including those from the second photobioreactor (Modul 2 ) obtained excess biomass until the from the overflow of the first settling tank ( 1.3 ) is substantially free of nitrogen and phosphate, - introducing at least a portion of the from the overflow ( 1.4 ) of the first settling tank ( 1.3 ) received water in the Vorflut ( 4 ) or in the second photobioreactor (module 2 ), - transferring a subset of the algal population from the first settling tank ( 1.3 ) into the second photobioreactor (module 2 ) to maintain the maximum rate of photosynthesis in the second photobioreactor (modul 2 ) and suppression of planktonic algae, and - removing the first photobioreactor (module 1 ) produced excess biomass.
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