DE19512907C1

DE19512907C1 - Purificn. of water, e.g. from sewers

Info

Publication number: DE19512907C1
Application number: DE1995112907
Authority: DE
Inventors: Ivan Prof Dr Ing Sekoulov; Stephan Dipl I Brinke-Seiferth; Joachim Dr Ing Behrendt
Original assignee: BRINKE SEIFERTH STEPHAN DIPL I
Current assignee: BRINKE SEIFERTH STEPHAN DIPL I
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2015-04-07

Abstract

A process for the elimination of undesirable contaminants from water by biological and/or physical methods uses a fluted, sequentially driven biofilm reactor contg. reactor carrier material pellets which are impinged by a gas. The reactor is driven in cycles combining \- 2 of the following methods: (A) whirlpool bed, fluidised bed or floating bed; (B) solid bed; (C) flotational, or (D) filter or flocking filtration.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen und/oder physikalischen Elimination unerwünschter Wasserinhaltsstoffe aus Wasser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie die Verwen dung nach Anspruch 15.The invention relates to a method for biological and / or physical elimination of unwanted water constituents Water according to the preamble of claim 1 and the use dung according to claim 15.

Das allgemein bekannte (Belebtschlamm)-SBR-Verfahren allein für biologische Prozesse zeichnet sich durch seine chargenweise, periodische Betriebsweise aus. In den verschieden betriebenen Phasen werden Abwasserinhaltsstoffe je nach Bedarf unter aeroben bzw. anaeroben Bedingungen abgebaut. Eine kennzeichnende Phase des SBR-Verfahrens beeinhaltet das Absetzen der Biomasse. Dies ist die anfälligste Phase des Systems. Setzt sich der Schlamm nicht ab, kann der Reaktor nicht neu befüllt werden. Diese Anfälligkeit kann durch die Verwendung immobilisierter Biomasse weitgehend gemildert werden.The well-known (activated sludge) -SBR process only for biological processes is characterized by its batchwise, periodic mode of operation. In the different operated Phases become wastewater constituents under aerobic as required or anaerobic conditions are reduced. A characteristic phase of the SBR process involves the settling of the biomass. This is the most vulnerable phase of the system. The mud settles the reactor cannot be refilled. These Vulnerability can result from the use of immobilized biomass largely mitigated.

Die Festbett-Technologie und die Technik fluidisierter Biofilm reaktoren hat sich in den letzten Jahren etabliert. So können aus der Literatur Werte für Nitrifikation in Festbetten von 0,8 (kgNH₄ -N/(m³ d) bis 1,5 (kgNH₄ -N/(m³ d)) und für die Denitrifikation von Raten von 0,7 (kgNO₃ -N/(m³ d)) bis 4,0 (kgNO₃ -N/(m³ d)) angegeben werden. Man erreicht allerdings mit einem Festbett allein gegenüber Belebtschlamm bei höheren Konzentrationen der Abwasserinhaltsstoffen nicht die gewünschte Effektivität. Dies ist in der Limitierung in Bezug auf die Reak tionsgeschwindigkeit durch die Diffusion in den Biofilm, sowie durch die wasserseitige Grenzschicht in dem "plug-flow"-Verhal ten eines Festbettreaktors begründet. Betreibt man hingegen ein Bett als Schwebebett, so tritt eine Verminderung der beschriebe nen Limitierung ein und man nähert sich im Reaktionsverhalten einem volldurchmischten Belebtschlammreaktor an.Fixed bed technology and the technique of fluidized biofilm reactors has established itself in recent years. So can from the literature values for nitrification in fixed beds of 0.8 (kgNH₄ -N / (m³ d) to 1.5 (kgNH₄ -N / (m³ d)) and for the Denitrification of rates from 0.7 (kgNO₃ -N / (m³ d)) to 4.0 (kgNO₃ -N / (m³ d)) can be specified. However, one does reach with a fixed bed alone compared to activated sludge at higher ones Concentrations of waste water constituents are not the desired Effectiveness. This is in terms of the reak limit speed of diffusion into the biofilm, as well through the water-side boundary layer in the "plug-flow" behavior ten of a fixed bed reactor. However, one operates one Bed as a floating bed, so a reduction in the described occurs a limitation and one approaches in the reaction behavior a fully mixed activated sludge reactor.

Konzentration von Abwasserinhaltsstoffen, die eine Reaktion nullter Ordnung erlauben, lassen sich mittels des Schwebebett verfahren mit Vorteil reinigen. Erst wenn die Konzentration so gering ist, daß mit diesen Verfahren eine Reaktion erster Ord nung erreicht wird, ist es effektiver ein Festbett anzuwenden, um die Rohrreaktorreaktion ("plug-flow") zur Restelimination der Inhaltsstoffe bei gesenkten Energiekosten zu nutzen. Zur weite ren Elimination von abfiltrierbaren Stoffen ist es sinnvoll, das biologisch gereinigte Wasser zu filtrieren.Concentration of waste water constituents, which is a reaction allow zero order, can be made using the floating bed Clean procedure with advantage. Only when the concentration is like this it is small that with these methods a first order reaction is reached, it is more effective to use a fixed bed, around the tubular reactor reaction ("plug-flow") for residual elimination of the Use ingredients with reduced energy costs. To the far elimination of filterable substances it makes sense to filter biologically purified water.

Die einzelnen, auf verschiedenen Prinzipien beruhenden "Verfah rensschritten" sind bisher in eigens hierfür vorgesehenen und auf die technischen Besonderheiten abgestellten Reaktoren reali siert worden, so daß Problemlösungen auch immer in voneinander getrennten Reaktorbehältern im Durchlauf gesucht wurden. The individual "procedures based on different principles rens steps "have so far been provided in reactors tuned to the technical characteristics reali been resolved so that solutions to problems always in each other separate reactor vessels were searched in the run.

Aufgabe oder Ziel der Erfindung ist es deshalb, die geschilder ten Vorteile der einzelnen Verfahrensschritte auf einfache Weise mit möglichst geringem apparativen und somit kostengünstigen Aufwand durch Kombination zu erzielen.The object or aim of the invention is therefore to describe the advantages of the individual process steps in a simple manner with the least possible equipment and thus inexpensive Achieve effort through combination.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Biofilmreaktor zyklisch als Kombination von mindestens zwei verschiedenen Verfahren der folgenden Verfahrensgruppen betrieben wird:This object is achieved in that the biofilm reactor cyclically as a combination of at least two different ones Process of the following process groups is operated:

a. Fluid bed, fluid bed, floating bed
b. Fixed bed
c. Flotation
d. Filters, flocculation filtration.

Anders gesagt, wird ein und derselbe Biofilmreaktor zur Durch führung von mindestens zwei verschiedenen Verfahren der Verfah rensgruppen a. bis d. im zyklischen Betrieb verwandt.In other words, one and the same biofilm reactor becomes a through Management of at least two different procedures in the process Senate groups a. to d. related in cyclical operation.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine Anwendung bei einem Abwasserfall von 100 l/d bis 10000 m³ /d geeignet (bis 10.000 EGW), nämlich Reinigung von Teilströmen oder indirekt Einlei tung, wie z. B. von Betrieben, die in städtische Kanalisation einleiten.The method according to the invention is for use in a Wastewater from 100 l / d to 10000 m³ / d suitable (up to 10,000 EGW), namely cleaning of partial flows or indirect discharge tion, such as. B. from companies operating in urban sewers initiate.

Vorteilhafterweise werden drei oder auch alle vier Verfahren der Verfahrensgruppen a. bis d. ein einem Biofilmreaktor zyklisch im Sinne einer Kombination betrieben.Advantageously, three or all four methods of the Process groups a. to d. a cyclically in a biofilm reactor Operated in the sense of a combination.

Das im folgenden beschriebene erfindungsgemäße Verfahren erlaubt z. B. drei Reaktionsschritte unter Verwendung eines Reaktors in drei aufeinander folgenden Sequenzen durchzuführen. Es handelt sich bei dem "Biofilm-Filter-SBR-Verfahren" um ein Bett, welches mittels aufwärtsdurchströmter unterschiedlicher Wasser- bzw. Luftzufuhr als Schwebebett, als Festbett und bei Richtungswech sel des Filters abwärtsdurchströmt als Filter betrieben wird.The inventive method described below allows e.g. B. three reaction steps using a reactor in perform three consecutive sequences. It deals the "biofilm filter SBR process" is a bed which by means of different water or Air supply as a floating bed, as a fixed bed and when changing direction sel of the filter flows downward as a filter is operated.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei spiele und Zeichnungen zum besseren Verständnis näher erläutert: In the following, the invention is described in several embodiments games and drawings explained for better understanding:

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäß eingesetzten Biofilmreaktors, Fig. 1 is a schematic view of the biofilm reactor used in the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der drei Phasen zur Elimination von Abwasser inhaltsstoffen, Fig. 2 is a schematic representation of the three phases of ingredients for the elimination of waste water,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der zur Bilanzierung notwendigen Größen des erfindungsgemäßen Bioreaktors, und Fig. 3 is a schematic representation of the accounting necessary sizes of the bioreactor according to the invention, and

Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes. Fig. 4 is a schematic representation of the process flow according to the invention.

Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäß eingesetzten und ver wendeten Biofilterreaktors mit integriertem Vorlagebehälter. Fig. 5 is a schematic representation of the biofilter reactor used and used according to the invention with integrated storage container.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Bett aus einem Vorratsbehälter beschickt wird. Der Vorratsbehälter wird chargen weise aus einem Stapelbehälter, der zum Mengenausgleich dient, befüllt. Das Bett kann sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben durchströmt werden. Die Füllung des Bettes besteht aus unterschiedlichen Füllkörpern, die eine unterschied liche Dichte werden. In Fig. 2 sind die die drei zur Eliminie rung von Abwasserinhaltsstoffen notwendigen Phasen beispielhaft dargestellt.From Fig. 1 it can be seen that the bed is loaded from a storage container. The storage container is filled in batches from a stacking container, which is used to balance the quantities. The bed can be flowed through from top to bottom as well as from bottom to top. The filling of the bed consists of different packing elements, which have a different density. In Fig. 2, the three phases necessary to eliminate waste water constituents are exemplified.

Phase 1

Innerhalb der ersten Phase wird das Bett als Schwebebett betrie ben. Das Bett wird von unten nach oben mit Wasser und Luft durchströmt, was durch den Pfeil QW bzw. QL angedeutet ist. Die Oberflächenbelastung wird so hoch gewählt, daß der Füllkörper volumetrisch um bis zu 20 Prozent expandiert. Das Reaktorverhal ten ähnelt dem eines Rührreaktors. Das Wasser wird solange im Kreis geführt, bis die Konzentration des Abwasserinhaltsstoffes eine Reaktion nullter Ordnung nicht mehr erlaubt. Ab diesem Zeitpunkt wird die Oberflächenbelastung reduziert und Phase 2 eingeleitet.During the first phase, the bed is operated as a floating bed. The bed is flowed through from bottom to top with water and air, which is indicated by the arrow QW or QL. The surface load is chosen so high that the packing body expands volumetrically by up to 20 percent. The reactor behavior is similar to that of a stirred reactor. The water is circulated until the concentration of the wastewater constituent no longer allows a zero order reaction. From this point on, the surface load is reduced and phase 2 is initiated.

Phase 2

Innerhalb der zweiten Phase wird der Reaktor als Festbett betrie ben. Mittels der Rohrreaktorreaktion wird die Restkonzentration des Abwasserinhaltsstoffes effektiv eliminiert. Das Wasser wird weiterhin im Kreis über den Vorratsbehälter geführt. Der Reaktor wird weiterhin von unten nach oben durchströmt. Sind die Inhalts stoffe eliminiert, so schließt sich Phase 3 an.In the second phase, the reactor is operated as a fixed bed. The residual concentration of the waste water constituent is effectively eliminated by means of the tubular reactor reaction. The water continues to be circulated over the reservoir. The reactor continues to flow from bottom to top. Once the ingredients have been eliminated, phase 3 follows.

Phase 3

Innerhalb der dritten Phase wird der Reaktor von oben nach unten durchströmt. Das Wasser wird durch den Füllkörper unterschiedlicher Korngröße geführt und filtriert. Das Wasser wird nicht mehr im Kreis geführt, sondern dem Vorfluter zugeführt. Nachdem die dritte Phase beendet ist, schließt sich je nach Bedarf eine Spülung des Reaktors an.In the third phase, the reactor is top down flows through. The water is through the packing different grain size and filtered. The water is no longer conducted in a circle, but rather the receiving water fed. After the third phase has ended, it closes flush the reactor as required.

In Fig. 4 sind diese Phasen 1 bis 3 als 2., 3. und 4. bezeich net, da als erstes (1.) natürlich der Reaktor gefüllt oder beschichtet werden muß.In Fig. 4 these phases 1 to 3 are referred to as 2nd, 3rd and 4th net, since the first (1st) course the reactor has to be filled or coated.

Der Behandlung von leichtflüchtigen Stoffen, wie z. B. AOX, bei denen ein Strippen durch eine Blasenbelüftung vermieden werden soll, kann der Sauerstoffeintrag auch über Diffusion, z. B. mit Siliconmebranen oder Schläuchen oder eine Reinsauerstoffbelüf tung im Bypass oder im Reaktor direkt eingetragen werden.The treatment of volatile substances, such as. B. AOX, at who avoid stripping through bladder ventilation should, the oxygen input can also via diffusion, for. B. with Silicon membranes or hoses or a pure oxygen aeration tion in the bypass or in the reactor can be entered directly.

Aus der unterschiedlichen Nutzung des Bettes ergeben sich unter schiedliche reaktorkinetische Ansätze, die im folgenden beschrie ben werden. Fig. 3 zeigt schematisch die zur Bilanzierung rele vanten Größen. The different uses of the bed result in different reactor kinetic approaches, which are described below. Fig. 3 shows schematically the rele relevant quantities for accounting.

Für die erste Phase wird in erster Näherung davon ausgegangen, daß es sich bei dem Schwebebett um ein volldurchmischtes System handelt. Der Vorlagebehälter soll ebenfalls als volldurchmischt angenommen werden. Die Abwasserinhaltsstoffe sollen im Schwebe bett ausschließlich mit einer Reaktionsgeschwindigkeit nullter Ordnung abgebaut werden. Somit ist die Reaktion R keine Funktion von der Konzentration c. Mit diesen Voraussetzungen ergeben sich folgende Bilanzgleichungen:For the first phase it is assumed in a first approximation that the floating bed is a fully mixed system acts. The storage container should also be thoroughly mixed be accepted. The wastewater ingredients are said to be suspended bed only with a zero reaction rate Order be dismantled. Thus the reaction R is not a function from the concentration c. With these requirements arise following balance equations:

Die Gleichung 1 und die Gleichung 2 sind miteinander gekoppelt und stellen ein Differenzialgleichungssystem dar.Equation 1 and Equation 2 are coupled together and represent a system of differential equations.

Betrachtet man die zweite Phase, innerhalb derer das Bett als Festbett betrieben wird, so ist das Festbett nährungsweise als Rohrreaktor zu betrachten. Die Reaktion R ist abhängig von der Konzentration c. Es ergeben sich mit der Geschwindigkeit v und dem Diffusionskoeffizienten D_S folgende Bilanzgleichungen:If one looks at the second phase, during which the bed is operated as a fixed bed, the fixed bed can be considered approximately as a tubular reactor. The reaction R depends on the concentration c. The following balance equations result with the velocity v and the diffusion coefficient D _S :

Auch die Gleichungen sind miteinander gekoppelt. Je nach Abwas seranfall und der Konzentration der Abwasserinhaltsstoffe, sowie der geplanten Dauer der Sequenzen müssen die Volumen der Vorlage und das Volumen des Reaktors aufeinander abgestimmt werden. Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß ein in diesen Zusammenhän gen betriebenes Festbett andere Eigenschaften in Bezug auf Bewuchs und Kinetik aufweist als herkömmlich untersuchte Festbet ten. Eine weitere Optimierung ist in Bezug auf den Sauerstoffein trag durch die Belüftung des Reaktors als Schwebebett als auch als Festbettreaktor zu leisten.The equations are also linked. Depending on the sewage and the concentration of waste water constituents, as well The planned duration of the sequences must be the volume of the template and the volume of the reactor can be coordinated. It should also be borne in mind that in this context fixed bed other properties related to The vegetation and kinetics are the same as those of the conventional fixed bed Another optimization is in terms of oxygen wear through the ventilation of the reactor as a floating bed as well to perform as a fixed bed reactor.

Um das erfindungsgemäße Verfahren noch besser verständlich zu machen, werden im folgenden drei Beispiele mit entsprechenden physikalischen und chemischen Daten angegeben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf diese Beispiele und die dort gegebenen Mengenangaben beschränkt ist, sondern sich im breiten Rahmen verändern läßt, was dem Fachmann ohne weiteres auf der Hand liegt.To make the method according to the invention even more understandable three examples with corresponding ones specified physical and chemical data. It goes without saying however, that the invention is not based on these examples and those there given quantities is limited, but is broad Frame can change what the skilled person on the Hand lies.

Example 1 according to process groups a, b, d

Als Beispiel für die erfindungsgemäße Reinigung nach den Verfah rensgruppen a, b, d wird ein Kleinbetrieb mit einem Abwasser strom gewählt, der folgende Daten aufweist:As an example of the cleaning according to the method rensgruppen a, b, d becomes a small business with waste water current selected, which has the following data:

Physikalische Daten:
Menge (diskontinuierlich): 15000 (l/d)
Temperatur: 20°CPhysical data:
Quantity (discontinuous): 15000 (l / d)
Temperature: 20 ° C

Chemische Daten:
Ammoniumgehalt: 300 (mg/l)
Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): 150 (mg/l)
Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB₅): 40 (mg/l)Chemical data:
Ammonium content: 300 (mg / l)
Chemical oxygen demand (COD): 150 (mg / l)
Biological oxygen demand (BOD₅): 40 (mg / l)

Verwendung findet der Reaktoraufbau nach Fig. 1. Das Verfahren wird nach den Verfahrensschritten 1-4, die aus Fig. 2 bzw. 4 ersichtlich sind, durchgeführt. Das bedeutet, daß eine Reini gungssequenz mit dem Füllvorgang (1.) des Reaktors und des Vorratsbehälters beginnt. Anschließend wird der Kreislauf zwi schen Vorratsbehälter und Biofilmreaktor geschlossen und das Bett von unten nach oben durchströmt. Das Bett wird in erster Teilsequenz mittels hoher Oberflächenbelastung von Wasser und normalerweise mit aber auch ohne Luft um ca. 20% expandiert. Das enthaltene Ammonium biologisch mittels der im Biofilm aufge wachsenen Mikroorganismen zu Nitrat oxidiert. Die Ammoniumkonzen tration sinkt. Gleichzeitig werden die organischen Kohlenstoff verbindungen (BSB5) von Mikroorganismen oxidiert. Ab einer Konzentration von ca. 20 (mg/l) Ammonium wird die Oberflächenbe lastung reduziert, so daß das Bett als Festbett (Phase 2 in Fig. 2) gefahren wird. Diese Teilsequenz wird solange gefahren, bis das Ammonium weitestgehend eliminiert ist. Bedarf es einer Denitrifikation des Nitrats zu molekularem Stickstoffs, werden die erste und zweite Teilsequenz ohne Luftzugabe aber mit H-Donator-Zudosierung wiederholt, so daß denitrifiziert wird. The reactor structure according to FIG. 1 is used . The process is carried out according to process steps 1-4, which can be seen from FIGS. 2 and 4. This means that a cleaning sequence begins with the filling process (1.) of the reactor and the storage container. The circuit between the reservoir and the biofilm reactor is then closed and the bed flows from bottom to top. The bed is expanded in the first part of the sequence by means of high surface loading of water and normally with or without air by approx. The ammonium contained is biologically oxidized to nitrate by the microorganisms grown in the biofilm. The ammonium concentration drops. At the same time, the organic carbon compounds (BOD5) are oxidized by microorganisms. From a concentration of approx. 20 (mg / l) ammonium, the surface load is reduced, so that the bed is operated as a fixed bed (phase 2 in FIG. 2). This partial sequence is continued until the ammonium is largely eliminated. If it is necessary to denitrify the nitrate to molecular nitrogen, the first and second part-sequences are repeated without the addition of air but with the addition of H donor, so that denitrification is carried out.

Als letzte Teilsequenz wird der Biofilmreaktor von oben nach unten durchströmt und damit als Filter (Phase 3 in Fig. 2) betrieben. Das Wasser wird von den enthaltenen Suspensa gerei nigt und die zugewachsene Biomasse wird zurückgehalten. Ein Zyklus dauert ca. 2 Stunden.As the last partial sequence, the biofilm reactor is flowed through from top to bottom and is thus operated as a filter (phase 3 in FIG. 2). The water is cleaned by the Suspensa contained and the overgrown biomass is retained. A cycle lasts about 2 hours.

Annahmen für die Dimensionen des Reaktors:
Reaktionsvolumen: ca. 3 (m³)
Reaktorhöhe: ca. 4 (m)
Reaktordurchmesser: ca. 1 (m)
Füllkörper 1: Sand (d = 1-2 mm)
Füllkörper 2: Blähton 8D = 5 mm)
Pumpleistungen: ca. 5 bis 100 (m³/h)
Vorratsbehältervolumen: ca. 2 (m³)Assumptions for the dimensions of the reactor:
Reaction volume: approx. 3 (m³)
Reactor height: approx. 4 (m)
Reactor diameter: approx. 1 (m)
Packing 1 : sand (d = 1-2 mm)
Packing 2 : expanded clay 8D = 5 mm)
Pump capacities: approx. 5 to 100 (m³ / h)
Reservoir volume: approx. 2 (m³)

Example 2 according to process groups a, d

Als Beispiel für die Reinigung nach den Verfahrensgruppen a, b, d wird ein Kleinbetrieb mit einem Abwasserstrom gewählt, der folgende Daten aufweist:As an example for cleaning according to process groups a, b, d is selected a small business with a wastewater flow that has the following data:

Physikalische Daten:
Menge (diskontinuierlich): 30000 (l/d)
Temperatur: 15°CPhysical data:
Quantity (discontinuous): 30000 (l / d)
Temperature: 15 ° C

Chemische Daten:
Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB orig.): 700 (mg/l)
Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB filtr.): 400 (mg/l)
Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB₅): 200 (mg/l)
Absetzbare Stoffe: 200 (mg/l)Chemical data:
Chemical oxygen demand (COD orig.): 700 (mg / l)
Chemical oxygen demand (COD filtr.): 400 (mg / l)
Biological oxygen demand (BOD₅): 200 (mg / l)
Removable substances: 200 (mg / l)

Verwendung findet der Reaktoraufbau nach Fig. 1 oder 5. Das Verfahren wird nach den Verfahrensschritten a. Wirbelbett und d. Filtration durchgeführt. Das bedeutet, daß eine Reinigungs sequenz mit dem Füllvorgang des Reaktors und des Vorratsbehäl ters beginnt. Anschließend wird der Kreislauf zwischen Vorratsbe hälter und Biofilmreaktor geschlossen und das Bett von unten nach oben durchströmt. Das Bett wird in erster Teilsequenz mittels hoher Oberflächenbelastung von Wasser und Luft um ca. 100% expaniert. Die organischen Kohlenstoffverbindungen (BSB5) werden von Mikroorganismen oxidiert. Diese Teilsequenz wird solange gefahren, bis die gelösten Kohlenstoffverbindungen weitestgehend biochemisch zu CO2 oxidiert worden sind. Als letzte Teilsequenz wird der Biofilmreaktor von oben nach unten durchströmt und damit als Filter betrieben. Das Wasser wird von den enthaltenen Suspensa gereinigt und die zugewachsene Biomas se wird zurückgehalten. Ein Zyklusdauer ca. 3 Stunden.The reactor structure according to FIG. 1 or 5 is used. The process is carried out according to process steps a. Fluidized bed and d. Filtration carried out. This means that a cleaning sequence begins with the filling process of the reactor and the reservoir. The circuit between the storage container and the biofilm reactor is then closed and the bed flows from bottom to top. The first part of the bed is expanded by approximately 100% by means of high surface loads of water and air. The organic carbon compounds (BOD5) are oxidized by microorganisms. This partial sequence is continued until the dissolved carbon compounds have been largely biochemically oxidized to CO2. The last partial sequence is flowed through the biofilm reactor from top to bottom and thus operated as a filter. The water is cleaned of the Suspensa it contains and the overgrown biomass is retained. One cycle lasts approximately 3 hours.

Annahmen für die Dimensionen des Reaktors:
Reaktionsvolumen: ca. 0,6 (m³)
Reaktorhöhe: ca. 4 (m)
Reaktordurchmesser: ca. 0,6 (m)
Füllkörper 1: Sand (d = 1-2 mm)
Füllkörper 2: Blähton (d = 5 mm)
Pumpleistungen: ca. 5 bis 70 (m³ /h)
Vorratsbehältervolumen: ca. 3,5 (m³)Assumptions for the dimensions of the reactor:
Reaction volume: approx. 0.6 (m³)
Reactor height: approx. 4 (m)
Reactor diameter: approx.0.6 (m)
Packing 1: sand (d = 1-2 mm)
Packing 2: expanded clay (d = 5 mm)
Pump capacities: approx. 5 to 70 (m³ / h)
Storage container volume: approx.3.5 (m³)

Example 3 according to process groups a, c, d

Im folgenden wird ein Beispiel nach den Verfahrensgruppen a, c, d beschrieben.An example according to process groups a, c, d described.

Chemische Daten:
Ammoniumgehalten: 50 (mg/l)
Ölhaltiges Abwasser: -Chemical data:
Ammonium content: 50 (mg / l)
Wastewater containing oil: -

Verwendung findet der Reaktoraufbau nach Fig. 1. Das Verfahren wird nach den Verfahrensschritten a, c, d durchgeführt. Das bedeutet, daß eine Reinigungssequenz mit dem Füllvorgang des Reaktors und des Vorratsbehälters beginnt. Anschließend wird der Kreislauf zwischen Vorratsbehälter und Biofilmreaktor geschlos sen und das Bett von unten nach oben durchströmt. Das Bett wird in erster Teilsequenz mittels hoher Oberflächenbelastung von Wasser und Luft um ca. 50% expandiert. Dabei wird das zulaufen de Wasser mit Luft mittels Druck von ca. 4 bar übersättigt, so daß im Bett durch den dort herrschenden Normaldruck (abzüglich des Druckes, der durch die Wassersäule entsteht, sich Gasblasen bilden, die das Öl an sich binden, welches damit an die Ober fläche des Bettes flotiert wird, wo es abgeschöpft werden kann. Parallel wird das enthaltene Ammonium biologisch mittels der im Biofilm aufgewachsenen Mikroorganismen zu Nitrat oxidiert. So werden die Verfahrensschritte a, c in einer Teilsequenz durchge führt. Bedarf es einer Denitrifikation des Nitrats zu moleku larem Stickstoff, wird die erste Teilsequenz ohne Luftzugabe wiederholt, so daß denitrifiziert wird. Als letzte Teilsequenz wird der Biofilmreaktor von oben nach unten durchströmt und damit als Filter betrieben. Das Wasser wird von den enthaltenen Suspensa gereinigt und die zugewachsene Biomasse wird zurückge halten.The reactor structure according to FIG. 1 is used . The process is carried out according to process steps a, c, d. This means that a cleaning sequence begins with the filling process of the reactor and the storage container. Then the circuit between the reservoir and the biofilm reactor is closed and the bed flows from bottom to top. The first part of the bed is expanded by approx. 50% by means of high surface loads of water and air. The incoming water is supersaturated with air at a pressure of approx. 4 bar, so that gas bubbles form in the bed due to the normal pressure prevailing there (minus the pressure created by the water column), which bind the oil to it is floated to the surface of the bed, where it can be skimmed off. At the same time, the ammonium contained is biologically oxidized to nitrate by means of the microorganisms grown in the biofilm. Process steps a, c are carried out in a partial sequence. A nitration of the nitrate is required to molecular nitrogen, the first partial sequence is repeated without adding air, so that denitrification is carried out. As the last partial sequence, the biofilm reactor is flowed through from top to bottom and thus operated as a filter. The water is cleaned of the Suspensa contained and the overgrown biomass is retained .

Claims

1. A method for the biological and / or physical elimination of undesirable water constituents from water by means of a flooded, sequentially operated biofilm reactor with a pellet-shaped reactor support material which, depending on the method set, is supplied with gas, characterized in that the biofilm reactor is cyclically used as a combination of at least two different processes of the following process groups are operated:

2. The method according to claim 1, characterized in that the biofilm reactor cyclically as a combination of at least three of process groups a, b, c, and / or d is operated.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the biofilm reactor cyclically as a combination of four ver different processes of process groups a to d operated becomes.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that as a carrier material two different packing with different grain and density can be used.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized by the use of a storage container outside and inside, whose Content is circulated through the biofilm reactor.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the biofilm reactor is supplied with recirculation water becomes.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that that the volume of the reservoir in the biofilm reactor is integrated.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that that the backwashing water is led into the expansion tank.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the expansion tank is designed as a settling tank.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that that in the biofilm reactor using bubble aeration oxygen is entered.

11. The method according to claim 1 to 9, characterized in that in the biofilm reactor by means of bubble-free aeration Sauer substance is entered.

12. The method according to claim 1 to 9, characterized in that chemicals, such as. B. Flocculant or H donors for denitrification.

13. The method according to claim 1 to 12, characterized in net that the biofilm reactor with single or multilayer piles (Carrier and filter material) is operated.

14. The method according to claim 1 to 13, characterized in net that the biofilm reactor with inert support material or a mixture of inert carrier material with z. B. activated carbon and / or ion exchanger is operated.