DE202017001295U1

DE202017001295U1 - Bioreactor with flexible carrier material for biological wastewater treatment

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Publication number: DE202017001295U1
Application number: DE202017001295.2U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-03-12
Filing date: 2017-03-12
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2027-03-13

Abstract

Bioreaktor für die biologische Abwasserreinigung mit in einem Reaktor angeordneten Trägermaterial für die Besiedlung mit Mikroorganismen und einer Belüftungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein im Reaktor an einem Tragelement frei beweglich hängend angeordnetes flexibles Trägermaterial bestehend aus einer Vielzahl von Schnüren und/oder Bändern und/oder Fäden und/oder Seilen und/oder Drähten ist.Bioreactor for biological wastewater treatment with arranged in a reactor carrier material for colonization with microorganisms and a ventilation device, characterized in that the carrier material in the reactor on a support member freely movable hanging arranged flexible carrier material consisting of a plurality of strings and / or bands and / / or threads and / or ropes and / or wires.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bioreaktor mit flexiblen Trägermaterial wie es auch für die biologische Abwasserreinigung in Belebungsbecken oder sonstigen Behältern und Bauwerken zur Elimination von biologisch abbaubaren gelösten Abwasserinhaltsstoffen, die wie Bioreaktoren und/oder Belebungsbecken betrieben werden, zum Einsatz kommen kann. Die Begriffe Bioreaktor und Belebungsbecken werden in der Beschreibung synonym gebraucht.The invention relates to a bioreactor with flexible support material as it can also be used for biological wastewater treatment in aeration tanks or other containers and structures for the elimination of biodegradable dissolved wastewater ingredients that are operated as bioreactors and / or aeration tanks. The terms bioreactor and aeration tanks are used synonymously in the description.

Die biologische Abwasserreinigung ist gekennzeichnet durch die Elimination gelöster Abwasserinhaltsstoffe durch aktive Biomasse, die von Bakterien gebildet ist. Voraussetzung für die Aufnahme gelöster Abwasserinhaltsstoffe durch die Biomasse ist selbstredend ein unmittelbarer Kontakt von Abwasserinhaltsstoffen mit mindestens einem Bakterium. Der Vorgang der Elimination der gelösten Abwasserinhaltsstoffe erfolgt in einem sogenannten Belebungsbecken oder Bioreaktor. Bakterien sind schwerer als Wasser. Dieser Effekt wird genutzt, um in einem separaten dem Belebungsbecken nachgeschalteten Raum, der sogenannten Nachklärung, durch Ausnutzung der Schwerkraft die Biomasse aus dem gereinigten Abwasser in der Weise abzutrennen, dass die schwereren Bakterien an den Boden des Nachklärbeckens sinken und dort aufgenommen werden können.Biological wastewater treatment is characterized by the elimination of dissolved wastewater constituents by active biomass formed by bacteria. The prerequisite for the absorption of dissolved wastewater constituents by the biomass is, of course, direct contact of wastewater constituents with at least one bacterium. The process of elimination of dissolved wastewater constituents takes place in a so-called activation tank or bioreactor. Bacteria are heavier than water. This effect is used to separate the biomass from the purified waste water in a separate room downstream of the activated sludge tank, the so-called final clarification, so that the heavier bacteria can sink to the bottom of the secondary sedimentation tank and be taken up there.

Damit der gesamte für den Reinigungsprozess vorgesehene Raum in einem Belebungsbecken oder Bioreaktor genutzt werden kann, ist es erforderlich, dass die Biomasse im gesamten Reaktionsraum überhaupt vorhanden ist. Dies kann nur gelingen, indem die Biomasse bis unter der Wasseroberfläche in Schwebe gehalten wird. Dieses Inschwebehalten gelingt durch Turbulenzen im Belebungsbecken, die durch Rührwerke, Oberflächenbelüfter und/oder den Eintrag von Luft aus am Beckenboden installierten Belüftern und/oder Begasern erzeugt werden. Prinzipielle Verfahrensweisen der biologischen Abwasserreinigung sind das Festbett, der Sequencing-Batch-Reaktor SBR und der Durchflussreaktor. Der klassische Festbettreaktor ist der Tropfkörper. Im Tropfkörper wird das Abwasser über unterschiedliche Materialien, die mit sessilen Bakterien bewachsen sind, geleitet. Die zur Sauerstoffversorgung erforderliche Luft strömt je nach Unterschied zwischen Temperatur im Tropfkörper und der Außentemperatur von oben nach unten oder von unten nach oben oder bei Temperaturgleichheit kommt es zu einem Stillstand der Luftbewegung. Im Tropfkörper muss die Reinigung während des Überströmens der Materialien abgeschlossen sein, es sei denn das Abwasser wird mehrfach über das Material geführt. Die Ausbildung sauerstofffreier anoxischer Zonen, in denen der Denitrifikationsprozess ablaufen kann, können im Tropfkörper kaum oder nur mit hohem (un)wirtschaftlichem Aufwand geschaffen werden. Tropfkörper können wie alle Festbetten, bei denen das Trägermaterial enger beieinander angeordnet ist, durch größere Stücke abgelöster Biomasse von der Oberfläche der Trägermaterialien, welche das eigentliche Festbett bilden, teilweise oder ganz verstopfen.In order that the entire space provided for the cleaning process can be used in an activation tank or bioreactor, it is necessary for the biomass to be present at all times in the entire reaction space. This can only be achieved by keeping the biomass suspended below the surface of the water. This retention is achieved by turbulence in the aeration tank, which are generated by stirrers, surface aerators and / or the entry of air from aerators and / or Begasern installed on the pelvic floor. Principal procedures of biological wastewater treatment are the fixed bed, the sequencing batch reactor SBR and the flow reactor. The classic fixed bed reactor is the trickling filter. In the trickling filter, the wastewater is passed through various materials that are overgrown with sessile bacteria. Depending on the difference between the temperature in the trickling filter and the outside temperature, the air required for the oxygen supply flows from top to bottom or from bottom to top, or when the temperature is equal, the air movement stops. In the trickling filter, the cleaning must be completed during the overflow of the materials, unless the wastewater is repeatedly passed over the material. The formation of oxygen-free anoxic zones, in which the denitrification process can take place, can hardly be created in the trickling filter or only with high (un) economic effort. As with all fixed beds, where the support material is arranged closer together, trickling bodies can partly or completely clog with larger pieces of detached biomass from the surface of the support materials which form the actual fixed bed.

Beim SBR Verfahren wird Abwasser in einem teilgefüllten Reaktor geleitet. Im bereits gefüllten Teil des Reaktors befindet sich die Biomasse. Bei Erreichen des vorgesehenen Füllstands wird Luft in den Reaktionsraum eingetragen und der Reaktorinhalt wird durchmischt. Damit ist der notwendige Kontakt von Biomasse und Abwasserinhaltsstoffen im gesamten Reaktionsraum hergestellt. Nach Erreichen der Zielgrößen für die Reste der Abwasserinhaltsstoffe, die sogenannten Ablaufwerte, wird die Durchmischung abgeschaltet und im Reaktor setzt sich die Biomasse in dieser Stillstandzeit ab. Auf diese Weise werden das gereinigte Abwasser und die Biomasse voneinander getrennt. Das gereinigte Abwasser wird nach Ende des Absetzprozesses abgeleitet oder abgepumpt. Die überschüssige Biomasse aus Zuwachs im vorhergehenden Reinigungsprozess wird abgezogen. Nach Abzug der Biomasse steht der Reaktor für den nächsten Reinigungszyklus zur Verfügung. Die Reinigung in einem SBR erfolgt in Zyklen mit Stillstandzeiten, in denen wegen des Absatzprozesses der Reaktionsraum für den eigentlichen Reinigungsprozess nicht zur Verfügung steht.The SBR process involves the discharge of wastewater in a partially filled reactor. In the already filled part of the reactor is the biomass. Upon reaching the intended level of air is introduced into the reaction space and the reactor contents are mixed. This establishes the necessary contact of biomass and wastewater constituents in the entire reaction space. After reaching the target values for the residues of the wastewater constituents, the so-called discharge values, the mixing is switched off and in the reactor, the biomass settles in this downtime. In this way, the treated wastewater and the biomass are separated from each other. The cleaned waste water is discharged or pumped off after the end of the settling process. The excess biomass from growth in the previous purification process is subtracted. After deduction of the biomass, the reactor is available for the next cleaning cycle. The cleaning in an SBR takes place in cycles with downtimes, during which the reaction space is not available for the actual cleaning process due to the sales process.

Im Durchflussreaktor, der mehrheitlich in der biologischen Abwasserreinigung eingesetzt und theoretisch als ideal durchmischt betrieben wird, wird das Abwasser während des Durchströmens des Beckens gereinigt. Durch Turbulenzen aus dem Eintrag von Luft aus Begasern/Belüftern am Beckenboden und auch in Kombination mit diesen durch Einsatz von Rührwerken wird die Biomasse in Schwebe gehalten und dabei gleichmäßig im Reaktor verteilt. Damit ist der notwendige Kontakt von Biomasse und Abwasserinhaltsstoffen im gesamten Reaktionsraum hergestellt. Der Absatzvorgang von Biomasse aus dem Abwasser ist zeitintensiv, weshalb der Absatzvorgang in einem separaten Raum, in der Nachklärung, erfolgt. Aufgrund des zeitintensiven Vorgangs des Absetzens wird die für die Abwasserreinigung unbedingt erforderliche Biomasse mit den Durchströmen des Abwassers durch das Belebungsbecken nach Abschluss des Reinigungsvorgangs mit dem gereinigten Abwasser aus den Belebungsbecken in das nachgeschaltete Nachklärbecken/Absetzbecken geleitet. Da die Wachstumsgeschwindigkeit der Biomasse länger ist als ihre reale Aufenthaltszeit in dem Belebungsbecken, würde die Biomasse bei kontinuierlichem Betrieb aus dem Belebungsbecken ausgetragen. Von daher wird ein Teil der abgesetzten Biomasse aus dem Nachklärbecken mit dem zu behandelnden Abwasser in das Belebungsbecken zurück gepumpt. Die wesentlichen Nachteile der typischen in der biologischen Abwasserreinigung eingesetzten Verfahren sind für den Tropfkörper der unflexible Betrieb und die nur mit enormen Aufwands schaffbaren anoxischen Zonen/Betriebszustände für die Denitrifikation, beim SBR Betrieb der Intervallbetrieb, infolgedessen der Reaktionsraum durch Stillstandzeiten während des Absetzens zum Rückhalt in der Biomasse nicht zur Verfügung steht und beim Durchflussreaktor der Austrag der Biomasse, weshalb ein zusätzlicher Raum zum Abtrennen erforderlich ist und zusätzlich elektrische Energie zum Zurückführen der erforderlichen Biomasse in das Belebungsbecken notwendig ist. Um die Biomasse zurückzuhalten werden Festbetten eingesetzt. Festbetten haben den Zweck, dass sich die Biomasse auf der Oberfläche des Festbetts in einem Belebungsbecken festsetzt und damit sich immobilisiert. Die Biomasse auf der Oberfläche ergänzt die suspendierte Biomasse im Abwasser. So kann die Biomassekonzentration in einem Belebungsbecken erhöht werden. Unbekannt ist, welchen Anteil die sessile Biomasse und welchen Anteil die suspendierte Biomasse an der Reinigungsleistung hat. Starre Festbetten reduzieren das Beckenvolumen. Gemäß der Gleichung v = Q/A mit v als Geschwindigkeit in m/s, Q als Durchfluss in m³/s und A als durchströmte Fläche in m²/s erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflussgeschwindigkeit in einem Reaktor mit eingesetzten Festbetten. Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit bewirkt eine Reduktion der Aufenthaltszeit/Kontaktzeit der suspendiertden Biomasse, wodurch ein Vorteil der sessilen Biomasse, die nur einen Anteil an der Reinigungsleistung hat, wiederum kompensiert wird. Die verfügbare durchströmte Fläche wird umso mehr eingeengt, je größer die Flächen der angeströmten Einbauten sind. So kann die durchströmte Fläche eines Belebungsbecken durch Tragkonstruktionen für Festbetten, welche mit ihren Oberflächen keinen oder im günstigsten Fall einen vernachlässigbaren Beitrag an der Elimination von Abwasserinhaltsstoffen haben, eingeengt werden. Durch diese für die biologische Abwasserreinigung inaktiven Einbauten wird das verfügbare Reaktionsvolumen weiter reduziert. Weiter ist bekannt, dass von der Biomasse an der Oberfläche eines Festbetts nur der Teil der Biomasse, der unmittelbar Kontakt mit dem umgebenden bzw. überströmenden Abwasser hat, an der Reinigungsleistung durch Abbau von Abwasserinhaltsstoffen beteiligt ist. Biomasse zwischen der Oberfläche des Trägermaterials/Festbetts und der Biomasse mit unmittelbarem Kontakt mit dem Abwasser ist biologisch inaktiv, da sie weder mit den Nährstoffen noch mit dem erforderlichen gelösten Sauerstoff O₂ im Abwasser in Kontakt kommen kann, weil die Biomasse, welche unmittelbar mit dem Abwasser in Kontakt ist, eine Sperrschicht zwischen dem Abwasser und der sich unterhalb der unmittelbar mit dem Abwasser in Kontakt befindlichen Biomasse bildet. Werden starre Festbetten in ein bereits vorhandenes Belebungsbecken, das bei seiner Planung und Auslegung nicht für den Betrieb mit bzw. Einsatz von Festbetten in das im vorhandenen Raum des Belebungsbeckens ausgelegt war, eingesetzt, geht ein Teil des verfügbaren Reaktionsraums aus Planung und Auslegung verloren. Dieser Verlust an vorhandenem Reaktionsraum kann dazu führen, dass der Vorteil, der mit sessiler Biomasse auf dem Trägermaterial erreicht wird teilweise oder gänzlich aufgehoben wird durch die kürzere Aufenthaltszeit der suspendierten Biomasse im Reaktorraum. Dies kann weiter dazu führen, dass die Investitionen in ein Festbett, das in ein vorhandenes Belebungsbecken eingesetzt wird letztlich unwirtschaftlich sind.In the flow reactor, which is mainly used in biological wastewater treatment and theoretically operated as ideally mixed, the wastewater is purified while flowing through the basin. By turbulence from the entry of air from Begasern / aerators on the pelvic floor and also in combination with these by using agitators, the biomass is held in suspension and thereby evenly distributed in the reactor. This establishes the necessary contact of biomass and wastewater constituents in the entire reaction space. The sales process of biomass from the wastewater is time-consuming, which is why the sales process in a separate room, in the secondary clarification, takes place. Due to the time-consuming process of settling the essential for wastewater treatment biomass is passed with the flow of waste water through the aeration tank after completion of the cleaning process with the purified wastewater from the aeration tank in the downstream secondary clarifier / settling tank. Since the growth rate of the biomass is longer than its real residence time in the aeration tank, the biomass would be discharged from the aeration tank during continuous operation. Therefore, a part of the settled biomass from the secondary clarifier with the wastewater to be treated in the aeration tank pumped back. The main drawbacks of the typical processes used in biological wastewater treatment are the inflexible operation and the anoxic zones / operating states for denitrification, which can only be achieved with enormous effort, the interval operation during SBR operation, and consequently the reaction space due to downtimes during settling for retention the biomass is not available and the flow reactor, the discharge of biomass, which is why an additional space for separation is required and additional electrical energy to return the required biomass is necessary in the aeration tank. Fixed beds are used to retain the biomass. Fixed beds have the purpose that the biomass settles on the surface of the fixed bed in an activated sludge tank and thus immobilized. The biomass on the surface supplements the suspended biomass in the wastewater. Thus, the biomass concentration can be increased in an activation tank. It is unknown what proportion of the sessile biomass and what proportion of the suspended biomass has on the cleaning performance. Rigid fixed beds reduce the pelvic volume. According to the equation v = Q / A with v as velocity in m / s, Q as flow in m ³ / s and A as flowed through area in m ² / s, the flow velocity increases in a reactor with fixed beds inserted. The increased flow rate causes a reduction in the residence time / contact time of the suspended biomass, which in turn compensates for an advantage of the sessile biomass, which has only a fraction of the cleaning performance. The available through-flow area is restricted the more, the larger the areas of the flowed-in internals. Thus, the flow area of an aeration tank can be narrowed by supporting structures for fixed beds, which with their surfaces have no or in the best case a negligible contribution to the elimination of wastewater constituents. These inactive biological wastewater treatment installations further reduce the available reaction volume. It is also known that of the biomass on the surface of a fixed bed, only the part of the biomass that has direct contact with the surrounding or overflowing wastewater, is involved in the cleaning performance by degradation of wastewater constituents. Biomass between the surface of the carrier material / fixed bed and the biomass with direct contact with the wastewater is biologically inactive, since it can come into contact neither with the nutrients nor with the required dissolved oxygen O ₂ in the wastewater, because the biomass, which directly with the Wastewater is in contact, a barrier between the wastewater and forms below the biomass directly in contact with the wastewater. If rigid fixed beds are used in an already existing activated sludge tank, which was not designed for the operation or use of fixed beds in the existing room of the aeration tank during its planning and design, part of the available reaction space from planning and design is lost. This loss of existing reaction space can lead to the advantage achieved with sessile biomass on the support material being partially or completely eliminated by the shorter residence time of the suspended biomass in the reactor space. This can further lead to the investment in a fixed bed, which is used in an existing aeration tank are ultimately uneconomical.

In Anbetracht der aufgezeigten Probleme ist die technische Entwicklung insbesondere auch dadurch gekennzeichnet, ohne Verwendung einer Schüttung für den Besatz der Mikroorganismen eine möglichst große Fläche für den Besatz mit Mikroorganismen zu erhalten und diese Fläche im Verhältnis zum Volumen des Belebungsbeckens oder Reaktors zu optimieren.In view of the problems outlined, the technical development is characterized in particular by obtaining as large an area as possible for the occupation of microorganisms without using a bed for the stocking of microorganisms and to optimize this area in relation to the volume of the aeration tank or reactor.

So geht aus DE 91 09 473 U1 ein Textiles Material hervor, das als Trägermaterial für den Besatz mit Mikroorganismen für die aerobe und anaerobe Abwasserreinigung in einem Behälter einhängbar ist, wobei das Material eine textile Breitware ist, die nebeneinander, streifenförmig angeordnet und miteinander verbundene Bewuchsstreifen aufweist. Die Streifen weisen oben Ösen zur Befestigung auf und unten mit Gewichten beschwert oder befestigt sind.That's how it works DE 91 09 473 U1 a textile material that can be suspended in a container as a carrier material for the stocking with microorganisms for the aerobic and anaerobic wastewater treatment, wherein the material is a textile wide fabric, which side by side, arranged in strips and having interconnected fouling strips. The strips have top eyelets for attachment and are weighted or fastened down with weights.

DE 195 12 965 C2 beschreibt einen Bioreaktor zur biologischen Behandlung belasteter Abwässer bei dem als Netzschläuche ausgebildete Trägerelemente strangförmig im Reaktorbehälter gegeneinander frei beweglich aufgehängt sind und in den Netzschläuchen eine Füllung mit einer großen Oberfläche als Träger für die Mikroorganismen vorgesehen ist. DE 195 12 965 C2 describes a bioreactor for the biological treatment of polluted wastewater in which formed as a network hoses support elements strand-shaped in the reactor vessel against each other are freely movable suspended and in the mains hoses a filling with a large surface is provided as a carrier for the microorganisms.

DE 197 30 839 C2 bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abwasserreinigung bei der ebenfalls ein textiles Material als Träger für den Besatz mit Mikroorganismen besteht, das streifen- oder kordelförmig an querverlaufenden Haltestangen angeordnet sind und mit einer ebenfalls querverlaufenden Beschwerungs-, Fixier- und/oder Haltestange in der beabsichtigten Position gehalten werden. DE 197 30 839 C2 refers to a device for wastewater treatment in which there is also a textile material as a carrier for the stocking with microorganisms, which are arranged in stripes or cord form on transverse support rods and with a likewise transverse weighting, fixing and / or support rod in the intended position being held.

Aus DE 101 32 546 C1 geht auch ein textiles Material für den Einsatz in einer biologischen Kläranlage hervor, dass als gitterförmig Struktur ausgebildet ist und an dem Gitter horizontal beabstandet zueinander ein faserartiges oder geschlauftes Effektmaterial für den Besatz mit Mikroorganismen vorgesehen sind.Out DE 101 32 546 C1 is also a textile material for use in a biological treatment plant out that is designed as a grid-like structure and the grid horizontally spaced from each other a fibrous or looped effect material for stocking with microorganisms are provided.

DE 103 43 743 B4 offenbart ein Festbett für die aerobe und anaerobe Abwasserreinigung das ein selbsttragendes Rahmengestell aus mindestens 3 Ecksäulen aufweist und in dem dadurch begrenzten Raum Trägergarne, Seile, Fasern, textile Besiedlungsstreifen oder Breitware angeordnet ist. DE 103 43 743 B4 discloses a fixed bed for aerobic and anaerobic wastewater treatment having a self-supporting frame of at least 3 corner columns and in the space thereby limited carrier yarns, ropes, fibers, textile Besidenzstreifenstreifen or Breitware is arranged.

Den genannten technischen Lösungen haftet zum Teil der Mangel an, dass die Verwendung textiler Materialien und deren Verrottung zu einer verhältnismäßig kurzen Standzeit des Festbettes führt, es sich um aufwendige Tragkonstruktionen handelt und das verfügbare Beckenvolumen nicht optimal ausgenutzt wird. Becken mit starren Einbauten sowie fest verspannten Schnüren oder Gewebe neigen darüber hinaus durch Verzopfen beziehungsweise großflächigen Bewuchs mit Mikroorganismen zu einer Reduzierung der effektiv wirksamen Oberfläche zu führen mit Verstopfungen als Folge.The mentioned technical solutions are partially liable for the lack of the fact that the use of textile materials and their rotting leads to a relatively short life of the fixed bed, it is complex supporting structures and the available pool volume is not optimally utilized. Cymbals with rigid fixtures and tightly stretched strings or tissue also tend to cause by zoning or large-scale growth with microorganisms to reduce the effective surface effectively with blockages as a result.

Mit der vorliegenden Erfindung verbindet sich daher insbesondere das Ziel, einen Bioreaktor mit einem flexiblen Trägermaterial, mit dem das verfügbare Beckenvolumen effektiver genutzt werden kann, das durch seinen Selbstreinigungseffekt Verzopfen und Verstopfungen weitestgehend verhindert und das mit geringem Aufwand auswechselbar ist, bereitzustellen Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Bioreaktor für die biologische Abwasserreinigung mit in einem Reaktor angeordneten Trägermaterial für den Besatz mit Mikroorganismen und einer Belüftungsvorrichtung gelöst, wobei das Trägermaterial ein an einem Tragelement im Reaktor frei beweglich hängend angeordnetes flexibles Trägermaterial bestehend aus einer Vielzahl von Schnüren und/oder Bändern und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähten ist.The object of the present invention is therefore to combine a bioreactor with a flexible carrier material with which the available pelvic volume can be used more effectively, which by its self-cleaning effect largely prevents clogging and blockages and can be exchanged with little effort dissolved by a bioreactor for biological wastewater treatment with arranged in a reactor carrier material for the stocking with microorganisms and a ventilation device, wherein the carrier material on a support member in the reactor freely movable hanging arranged flexible carrier material consisting of a plurality of strings and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires.

Bevorzugt weisen die Schnüre und/oder die Fäden und/oder die Seile und/oder Drähte einen Durchmesser von 0,01 mm bis 10 mm, die Bänder eine Dicke von 0,1 mm und Breite von mindestens dem 1,1 fachen ihrer Dicke auf.Preferably, the cords and / or the threads and / or the ropes and / or wires have a diameter of 0.01 mm to 10 mm, the bands have a thickness of 0.1 mm and a width of at least 1.1 times their thickness ,

Typischerweise besitzt eine Schnur, ein Band, ein Faden, ein Seil und/oder Draht eine Länge, die mindestens gleich oder größer ist als die maximale Höhe des Standes des Abwassers im Reaktor ist.Typically, a string, a ribbon, a thread, a rope and / or wire has a length that is at least equal to or greater than the maximum height of the level of wastewater in the reactor.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte mit einem festen Abstand zueinander von 0,1 mm oder mit einem gleichzeitig festen als auch variablen Abstand und sowohl einen Abstand zueinander von 0,1 mm und > 0,1 mm bis zu 100 mm und einem festen Abstand zueinander bis zu 100 mm angeordnet sind. Es können nur gleiche flexible Trägermaterialien einer Art wie nur Schnüre oder nur Bänder oder nur Fäden oder nur Seile oder nur Drähte an einem Tragelement oder mehr als eine der Arten oder alle Arten der flexiblen Trägerelemente mit einander in Kombination en einem Tragelement wie beschrieben angebracht werden, wobei bei Kombination von jeder der für die jeweilige Kombination verwendeten Arten mindestens ein Element seiner Art mit den anderen Arten der jeweiligen Kombination am Tragelement angebracht werden kann.An embodiment of the invention provides that the cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires with a fixed distance from each other of 0.1 mm or with a fixed as well as variable distance and both a distance from each other from 0.1 mm and> 0.1 mm up to 100 mm and a fixed distance from each other up to 100 mm are arranged. Only the same flexible support materials of a kind as only cords or only tapes or only threads or only cables or only wires to a support element or more than one of the types or all kinds of flexible support elements can be attached to each other in combination with a support element as described above, wherein, in combination of each of the types used for the respective combination, at least one element of its kind can be attached to the support element with the other types of the respective combination.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Abstand der Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte zueinander so gewählt ist, dass sie sich durch ihre Eigenbewegung sowie durch die Berührungen miteinander während der Bewegungen selbst reinigen und von zu dickem Biomassebesatz freihalten.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the distance of the cords, ribbons, threads, ropes and / or wires to each other is selected so that they clean themselves by their own movement and by the touches during the movements themselves and too thick biomass stocking keep clear.

Gemäß weiteren Ausführungsformen bestehen die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und Drähte aus einem Kunststoff oder aus einem gegen biologischen Angriff geschütztem textilen Material und der Kunststoff ist ein Elastomer, vorzugsweise Polyethylen, Polyester, Polytetrafluorethylen oder Polyoxymethylen oder aus V4A oder einem mit V4A gleichen korrosionsfesten Material.According to further embodiments, the cords, tapes, threads, ropes and wires are made of a plastic or a biological material protected against biological attack and the plastic is an elastomer, preferably polyethylene, polyester, polytetrafluoroethylene or polyoxymethylene or V4A or a corrosion resistant with V4A same Material.

Bevorzugt sind die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte mit ihrem oberen Ende mit einem Tragelement verklebt oder verschweißt oder mittels an sich bekannten Befestigungsmitteln mit dem Tragelement verschraubt, vernietet oder vernagelt oder die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte sind mindestens einmal um den vollen Umfang des Tragelementes unter Ausnutzung der Reibungseigenschaften des Materials der Trägerelemente gewickelt.Preferably, the cords, ribbons, threads, ropes and / or wires are glued or welded with their upper end to a support member or screwed by means of known fasteners to the support member, riveted or nailed or the cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires are wound at least once around the full circumference of the support member utilizing the frictional properties of the material of the support members.

Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen sehen vor, dass zusätzlich Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte und/oder Stäbe quergeführt in einem Winkel zwischen 0,1° und 90° zur Senkrechten der vom Tragelement herabhängenden Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte angeordnet sind und der Abstand zwischen den quergeführten Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen und/oder Drähten 0,1 mm bis 100 mm beträgt und gleich oder variabel istFurther particularly preferred embodiments provide that in addition cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires and / or bars transversely guided at an angle between 0.1 ° and 90 ° to the vertical of the hanging of the support member cords, Ribbons, threads, ropes and / or wires are arranged and the distance between the transverse cords, ribbons, threads, ropes and / or wires is 0.1 mm to 100 mm and is the same or variable

Typischerweise sind die quergeführten Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe an ihren Enden jeweils an senkrecht geführten flexiblen Führungselementen angeordnet.Typically, the transverse cords, ribbons, threads, cables, wires and / or bars are each disposed at their ends on vertically guided flexible guide elements.

Vorzugsweise sind die quergeführten Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe an den Enden der hängend angeordneten frei beweglichen Trägermaterialien so mit diesen verbunden, dass sie deren Flexibilität nicht einschränken und gleichzeitig ein Verdrehen oder ein Verschlingen der Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte des flexiblen Trägermaterials verhindern.Preferably, the transverse cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars at the ends of the suspended freely movable support materials are connected to them so as not to restrict their flexibility and at the same time to twist or entangle them To prevent cords, ribbons, threads, ropes and / or wires of the flexible carrier material.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass dem Reaktor in Strömungsrichtung des zu reinigenden Abwassers eine flexible Filtermatte aus Kunststoff oder einem textilen Material dem flexiblen Trägermaterial vorgeschaltet ist.A further preferred embodiment provides that the reactor in the flow direction of the wastewater to be cleaned is preceded by a flexible filter mat made of plastic or a textile material of the flexible carrier material.

Gemäß weiterer Ausführungsformen wird die flexible Filtermatte aus Filterelementen wie Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen und/oder Stäben gebildet und/oder die flexible Filtermatte als eine blickdichte Anordnung ausgeführt.According to further embodiments, the flexible filter mat is formed from filter elements such as cords, ribbons, threads, ropes and / or rods and / or the flexible filter mat is designed as an opaque arrangement.

Bevorzugt sind mindestens zwei oder bis zu 100 flexible Matten im Stapelbetrieb übereinander oder im Kaskadenbetrieb versetzt übereinander oder im Reihenbetrieb nacheinander und/oder nebeneinander in vertikaler und/oder horizontaler Anordnung im Reihenbetrieb vorgesehen und ab der zweiten Matte die Filterelemente gegenüber jeder anderen Filtermatte in einem Winkel zwischen 0° und 360° ausgerichtet sind.Preferably, at least two or up to 100 flexible mats stacked one above the other or in cascade staggered one above the other or in series operation in succession and / or side by side in vertical and / or horizontal arrangement in series operation and from the second mat the filter elements with respect to each other filter mat at an angle are aligned between 0 ° and 360 °.

Vorzugsweise sind die flexiblen Matten in einem Winkel von 0,1° bis 89° gegenüber der Horizontalen angeordnet.Preferably, the flexible mats are arranged at an angle of 0.1 ° to 89 ° relative to the horizontal.

Der erfindungsgemäße Bioreaktor hat den besonderen Vorzug, dass eine Schüttung, die auf dem Boden des Reaktors liegt und einen Teil des Reaktionsraums in Anspruch nimmt, nicht benötigt wird und durch das flexible Trägermaterial und dessen Anordnung die mit Mikroorganismen besiedelbare Fläche in einem optimalen Verhältnis zum Volumen des Reaktors gebracht wird. Schwankenden Frachten und Zulaufmengen des Abwassers kann effektiv entsprochen werden. Starre Einbauten mit Tragkonstruktionen mit statischen Funktionen, die einen Teil des Reaktionsraums ineffektiv ausfüllen, sind nicht erforderlich.The bioreactor according to the invention has the particular advantage that a bed, which is located at the bottom of the reactor and occupies a part of the reaction space, is not needed, and due to the flexible support material and its arrangement, the surface settable with microorganisms in an optimum ratio to the volume the reactor is brought. Fluctuating loads and inflow quantities of sewage can be effectively met. Rigid installations with supporting structures with static functions that ineffectively fill part of the reaction space are not required.

Der Bioreaktor mit flexiblem Trägermaterial sichert gegenüber dem bekannten Stand der Technik mehr Biomasse im selben Reaktionsraum und dadurch bedingt eine größere Kontaktfläche von Biomasse und Abwasser bei gleichzeitig flexibler Anpassung an unterschiedliche Durchflussgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von den der Kläranlage zufließenden Abwassermengen und Schmutzfrachten, Stoßbelastungen eingeschlossen.The bioreactor with flexible carrier material secures over the known state of the art more biomass in the same reaction space and thereby requires a larger contact surface of biomass and wastewater at the same time flexible adaptation to different flow rates depending on the sewage treatment plant inflowing wastewater and pollution loads, shock loads included.

In Bezug auf den Vorzug der erfinderischen Lösung hinsichtlich der Kontaktfläche von Abwasser und Biomasse sei nachfolgende Betrachtung für einen zylindrischen Körper erlaubt, wobei seine Oberfläche = die Mantelfläche ohne die senkrecht zu seiner Achse stehenden beiden ebenen Schnittflächen in die Betrachtung einbezogen wird, zumal sich nur eine Schnittfläche im Wasser befindet und diese durch mehr oder weniger regelmäßigen Bodenkontakt nicht dauerhaft mit Biomasse besetzt sein muss.With regard to the advantage of the inventive solution with regard to the contact surface of wastewater and biomass, the following consideration is permitted for a cylindrical body, its surface = the lateral surface without the perpendicular to its axis two flat sectional surfaces is included in the consideration, especially since only one Cut surface is located in the water and this must not be permanently occupied by biomass through more or less regular ground contact.

Wird das Material für einen zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 5,0 mm in der Weise aufgelöst, dass aus derselben Masse dieses Material für diesen zylindrischen Körper eine maximal mögliche Zahl von zylindrischen Körpern mit einem Durchmesser von 0,1 mm gefertigt wird, ergibt sich nachfolgend dargestelltes Verhältnis der Oberflächen des zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 5,0 mm zur Oberfläche der Anzahl der maximal gefertigten zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 0,1 mm zueinander bei einer gleichen Länge aller zylindrischen Körper von 1000 mm. Ein zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 5,0 mm und einer Länge von 1000 mm hat ein Volumen von d²·0,25·π·1000 = 5,0²·0,25·π·1000 = 19635 mm³. Ein zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 1000 mm hat ein Volumen von 0,1²·0,25·π·1000 = 7,854 mm³. Das Verhältnis des Volumens eines zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 5,0 mm zum Volumen eines zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 0,1 mm bei einer Länge von jeweils 1000 mm der beiden zylindrischen Körper beträgt 19635/7,854 = 2500. Aus derselben Menge des Materials, mit dem ein zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 5,0 mm und einer Länge von 1000 mm gefertigt werden kann, können 2500 zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 1000 mm gefertigt werden. Die Oberfläche eines zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 5,0 mm und einer Länge von 1000 mm mit d·π·1000 beträgt 5,0·π·1000 = 15708 mm² und die eines zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 1000 mm beträgt 0,1·π·1000 = 314,16 mm². Das Verhältnis der Oberflächen von 2500 zylindrischen Körpern mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 1000 mm zu einem zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 5,0 mm und einer Länge von 1000 mm beträgt (2500·314,16)/15708 = 50. Werden statt eines zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 5,0 mm und einer Länge von 1000 mm 2500 zylindrische Körper mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 1000 mm in ein Belebungsbecken eingebaut, wird das selbe Volumen für die Einbauten von Festbettmaterial mit 50 zylindrischen Körpern mit einem Durchmesser von 0,1 mm vom verfügbaren Volumen in einem Belebungsbecken in Anspruch genommen wie bei einem zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 5,0 mm, jedoch steht die 50-fache Oberfläche für den Besatz von Biomasse zur Verfügung. Wird weiter unterstellt, dass auf einem zylindrischen Körper eines flexiblen Trägermaterials ein Biomasseaufwuchs erfolgt, der auf der gesamten Länge von 1000 mm bei einem zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 5,0 mm einer umlaufenden aktiven Dicke der Biomasse von 0,5 mm und einer umlaufenden aktiven Dicke der Biomasse von 0,25 mm bei einem zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm entspricht, erhöht sich der Durchmesser eines zylindrischen Körpers von 5,0 mm und einer umlaufenden Bakterienmasse mit einer Dicke von 2·0,5 mm + 5,0 mm auf einen Durchmesser von 6,0 mm und der zylindrische Körper mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer umlaufenden Bakterienmasse mit einer Dicke 0,25 mm auf einen Durchmesser von 2·0,25 mm + 0,1 mm = 0,6 mm. Das Verhältnis der Oberflächen bei diesem angesetzten Biomassebewuchs beträgt gemäß vorstehender vergleichender Berechnung für den zylindrischen Körper mit dem Ausgangsdurchmesser von 5,0 mm einschließlich angesetztem Biomassebewuchs und somit bei einem Durchmesser von 6,0 mm = 18850 mm² und für den zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm und einem Durchmesser einschließlich angesetzten Biomassebewuchs somit bei 0,6 mm = 1131 mm². Daraus ergibt sich bei 50 zylindrischen Körpern ein Verhältnis der bewachsenen Oberflächen von (1131·50)/18850 = 3. Das Volumen der Biomasse bei diesem rechnerischen Ansatz beträgt bei einem zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 5,0 mm 5,0²·0,25·π·1000 = 19635 mm³ und bei dem angesetzten Biomasseaufwuchs von umlaufenden 1,0 mm 6,0²·0,25·π·1000 = 28274 mm³. Das Volumen der Biomasse beträgt danach 28274 – 19635 = 8639 mm³.If the material for a cylindrical body with a diameter of 5.0 mm is dissolved in such a way that from the same mass of this material for this cylindrical body a maximum possible number of cylindrical bodies with a diameter of 0.1 mm is made, results hereinafter, the ratio of the surfaces of the cylindrical body having a diameter of 5.0 mm to the surface of the number of maximum cylindrical bodies having a diameter of 0.1 mm to each other with an equal length of all cylindrical body of 1000 mm. A cylindrical body having a diameter of 5.0 mm and a length of 1000 mm has a volume of d ² × 0.25 × π × 1000 = 5.0 ² × 0.25 × π × 1000 = 19635 mm ³ . A cylindrical body with a diameter of 0.1 mm and a length of 1000 mm has a volume of 0.1 ² · 0.25 · π · 1000 = 7.854 mm ³ . The ratio of the volume of a cylindrical body with a diameter of 5.0 mm to the volume of a cylindrical body with a diameter of 0.1 mm and a length of 1000 mm each of the two cylindrical bodies is 19635 / 7.854 = 2500 Material, with which a cylindrical body with a diameter of 5.0 mm and a length of 1000 mm can be manufactured, 2500 cylindrical bodies with a diameter of 0.1 mm and a length of 1000 mm can be manufactured. The surface of a cylindrical body having a diameter of 5.0 mm and a length of 1000 mm with d × π × 1000 is 5.0 × π × 1000 = 15708 mm ² and that of a cylindrical body having a diameter of 0.1 mm and a length of 1000 mm is 0.1 · π · 1000 = 314.16 mm ² . The ratio of the surfaces of 2500 cylindrical bodies having a diameter of 0.1 mm and a length of 1000 mm to a cylindrical body having a diameter of 5.0 mm and a length of 1000 mm is (2500 × 314.16) / 15708 = 50. If, instead of a cylindrical body with a diameter of 5,0 mm and a length of 1000 mm, 2500 cylindrical bodies with a diameter of 0,1 mm and a length of 1000 mm are installed in an aeration tank, the same volume will be used for the Built-in solid bed material with 50 cylindrical bodies of 0.1 mm in diameter from the available volume in an aeration tank, as in a 5.0 mm diameter cylindrical body, but the 50-fold surface is for biomass stocking to disposal. It is further assumed that biomass growth takes place on a cylindrical body of a flexible carrier material over the entire length of 1000 mm for a cylindrical body having a starting diameter of 5.0 mm of a circumferential active thickness Biomass of 0.5 mm and a circulating active biomass thickness of 0.25 mm in a cylindrical body having a starting diameter of 0.1 mm, the diameter of a cylindrical body of 5.0 mm and a circulating bacterial mass increases with a Thickness of 2 x 0.5 mm + 5.0 mm to a diameter of 6.0 mm and the cylindrical body with a diameter of 0.1 mm and a circulating bacterial mass with a thickness of 0.25 mm to a diameter of 2 x 0.25 mm + 0.1 mm = 0.6 mm. The ratio of the surfaces in this set biomass growth is according to the above comparative calculation for the cylindrical body with the starting diameter of 5.0 mm including attached biomass growth and thus with a diameter of 6.0 mm = 18850 mm ² and for the cylindrical body with an initial diameter of 0.1 mm and a diameter including attached biomass growth thus at 0.6 mm = 1131 mm ² . This results in a ratio of overgrown surfaces of (1131 x 50) / 18850 = 3 for 50 cylindrical bodies. The volume of the biomass in this computational approach is 5.0 ² x 0 for a cylindrical body with a starting diameter of 5.0 mm , 25 · π · 1000 = 19635 mm ³ and with the assumed biomass growth of circulating 1.0 mm 6.0 ² · 0.25 · π · 1000 = 28274 mm ³ . The volume of the biomass is then 28274 - 19635 = 8639 mm ³ .

Das Volumen der Biomasse bei diesem rechnerischen Ansatz beträgt bei einem zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm 0,1²·0,25·π·1000 = 7,854 mm³ und bei dem angesetzten Biomassebewuchs von umlaufenden 0,25 mm 0,6²·0,25·π·1000 = 283 mm³. Das Volumen der Biomasse beträgt je zylindrischem Körper (283 – 7,854) = 275 mm³ und bei 2500 zylindrischen Körpern 688008 mm³. Das Verhältnis des Volumens der Biomasse bei einem zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 5,0 mm und einem umlaufenden biologischen Besatz von 0,5 mm zu 50 zylindrischen Körpern mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm und einem umlaufenden biologischen Besatz von 0,25 mm beträgt 688008/8639 = 79,6 Baut sich auf einem Zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm ein Biomassefilm – wie bei dem zylindrischen Körper mit dem Ausgangsdurchmesser von 5,0 mm – von umlaufend ebenfalls 0,5 mm auf, beträgt der Durchmesser des mit Biomasse besetzten zylindrischen Körpers mit dem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm mit Bewuchs 1,1 mm. Daraus ergibt sich ein Volumen der Biomasse bei einer Länge des zylindrischen Körpers von 1000 mm von 1,1²·0,25·π·1000 = 950 mm³ und ein Volumen der Biomasse von 950 – 7,854 = 942 mm³. Bei 2500 zylindrischen Körpern mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,1 mm beträgt das Volumen der Biomasse 2500·942 mm³ = 2356194 mm³. Dieses Verhältnis bezogen auf den zylindrischen Körper mit einem Ausgangsdurchmesser von 5,0 mm beträgt 2356194/28274 = 83,3.The volume of the biomass in this computational approach is in a cylindrical body with an initial diameter of 0.1 mm 0.1 ² · 0.25 · π · 1000 = 7.854 mm ³ and at the scheduled biomass growth of circulating 0.25 mm 0, 6 ² · 0.25 · π · 1000 = 283 mm ³ . The volume of the biomass per cylindrical body is (283 - 7,854) = 275 mm ³ and for 2500 cylindrical bodies 688008 mm ³ . The ratio of the volume of the biomass in a cylindrical body with a starting diameter of 5.0 mm and a circumferential biological population of 0.5 mm to 50 cylindrical bodies with an initial diameter of 0.1 mm and a circumferential biological population of 0.25 mm is 688008/8639 = 79.6 builds on a cylindrical body with a starting diameter of 0.1 mm, a biomass film - as in the cylindrical body with the starting diameter of 5.0 mm - of circumferentially also 0.5 mm, the Diameter of the biomass-filled cylindrical body with the starting diameter of 0.1 mm with vegetation 1.1 mm. This results in a volume of the biomass at a length of the cylindrical body of 1000 mm of 1.1 ² · 0.25 · π · 1000 = 950 mm ³ and a volume of the biomass of 950 - 7.854 = 942 mm ³ . For 2,500 cylindrical bodies having a starting diameter of 0.1 mm, the volume of the biomass is 2500 × 942 mm ³ = 2356194 mm ³ . This ratio with respect to the cylindrical body having a starting diameter of 5.0 mm is 2356194/28274 = 83.3.

Mit Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen und/oder Drähten kann eine umso größere effektive Fläche für den biologischen Besatz von Biomasse in einem Belebungsbecken geschaffen werden, je mehr Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte mit gleicher Länge und kleineren Durchmessern bezogen auf das Ausgangsmaterial geschaffen werden. Diese Vielzahl von Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen und/oder Drähten kann flexibler in einem Reaktor eingesetzt werden als nur eine einzelne Schnur oder nur ein einzelnes Band oder nur ein einzelner Faden oder nur ein einzelnes Seil oder nur ein einzelner Draht mit der gleichen Materialmenge bei einer Länge von 1000 mm.With strings, ribbons, threads, ropes and / or wires, the greater the effective area for biofuel biomass in an aeration tank, the more cords, ribbons, threads, ropes and / or wires of equal length and smaller diameters be created on the starting material. This variety of cords, ribbons, threads, ropes, and / or wires can be more flexibly used in a reactor than just a single string, or just a single ribbon or yarn, or just a single rope, or just a single wire of the same amount of material at a length of 1000 mm.

Das flexible Trägermaterial besteht gemäß dieser Erkenntnis aus einer Vielzahl von flexiblen Schnüren und/oder Bändern und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähten mit sehr kleinen Durchmessern, die von einem oberen Tragelement in den Bioreaktor herabhängen.According to this knowledge, the flexible carrier material consists of a multiplicity of flexible cords and / or straps and / or threads and / or cables and / or wires with very small diameters which hang down from an upper support element into the bioreactor.

Die Anzahl der Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte wird begrenzt zum einen durch das verfügbare Beckenvolumen und zum anderen durch eine Strömungsgeschwindigkeit, bei der die Kontaktzeit des Abwassers im Reaktionsraum als Folge der Anzahl der Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte so niedrig wird, dass auch mit dem flexiblen Trägermaterial die gewünschte Reinigungsleistung nicht mehr erreicht werden kann. Die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile oder Drähte des flexiblen Trägermaterials sind in ihrer Länge gleich und größer im Verhältnis zur maximalen Höhe der Wassersäule in dem Bioreaktor. Die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte des flexiblen Trägermaterials bewegen sich mit dem das Becken durchströmende Abwasser mit und reduzieren im Unterschied zu starren Einbauten oder anderen Raum beanspruchenden voluminösen Einbauten die Strömungsgeschwindigkeit weniger. Bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten kann durch die Länge eines jeden Elements des Trägermaterials als Schnur, Band, Faden, Seil und/oder Draht, die größer als der Wasserspiegel hoch ist, auch noch im Bereich des Bodens eines Beckens Biomasse, die auf dem Trägermaterial angesiedelt ist, Abwasser reinigen.The number of cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires is limited on the one hand by the available basin volume and on the other by a flow rate at which the contact time of the wastewater in the reaction space as a result of the number of cords, Ribbons, threads, ropes and / or wires is so low that even with the flexible substrate the desired cleaning performance can not be achieved. The cords, ribbons, threads, ropes or wires of the flexible carrier material are equal in length and greater in relation to the maximum height of the water column in the bioreactor. The cords, ribbons, threads, ropes and / or wires of the flexible carrier material move with the wastewater flowing through the basin and reduce the flow rate less, in contrast to rigid installations or other volume-consuming bulky installations. At higher flow velocities, the length of each element of the carrier material, such as cord, ribbon, thread, rope and / or wire, which is higher than the water level, can also cause biomass located on the carrier material in the area of the bottom of a basin. Clean wastewater.

Eine weitere Kennzeichnung der Flexibilität des Trägermaterials ist die Variabilität seiner Anordnung im Bioreaktor. So kann mit einem flexiblen Trägermaterial nach der allgemein bekannten Reduktion von Zuflussmenge und Fracht bei Trockenwetter in der Nacht zu einer Kläranlage und dem dann kurzzeitig schnellen Anstieg von Zuflussmenge und Fracht in den Morgenstunden das Trägermaterial in dieser Zeit im Becken im Bereich des Zuflusses konzentriert werden und nachfolgend wieder gleichmäßig über den gesamten Bereich eines Reaktors verteilt werdenAnother indication of the flexibility of the substrate is the variability of its placement in the bioreactor. So can with a flexible support material after the well-known reduction of inflow and cargo in dry weather at night to a sewage treatment plant and the then briefly rapid increase in inflow and freight in the morning hours, the carrier material concentrated in the basin in the inflow area be subsequently distributed again evenly over the entire range of a reactor

Das flexible Trägermaterial hat den Vorzug, dass durch das geringe Gewicht seiner sehr dünnen Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte eine einfache Tragkonstruktion ausreicht. Der höchste Lastfall dieser Tragkonstruktion ist der Zeitpunkt des Einbaus, da nach dem Einbau durch den Auftrieb der Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte das von der Tragkonstruktion zu tragende Gewicht entsprechend reduziert wird. Gegebenenfalls sind Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte gegen Auftrieb zu sichern. Als Trägermaterial können alle Elastomere eingesetzt werden, zum Beispiel aus Polyethylen, Polyester, Polytetrafluorethylen oder Polyoxymethylen oder aus V4A mit einem Durchmesser ab 0,01 mm bis zu einem Durchmesser von 10 mm sowie Bänder mit Dicke von 0,1 mm und Breite von mindestens dem 1,1 fachen ihrer Dicke verwendet werden.The flexible support material has the advantage that the simple weight of its very thin cords, ribbons, threads, ropes and / or wires, a simple support structure is sufficient. The highest load case of this support structure is the time of installation, since after installation by the buoyancy of the cords, ribbons, threads, ropes and / or wires, the weight to be borne by the supporting structure is reduced accordingly. If necessary, cords, ribbons, threads, ropes and / or wires are to be secured against buoyancy. As carrier material, it is possible to use all elastomers, for example polyethylene, polyester, polytetrafluoroethylene or polyoxymethylene or V4A with a diameter from 0.01 mm up to a diameter of 10 mm and also strips with a thickness of 0.1 mm and a width of at least that 1.1 times their thickness can be used.

Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte des flexiblen Trägers als dessen elementare Bestandteile können über ein Tragelement gehängt werden, wobei die auf beiden Seiten des Tragelementes herabhängenden flexiblen Trägermaterialien auf beiden Seiten des Tragelementes gleich lang oder auf jeder Seite des Tragelementes unterschiedlich lang sein können. Die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte können mit einem festen Abstand zueinander von 0,1 mm oder mit einem gleichzeitig festen als auch variablen Abstand und sowohl einen Abstand zueinander von 0,1 mm und > 0,1 mm bis zu 100 mm und auch mit einem festen Abstand zueinander von 100 mm angeordnet sein.Lines, straps, threads, ropes and / or wires of the flexible support as its elemental components can be hung over a support member, wherein the hanging on both sides of the support member flexible support materials on both sides of the support element the same length or on each side of the support member of different lengths could be. The cords, ribbons, threads, ropes and / or wires may be at a fixed distance from each other of 0.1 mm or at a fixed as well as variable distance and both at a distance of 0.1 mm and> 0.1 mm up to 100 mm and also be arranged with a fixed distance from each other of 100 mm.

Das Tragelement kann aus jedem für eine Tragkonstruktion geeigneten Material wie Kunststoff mit seinen verschiedenen Zusammensetzungen, Beton, Holz, Stahlbeton, Stahl oder jedem anderen Metall in seinen unterschiedlichen Legierungen oder aus Verbundwerkstoffen in seinem Design und in seiner statischen Auslegung in der Weise ausgeführt werden wie er üblicherweise in der Bautechnik als Trägerkonstruktion eingesetzt wird oder wie er zusätzlich künftig mit künftigen Materialien und Formen als Trägerkonstruktion eingesetzt werden kann oder eingesetzt wird, bestehen. Die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte können mit dem Tragelement auch verklebt und/oder verschweißt werden, sie können mit besonderen eigenen Befestigungselementen mit dem Tragelement verschraubt, vernietet, vernagelt oder in jeder anderen bekannten Weise oder künftig noch anwendbaren Weise mechanisch befestigt oder durch thermische Einwirkung dauerhaft mit dem Tragelement oder durch chemische Verfahren dauerhaft mit diesem verbunden werden. Die einzelnen Trägermaterialien können einzeln oder in ihrer Gesamtheit mindestens einmal um den ganzen Umfang des Tragelements gewickelt werden, wobei zur Fixierung die Reibungskräfte des jeweiligen Materials und des jeweiligen Trägerelements genutzt werden können. Die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte können durch eine Schlaufe, die sich am Ende einer Schnur oder eines Bandes oder eines Fadens oder eines Seils oder eines Drahtes befindet, gezogen und über das Tragelement geworfen und daran aufgehängt werden. Die Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte können durch Bohrungen im Tragelement geführt werden, an deren einem Ende sich ein Knoten befindet, der nicht durch die Bohrung gleiten kann und die Funktion des Tragens für die Schnur, die durch die Bohrung geführt wird, übernimmt. Die Schnüre, Bände, Fäden, Seile und/oder Drähte können sich in einer Reihe auf einer Seite des Tragelements befinden. Sie können in unterschiedlicher Anzahl wechselseitig auf beiden Seiten des Tragelements angeordnet werden. Sie können sowohl wechselseitig auf beiden Enden als auch mittig in der Längsachse oder parallel zur Längsachse im Tragelement angeordnet werden und in jeder dieser beschriebenen Positionen vom Tragelement herabhängen. Zusätzlich können Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe im Winkel zwischen 0,1° und 90° zur Senkrechten zu den gerade vom Tragelement senkrecht vorgesehenen Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen, Drähten und/oder Stäben angeordnet werden. Sie können als quergeführte Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe auf den von einer Seite oder von beiden Seiten des Tragelements senkrecht vorgesehenen Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen, Drähten und/oder Stäben in unterschiedlicher Zahl auf jeder einzelnen Seite angeordnet werden. Die quergeführten Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe können wie ein Gewebe bzw. Gitter durch die senkrechten Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe geführt werden. Der Abstand der quergeführten Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe kann bei jedem Winkel von 0,1° bis 90° von 0,1 mm bis 100 mm betragen, wobei der Abstand der einzelnen Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe variabel sein kann und auch zueinander gleich sein kann oder teilweise zu einander variabel und teilweise zu einander gleich sein kann.The support member may be made of any material suitable for a support structure such as plastic with its various compositions, concrete, wood, reinforced concrete, steel or any other metal in its different alloys or composites in its design and in its static design in the manner as he Usually used in construction technology as a support structure or how it can also be used in future with future materials and forms as a support structure or is used exist. The cords, ribbons, threads, ropes and / or wires can also be glued and / or welded to the support element, they can be screwed, riveted, nailed or in any other known manner or mechanically applicable in the future with special own fasteners to the support element fixed or permanently connected by thermal action with the support member or by chemical methods permanently with this. The individual carrier materials can be wound individually or in their entirety at least once around the entire circumference of the support element, wherein the friction forces of the respective material and the respective carrier element can be used for fixing. The cords, bands, threads, ropes and / or wires may be pulled through a loop located at the end of a string or band or thread or rope or wire and thrown over the support member and suspended therefrom. The cords, ribbons, threads, ropes and / or wires may be passed through holes in the support member at one end of which there is a knot which can not slide through the bore and the function of supporting the cord passing through the bore will take over. The cords, bands, threads, ropes and / or wires may be in line on one side of the support member. You can be arranged in different numbers alternately on both sides of the support element. They can be mutually arranged on both ends as well as centrally in the longitudinal axis or parallel to the longitudinal axis in the support element and hang down in each of these described positions of the support element. In addition, cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars can be arranged at an angle of between 0.1 ° and 90 ° to the perpendicular to the cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars straight of the support element. They may be transverse threads, tapes, threads, ropes, wires and / or rods on the laces, tapes, threads, ropes, wires and / or rods perpendicularly provided on one side or both sides of the support member in varying numbers on each individual side to be ordered. The transverse cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars may be passed through the vertical cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars like a grid. The spacing of the transverse cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars may be from 0.1 mm to 100 mm at any angle of 0.1 ° to 90 °, with the spacing of the individual cords, ribbons, threads, Ropes, wires and / or rods may be variable and may also be equal to each other or partially variable with each other and partially equal to each other.

Mit einem flexiblen Trägermaterial kann der Volumenstrom für die Rückführung der abgesetzten Biomasse aus einem Nachklärbecken entweder drastisch reduziert oder vollständig eingestellt werden. Der Aufwand für den Verbrauch von elektrischem Strom für den Transport dieser Biomasse kann proportional reduziert werden bzw. eingestellt werden. In einem SBR bleibt ein Teil oder der gesamte Teil der aktiven Biomasse auf dem flexiblen Träger zurück. Die Dauer des Absetzens und des Abzugs des Überschussschlamms aus dem Reinigungsprozess kann reduziert werden. Ein Teil des Volumens des Reaktionsraums kann bei Konzeption neuer SBR entfallen oder vorhandenes Volumen kann vor allem bei Lastspitzen effizienter genutzt werden. Mit dem flexiblen Trägermaterial kann ein wesentliches Problem der biologischen Abwasserreinigung in weiten Teilen gelöst werden. Bei Niederschlag erhöht sich die Zuflussmenge in ein Belebungsbecken. Hierdurch erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit im starren Reaktionsraum. Dies hat zur Folge, dass die vorhandene Biomasse durch die höhere Geschwindigkeit schneller ausgeschwemmt wird. Hierdurch bedingt ist eine größere Menge von abgetrenntem Überschussschlamm aus der Nachklärung in dem Zulauf zur Belebung zurück zu pumpen. Mit sessilen Organismen auf dem flexiblen Trägermaterial ist auch bei Niederschlag eine konstante Mindestdichte der Biomasse im Belebungsbecken vorhanden. Dies bewirkt durch den höheren Besatz eine stabilere Reinigungsleistung und ebenfalls einen geringeren Rücklauf und damit verbunden eine geringeren Bedarf an elektrischer Energie. Die Effizienz der biologischen Abwasserreinigung wird auch durch eine optimale Konzentration der suspendierten Biomasse in einem Belebungsbecken bestimmt. Ist der Besatz in den Belebungsbecken höher als die verfügbaren Nährstoffe, die für eine Grundversorgung der Biomasse erforderlich sind, beginnt die sogenannte Autolyse. Die Biomasse zehrt Sauerstoff und baut dabei eigene Zellsubstanz ab. Dieser Prozess wird bei der sogenannten aeroben Klärschlammstabilisierung eingesetzt. Er ist energieintensiv, da bei diesem Prozess ein Überschuss an Sauerstoff im Wasser unvermeidbar ist. Dieser Prozess ist vor allem in Kläranlagen gefürchtet, denen nachts eine geringe Wassermenge mit einer zudem geringen Schmutzfracht zufließt. Bei diesen Kläranlagen muss bei Zunahme der Abwassermenge und der Schmutzfracht in den frühen Morgenstunden die Biomasse, da sie sich über Nacht selbst sehr weit ausgezehrt hat, an die zulaufende Fracht adaptiert werden, wodurch sich der Beginn des eigentlichen Reinigungsprozesses verzögert und bis zum Einsetzen des eigentlichen Reinigungsprozesses eine erhöhte Luftmenge und damit verbunden ein erhöhter Stromverbrauch erforderlich ist.With a flexible carrier material, the volume flow for the return of the settled biomass from a secondary clarifier can either be drastically reduced or completely adjusted. The expenditure for the consumption of electric current for the transport of this biomass can be proportionally reduced or adjusted. In an SBR, part or all of the active biomass remains on the flexible support. The duration of settling and removal of the excess sludge from the cleaning process can be reduced. Part of the volume of the reaction space may be at Design of new SBR omitted or existing volume can be used more efficiently, especially at peak loads. With the flexible carrier material, a significant problem of biological wastewater treatment can be solved in large parts. During precipitation, the inflow increases in an aeration tank. This increases the flow velocity in the rigid reaction space. This has the consequence that the existing biomass is flushed out faster by the higher speed. As a result, a larger amount of separated excess sludge from the final clarification in the inlet to pump back to revival. With sessile organisms on the flexible carrier material, a constant minimum density of the biomass in the aeration tank is also present during precipitation. This causes by the higher stocking a more stable cleaning performance and also a lower return and associated lower demand for electrical energy. The efficiency of biological wastewater treatment is also determined by an optimal concentration of suspended biomass in an activated sludge tank. If the stocking in the aeration tanks is higher than the available nutrients that are required for a basic supply of the biomass, the so-called autolysis begins. The biomass consumes oxygen and thereby breaks down its own cell substance. This process is used in the so-called aerobic sewage sludge stabilization. It is energy intensive, as in this process an excess of oxygen in the water is unavoidable. This process is especially feared in sewage treatment plants, which receive a small amount of water at night with a low pollution load. In these sewage treatment plants, the biomass has to be adapted to the incoming cargo, as it has been emptying itself overnight, as the amount of sewage and dirt load increases, delaying the start of the actual cleaning process and until the actual application of the biomass Cleaning process an increased amount of air and thus an increased power consumption is required.

Mit dem flexiblen Trägermaterial besteht aufgrund des geringen Gewichts der einzelnen Elemente die Möglichkeit, Biomasse durch Herausheben eines Tragelementes mit einer bestimmten Anzahl von Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen und/oder Drähten den Sauerstoffverbrauch im Rahmen des Autolyse-Prozesses einzuschränken.Due to the low weight of the individual elements, the flexible carrier material makes it possible to limit the consumption of oxygen as part of the autolysis process by extracting a carrier element with a certain number of strings, tapes, threads, cables and / or wires.

Bisher ist unbekannt, wie geringere Schmutzfrachten als die, für die ein Belebungsbecken ausgelegt ist, sich auf den Reinigungsprozess und auf den Energiebedarf für den Lufteintrag auswirken bzw. wie der Reinigungsprozess an sich auf diese geringeren Zulauffrachten eingestellt und hierauf optimiert werden kann. Belebungsbecken werden als ideal durchmischte Reaktoren betrieben. Bei geringeren Zulauffrachten kann der Reinigungsprozess in einem bestimmten Teil des Belebungsbeckens im Bereich des Zulaufs abgeschlossen sein. In einem letzten Teil des Beckens vor dem Auslauf ist das Abwasser möglicherweise so weit gereinigt, dass in diesem Bereich der Eintrag von Luft nicht mehr erforderlich ist. Mit dem flexiblen Trägermaterial und sessiler immobilisierter Biomasse lässt sich der Energiebedarf für den Lufteintrag an den Reinigungsprozess anpassen und der Energiebedarf für die biologische Abwasserreinigung weiter optimieren, indem flexible Trägerelemente dort in einem Belebungsbecken positioniert werden wo sie für den Reinigungsprozess jeweils benötigt werden. Im Unterschied zu einem starren Festbett sind Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte als flexible Trägerelemente synchron mit der Strömung des Abwassers in Bewegung. Die Ausrichtung der flexiblen Trägerelemente im strömenden Wasser wird von der Strömungsgeschwindigkeit mitbestimmt. Durch ihre Elastizität und die Anpassung an die Strömungsgeschwindigkeit nimmt ihre Oberfläche ständig in Strömungsrichtung unterschiedliche Biegeradien an. Diese dauerhafte Änderung der Form der Oberfläche erschwert Anhaften von mehreren Millimeter starkem mineralisiertem – mineralisierter Besatz ist totes weil mineralisches Material und nicht mehr am Prozess der biologischen Reinigung beteiligt – Besatz, wie er typisch für starre Festbetten ist. Durch die Verhinderung des Besatzes von mehreren Millimeter starkem und bereits mineralisiertem biologischem Rasen lösen sich auch keine größeren mineralisierten Partikel von den Oberflächen des flexiblen Trägers ab, wie sie für das Abspülen von biologischem Rasen in Tropfkörpern typisch sind. Die vom flexiblen Trägermaterial abgelösten feinen und nach der Ablösung suspendierenden Feststoffpartikel werden mit dem Abwasser mitgerissen und können sich in einem nachfolgenden Absetzbecken oder in einer in das Belebungsbecken integrierten Absetzzone absetzen. Mit einem flexiblen Trägermaterial kann die Biomasse in den Belebungsbecken weitgehend immobilisiert werden. Hierdurch reduziert sich das Volumen des Rücklaufschlamms zur Rückführung der ausgeschwemmt Biomasse. Gegebenenfalls kann die Rückführung von Biomasse bei ausreichender Dimensionierung des flexiblen Trägermaterials in den verfügbaren Reaktionsraum des Belebungsbeckens abgestellt werden. Nach dem Energieverbrauch für den Lufteintrag in die Belebung ist der Energieverbrauch für die Rückführung der ausgeschwemmten Biomasse der zweithöchste bei der biologischen Abwasserreinigung. Durch einen weitestgehend vollständigen Rückhalt der Biomasse im Belebungsbecken auf dem flexiblen Trägermaterial kann das Volumen für die Nachklärung reduziert werden. Die Speicherfunktion des Nachklärbeckens für den Regenwetterfall kann reduziert werden und möglicherweise auch entfallen. Die Steuerung der biologischen Abwasserreinigung bei schwankenden Frachten bzw. Konzentrationen im Zulauf zur Kläranlage durch unterschiedliches Verbrauchsverhalten (Tag/Nacht) oder Niederschlagsereignisse erfolgt über die Steuerung des Volumens des Rücklauschlamms aus der Nachklärung in den Reaktor bzw. das Belebungsbecken sowie über die eingetragene Sauerstoff-/Luftmenge. Mit dem flexiblen Trägermaterial und seiner einfachen Handhabung besteht die Möglichkeit, die Biomassekonzentration über dem flexiblen Trägermaterial an die Schwankungen in der Zulauffracht und in der Zulaufmenge effizienter anzupassen und den Volumenstrom für die energieintensive Rückführung von Biomasse aus der Nachklärung in die Belebung drastisch zu reduzieren oder die Rückführung wird im Idealfall nicht mehr erforderlich. Das flexible Trägermaterial kann durch seinen Aufbau mit mindestens einer Lage von Schnüren, Bändern, Fäden, Seilen und/oder Drähten und maximal einer Lage quergeführter Schnüre, Bänder, Fäden, Seile, Drähte und/oder Stäbe, die zu einer Filtermatte mit einem einfachen Gewebe oder Gitter mit den senkrechten Schnüren und/oder Bändern und/oder Fäden und/oder Seilen und/oder Drähten und/oder Stäben verflochten sein, welches jederzeit leicht gereinigt werden kann. Das Gitter kann ohne besonderen Aufwand aus einem Reaktor/Belebungsbecken herausgehoben werden und es kann aufgrund seines geringen Gewichts auch zu einem Reinigungsplatz geführt werden. Es kann ohne besonderen Aufwand in die üblichen Aufgaben zur Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft und Funktionstüchtigkeit der biologischen Reinigungsstufe einer Kläranlage integriert werden.So far, it is unknown how lower pollution loads than those for which an activated sludge tank is designed to affect the cleaning process and the energy requirements for the air entry or how the cleaning process can be adjusted to these lower feed loads and optimized for this purpose. Aeration tanks are operated as ideally mixed reactors. With lower feed loads, the cleaning process in a certain part of the aeration tank in the area of the feed can be completed. In a final part of the basin in front of the spout, the wastewater may have been cleaned to such an extent that the entry of air is no longer necessary in this area. With the flexible carrier material and sessile immobilized biomass, the energy requirement for the air intake can be adapted to the cleaning process and the energy requirement for biological wastewater treatment can be further optimized by positioning flexible support elements in an aeration tank where they are needed for the cleaning process. In contrast to a rigid fixed bed, cords, ribbons, threads, ropes and / or wires as flexible support elements are in synchronism with the flow of the waste water in motion. The orientation of the flexible support elements in the flowing water is determined by the flow velocity. Due to their elasticity and the adaptation to the flow speed, their surface constantly assumes different bending radii in the direction of flow. This permanent change in the shape of the surface impedes adhesion of several millimeters of strong mineralized - mineralized trim is dead because mineral material and no longer involved in the process of biological purification - trim, as is typical of rigid fixed beds. By preventing the seizure of multi-millimeter thick and already mineralized biological turf, no major mineralized particles separate from the surfaces of the flexible support typical of rinse-off of biological turf in drip bodies. The detached from the flexible support material fine and suspended after the detachment of solid particles are entrained with the wastewater and can settle in a subsequent settling tank or in a settling integrated into the settling tank. With a flexible carrier material, the biomass can be largely immobilized in the aeration tank. This reduces the volume of return sludge to return the washed out biomass. Optionally, the return of biomass can be turned off with sufficient dimensioning of the flexible support material in the available reaction space of the aeration tank. After the energy consumption for the air entry into the activation, the energy consumption for the recycling of the washed-out biomass is the second highest in biological wastewater treatment. By a largely complete retention of the biomass in the aeration tank on the flexible substrate, the volume for the final clarification can be reduced. The storage function of the secondary settling tank for the rainy weather can be reduced and possibly also eliminated. The control of biological wastewater treatment at fluctuating Freights or concentrations in the inlet to the treatment plant due to different consumption behavior (day / night) or precipitation events takes place via the control of the volume of the return lamb from the final clarification into the reactor or the aeration tank and via the registered oxygen / air volume. With the flexible carrier material and its ease of use, it is possible to more efficiently adapt the biomass concentration above the flexible carrier material to the fluctuations in the feed charge and in the feed quantity and to drastically reduce the volume flow for the energy-intensive recycling of biomass from the secondary clarification to the activation or Return is ideally no longer necessary. The flexible substrate may be constructed with at least one layer of cords, ribbons, threads, ropes and / or wires and at most one ply of transverse cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or rods forming a filter mat with a plain weave or mesh with the vertical cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires and / or rods intertwined, which can be easily cleaned at any time. The grid can be lifted out of a reactor / aeration tank without special effort and it can also be led to a cleaning station due to its low weight. It can be integrated without any special effort in the usual tasks to maintain the operational readiness and functionality of the biological treatment stage of a wastewater treatment plant.

Die Effizienz des flexiblen Trägermaterials kann durch eine vorgeschaltete flexible Filtermatte gesteigert werden. Es ist seit Gründung der Abwassertechnik bekannt, dass auch feinere Abwasserinhaltsstoffe, die nicht von den üblichen starren Rechen mit Stababständen von minimal 1 bis 2 mm und/oder Sieben mit Lochweiten von minimal 2 bis 3 mm zurückgehalten werden, zu erheblichen Betriebsstörungen und Funktionseinschränkungen in Anlagen und Einrichtungen zur biologischen Abwasserreinigung führen können. Folgen sind Betriebsstörungen wie das Verstopfen von Pumpen, die Ablagerungen von Feststoffen am Boden von Belebungsbecken, die bis zu zehn Volumenprozent des Reaktionsraums einnehmen können sowie Ablagerungen in Faulbehältern, die auf Dauer das Reaktionsvolumen um bis zu 25 bis 30 Volumen Prozent reduzieren können. Diese Feststoffe führen auch bei Festbetten mit statischen Tragkonstruktionen, wie sie im Belebungsbecken eingesetzt bzw. eingestellt werden auf Dauer zu Einschränkungen der Funktionsweise der Festbetten und dadurch ausgelöst die Reduktion der Effizienzder Belebung.The efficiency of the flexible carrier material can be increased by an upstream flexible filter mat. It has been known since the founding of sewage technology that even finer wastewater constituents, which are not retained by the usual rigid rakes with bar distances of minimally 1 to 2 mm and / or sieves with hole widths of a minimum of 2 to 3 mm, lead to considerable malfunctions and functional limitations in plants and facilities for biological wastewater treatment can lead. Consequences include malfunctions such as pump clogging, sediment deposits on the bottom of aeration tanks, which can occupy up to ten percent by volume of the reaction space, and deposits in digesters that can permanently reduce the reaction volume by up to 25 to 30 percent by volume. Even with fixed beds with static supporting constructions, such as those used or set in the aeration tank, these solids permanently lead to restrictions on the functioning of the fixed beds and thereby trigger a reduction in the efficiency of the activation.

Die flexible Filtermatte besteht aus mehreren Schnüren, Bändern, Fäden, Seile und/oder Drähten, die in eine Tragkonstruktion eingespannt werden können. Kennzeichnend für die flexible Filtermatte ist die Anordnung der Schnüre und/oder Bänder in mindestens zwei Schichten übereinander. Dabei sind die eingebauten Schnüre und/oder Bänder so angeordnet, dass eine Filtermatte nach Einbau aller Schnüre und/oder Bänder in ihrer Gesamtheit blickdicht ist. Mit dieser Anordnung wird erreicht, dass das Abwasser bzw. Wasser so weit wie möglich über die gesamte Fläche des Filters verteilt wird. Durch die Verteilung des Abwassers bzw. Wassers über die Fläche reduziert sich die Oberflächenbeschickung in m³/(m²·h), die aufgelöst m/h und damit die Geschwindigkeit des Wassers durch das Filter ergibt. Das Wasser bzw. Abwasser fließt zwischen den Abständen der einzelnen nicht fest miteinander verbundenen Schnüre, Bänder, Fäden, Seile und/oder Drähte, die jedoch aufgrund ihrer engen Anordnung zueinander feine Feststoffe zurückhalten, hindurch. Die Tragkonstruktion besteht aus mindestens zwei gegenüberliegenden Tragelementen, die mit den zwischen ihnen angeordneten und mit ihnen verbundenen Schnüren, Bändern, Fäden oder Seilen ein Filterbett bilden, wobei die beiden Tragelemente auf einer geodätischen Ebene oder auf unterschiedlichen geodätischen Ebenen angeordnet sein können. Beide Tragelemente können in geometrisch identischer Form ausgeführt sein oder sie können sich in ihrer geometrischen Form unterscheiden. Sie können beide als Rundstab oder als Rechteck oder als Quadrat oder als Dreieck oder in eliptischer Form oder in einer beliebigen anderen Form ausgeführt sein oder es kann jedes für sich eine der beschriebenen oder auch sonst jede andere mögliche Form annehmen und das jeweils andere Tragelement kann jeder andere Form annehmen. Beide Tragelemente oder jedes Tragelement für sich können über die gesamte Länge in der gleichen geometrischen Form ausgeführt sein oder sie können sich über ihre Länge in ihrer Form verändern. Die Tragelemente können auch in Form eines mindestens dreieckigen Rahmens oder eines Rahmens mit einer beliebigen Anzahl von Seiten oder als Kreis oder als Ellipse oder als sonstige beliebig angeordnete Fläche ausgebildet sein. Ein Rahmen kann parallel zur Grundfläche eines Bauwerks oder Gebäudes, in dem er eingesetzt wird oder in einer Neigung zwischen 0,1° und 89° über der Grundfläche des Bauwerks oder Gebäudes, in dem er eingesetzt wird, angeordnet werden. Die Form des Rahmens kann von einem definierten Ausgangspunkt bis zum Erreichen dieses Ausgangspunkts an jeder Stelle eine beliebige Form annehmen. Für das Gewebe einer flexiblen Filtermatte können alle Kunststoffe, die den Gruppen der Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere zugeordnet werden, vorrangig jedoch lebensmittelneutrale Kunststoffe wie Polyethylen, Polyester, Polytetrafluorethylen und Polyoxymethylen oder V4A mit einem Durchmesser ab 0,01 mm bis zu einem Durchmesser von 10 mm oder mit einer Kantenlänge von 0,1 mm bis 10 mm verwendet werden, die dauerhaft im Milieu eines Abwasserbeckens eingesetzt werden. Die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte können jede bekannte geometrische Form wie Kreis, Quadrat, Rechteck, Dreieck, Ellipse oder sonstige bekannte oder beliebig anordnungsbare Flächen haben. Sie haben eine Länge von 0,1 mm bis 100 m und sie sind entweder über die gesamte Fläche nebeneinander zu einer ebenen Ausgangsfläche angeordnet oder sie haben bezogen auf die parallele Ausgangsfläche an einzelnen Stellen oder über den gesamten Umfang der Ausgangsfläche an jedem Punkt der Ausgangsfläche eine andere Länge zum Ausgangspunkt der Ausgangsfläche. Die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte der flexiblen Filtermatte als elementare Bestandteile der flexiblen Festmatte können zwischen mindestens zwei Trägern verspannt werden. Die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte können mit einem Abstand zu einander von 0,01 mm bis zu einem Abstand von 100 mm nebeneinander angeordnet werden, wobei der Abstand der einzelnen Schnüre, Bänder, Fäden oder Seile zueinander zwischen 0,1 mm und 100 mm variabel sein kann und auch zueinander gleich sein kann oder teilweise zu einander variabel und teilweise zu einander parallel sein kann. Die Schnüre und/oder Bänder werden vorzugsweise in eine Richtung entweder parallel oder in eine Richtung ausgerichtet nebeneinander in einer Schicht oder in mehreren Schichten übereinander angeordnet, wobei sie für den Betrieb gespannt werden und für die Reinigung die Spannung in der Weise vermindert werden kann, dass die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte bei Reduktion der Spannung vergleichbar einer Seillinie durchhängen. Die Trägerkonstruktion kann aus jedem dafür geeignetem Material wie Kunststoff mit seinen verschiedenen Zusammensetzungen, Beton, Holz, Stahlbeton, Stahl oder anderen Metallen in ihren unterschiedlichen Legierungen oder aus Verbundwerkstoffen in seinem Design und in seiner statischen Auslegung in der Weise ausgeführt werden wie er heute als Trägerkonstruktion eingesetzt wird oder wie er zusätzlich künftig mit künftigen Materialien und Formen als Trägerkonstruktion eingesetzt werden kann oder eingesetzt wird, bestehen. Die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seil können mit der Trägerkonstruktion verklebt und/oder verschweißt werden, sie können mit besonderen eigenen Befestigungselementen mit der Trägerkonstruktion verschraubt, vernietet, vernagelt oder in jeder anderen bekannten Weise oder künftig noch anwendbaren Weise mechanisch befestigt oder durch thermische Einwirkung dauerhaft mit der Trägerkonstruktion verbunden werden oder durch chemische Verfahren dauerhaft mit ihm verbunden werden. Sie können durch weitere Elemente mit der Trägerkonstruktion verspannt werden oder durch elastische Auflagen zwischen zwei Trägerelementen, die zusammen gepresst werden und zwischen denen sich die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile befinden an der Trägerkonstruktion befestigt werden. Die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile können durch eine Schlaufe, die sich am Ende einer Schnur oder eines Bandes befindet, das über ein Element der Trägerkonstruktion geworfen wird und durch ein Ende der Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile und/oder Drähte geführt wird an einem zweiten Trägerelement befestigt. Die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile können durch Bohrungen in einem Tragelement oder durch mehrere Tragelemente geführt werden, an deren einem Ende sich ein Knoten befindet, der nicht durch die Bohrung geführt werden kann und für die Schnüre und/oder Bänder und/oder Fäden und/oder Seile im Tragelement fixiertThe flexible filter mat consists of several strings, ribbons, threads, ropes and / or wires, which can be clamped in a supporting structure. Characteristic of the flexible filter mat is the arrangement of the cords and / or bands in at least two layers one above the other. The built-in cords and / or straps are arranged so that a filter mat after installation of all cords and / or bands in their entirety is opaque. With this arrangement it is achieved that the waste water or water is distributed as far as possible over the entire surface of the filter. The distribution of the waste water or water over the surface reduces the surface charge in m ³ / (m ² · h), which results in dissolved m / h and thus the speed of the water through the filter. The water or sewage flows between the intervals of the individual non-tightly connected cords, tapes, threads, ropes and / or wires, but due to their close arrangement withhold fine solids from each other. The support structure consists of at least two opposing support members which form a filter bed with the laces, bands, threads or ropes arranged between them and connected thereto, the two support members being arranged on a geodetic plane or on different geodesic planes. Both support elements can be designed in geometrically identical form or they can differ in their geometric shape. They can both be designed as a round rod or as a rectangle or as a square or as a triangle or in an elliptical shape or in any other form, or it can each take on one of the described or any other possible shape and the other support element can each take another form. Both support elements or each support element can be carried out over the entire length in the same geometric shape or they can change in shape over their length. The support elements may also be designed in the form of an at least triangular frame or a frame with any number of sides or as a circle or as an ellipse or as any other arbitrarily arranged surface. A frame may be placed parallel to the base of a building or building in which it is used or at an inclination between 0.1 ° and 89 ° above the base of the building or building in which it is used. The shape of the frame can take any shape from a defined starting point until reaching this starting point at each point. For the fabric of a flexible filter mat, all plastics that are assigned to the groups of thermoplastics, thermosets and elastomers, but primarily food-grade plastics such as polyethylene, polyester, polytetrafluoroethylene and polyoxymethylene or V4A with a diameter from 0.01 mm to a diameter of 10 mm or can be used with an edge length of 0.1 mm to 10 mm, which is durable in the Milieu of a sewage tank can be used. The cords and / or ribbons and / or threads and / or ropes and / or wires may have any known geometric shape such as circle, square, rectangle, triangle, ellipse or any other known or arbitrarily arrangeable surfaces. They have a length of 0.1 mm to 100 m and they are either arranged over the entire surface next to each other to a flat starting surface or they have in relation to the parallel output surface at individual points or over the entire circumference of the output surface at each point of the output surface other length to the starting point of the starting area. The cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires of the flexible filter mat as elementary components of the flexible fixed mat can be clamped between at least two carriers. The cords and / or ribbons and / or threads and / or ropes and / or wires can be arranged side by side with a distance from one another of 0.01 mm to a distance of 100 mm, the spacing of the individual cords, bands, threads or ropes can be variable to one another between 0.1 mm and 100 mm and can also be equal to each other or partially variable to each other and partially parallel to each other. The cords and / or ribbons are preferably stacked in one direction, either parallel or unidirectional, in one layer or in multiple layers, being tensioned for operation, and for cleaning, the tension may be reduced such that sag the strings and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires with reduction of tension comparable to a rope line. The support structure can be made of any suitable material such as plastic with its various compositions, concrete, wood, reinforced concrete, steel or other metals in their different alloys or composites in its design and in its static design in the way it is today as a support structure or how it can additionally be used or used in the future with future materials and forms as a support construction. The cords and / or bands and / or threads and / or rope can be glued and / or welded to the support structure, they can be screwed, riveted, nailed or in any other known manner or in the future still applicable manner with special own fasteners to the support structure mechanically attached or permanently connected by thermal action with the support structure or permanently connected by chemical processes with him. They can be braced by other elements with the support structure or by elastic supports between two support members which are pressed together and between which the cords and / or straps and / or threads and / or ropes are attached to the support structure. The cords and / or ribbons and / or threads and / or ropes may be provided by a loop located at the end of a string or ribbon thrown over an element of the support structure and through an end of the cords and / or bands and / or or threads and / or ropes and / or wires is attached to a second support member. The cords and / or bands and / or threads and / or ropes may be passed through holes in a support member or through a plurality of support members at one end of which there is a knot which can not be passed through the bore and / or for the cords and / or or straps and / or threads and / or ropes fixed in the support element

Eine flexible Filtermatte kann in einer einzelnen Ausführung in einem Kreis mit einem Durchmesser ab 1 cm aufwärts bis zu einem Durchmesser, der von den Gegebenheiten vor Ort begrenzt wird und maximal 50 m betragen kann oder als Rechteck oder als Quadrat mit Kantenlängen von mindestens 1 cm aufwärts bis zu Kantenlängen, die von den Gegebenheiten vor Ort begrenzt werden und maximal 50 m betragen können oder in jeder anderen Form mit jedem möglichen Abstand der einzelnen Tragelemente zueinander betrieben werden.A flexible filter mat may be in a single embodiment in a circle with a diameter from 1 cm up to a diameter which is limited by the local conditions and may be no more than 50 m or as a rectangle or as a square with edge lengths of at least 1 cm upwards up to edge lengths, which are limited by the local conditions and can be up to 50 m or be operated in any other form with each possible distance of the individual support elements to each other.

Es können mindestens zwei und bis zu 100 flexible Filtermatten im Stapelbetrieb direkt übereinander oder im Kaskadenbetrieb versetzt übereinander oder im Reihenbetrieb in horizontaler und/oder in vertikaler Lage nebeneinander und/oder hintereinander betrieben werden. Übereinander werden die flexiblen Filtermatten im Stapelbetrieb entweder in einer Tragkonstruktion angeordnet, in der sie schubladenförmig eingehängt sind und aus der jede Filtermatte einzeln oder mehr als eine Filtermatte gleichzeitig oder alle Filtermatten gleichzeitig zur Reinigung herausgenommen werden können. Die Filtermatten übereinander können auch so in einer Tragkonstruktion eingeordnet werden, dass ein Tragelement, in das die Filtermatten mit ihrem eigenen Rahmen eingehängt sind, einzelnen oder mit mehr als einer Filtermatte oder alle Filtermatten gleichzeitig heraus geschwenkt werden können. Im heraus geschwenkten Zustand kann jede Filtermatte einzeln gereinigt werden oder mehr als eine Filtermatte oder alle Filtermatten können gleichzeitig gereinigt werden. Die im Reihenbetrieb nebeneinander und/oder nacheinander angeordneten oder in horizontaler und/oder in vertikaler Lage hintereinandergeschalteten Filtermatten oder die im Stapelbetrieb übereinander angeordneten Filtermatten oder im Kaskadenbetrieb übereinander angeordneten und seitlich zueinander versetzten Filtermatten können so betrieben werden, dass bei Herausnahme von mindestens einer Filtermatte aus im Reihenbetrieb oder im Kaskadenbetrieb oder im Stapelbetrieb die Funktionsweise der gesamten Filteranlage nicht beeinträchtigt wird, während die herausgenommenen Filtermatten gereinigt werden. Flexible Filtermatten können statt einer Reinigung auch regelmäßig gegen unbelastete Matten ausgetauscht werden. Eine weitere Variante der flexiblen Filtermatte ist eine schräge Anordnung in einem Winkel von 1° bis 89° gegenüber der horizontalen, bei dem das Wasser, aus dem die Feststoffe abgetrennt werden sollen, am höchsten Punkt des Filters auf das Filter geleitet wird. Dieses geneigte Filter kann in der gleichen Weise gestaltet werden wie die Filter für den Reihenbetrieb, den Stapelbetrieb und den Kaskadenbetrieb. Die Grundfläche der Filter kann gerade oder bogenförmig ausgeführt sein. Die Reinigung der Filtermatten kann durch Hochdruckreinigung, durch Trocknung und Ausschüttungen der abgefilterten Rückstände, durch Einsatz von Chemikalien oder durch Kombination verschiedener Reinigungsverfahren erfolgen. Die flexible Filtermatte bietet durch diese Möglichkeit der einfachen mechanischen Reinigung oder des schnellen Austausches in Kombination mit dem Reihen-, Stapel- oder Kaskadenbetrieb eine dauerhafte betriebssichere Reinigungsvariante, die sich von Filtergeweben und vergleichbaren Strukturen von Filtern mit dichter Anordnung von Fäden oder Filtern oder Geweben mit nicht nebeneinander angeordneten Schnüren und/oder Bändern und/oder Fäden und/oder Seile gegenüber der flexiblen Filtermatte unterscheidet.At least two and up to 100 flexible filter mats can be operated stacked directly above one another or in cascade operation one above the other or in series operation in horizontal and / or vertical position next to one another and / or behind one another. On top of each other, the flexible filter mats are arranged in stacking operation either in a supporting structure in which they are hung drawer-shaped and from which each filter mat individually or more than one filter mat at the same time or all filter mats can be removed simultaneously for cleaning. The filter mats one above the other can also be arranged in a support structure such that a support element, in which the filter mats are suspended with their own frame, can be pivoted out individually or with more than one filter mat or all filter mats simultaneously. When tilted out, each filter mat can be cleaned individually or more than one filter mat or all filter mats can be cleaned at the same time. The in-line operation next to each other and / or arranged successively or in a horizontal and / or vertical position in series filter mats stacked or stacked filter mats or cascade superimposed and laterally offset filter mats can be operated so that when removing at least one filter mat in series operation or in cascade operation or in batch mode, the operation of the entire filter system is not affected while the removed filter mats are cleaned. Flexible filter mats can be replaced instead of a cleaning regularly against unloaded mats. Another variant of the flexible filter mat is an oblique arrangement at an angle of 1 ° to 89 ° relative to the horizontal, in which the water from which the solids are to be separated, is passed to the filter at the highest point of the filter. This sloped filter can be designed in the same way as the filters for in-line, batch, and cascade operation. The base of the filter can be straight or curved. The cleaning of the filter mats can be done by high-pressure cleaning, by drying and distributing the filtered residues, by using chemicals or by combining different cleaning methods. The flexible filter mat offers by this possibility of simple mechanical cleaning or rapid replacement in combination with the series, stack or cascade operation a permanent reliable cleaning variant, which is different from filter fabrics and similar structures of filters with dense arrangement of threads or filters or fabrics does not distinguish juxtaposed cords and / or bands and / or threads and / or ropes from the flexible filter mat.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 9109473 U1 [0007]
DE 19512965 C2 [0008]
DE 19730839 C2 [0009]
DE 10132546 C1 [0010]
DE 10343743 B4 [0011]

Claims

Bioreactor for biological wastewater treatment with arranged in a reactor carrier material for colonization with microorganisms and a ventilation device, characterized in that the carrier material in the reactor on a support member freely movable hanging arranged flexible carrier material consisting of a plurality of strings and / or bands and / / or threads and / or ropes and / or wires.

Bioreactor according to claim 1, characterized in that the cords and / or threads and / or ropes and / or wires have a diameter of 0.01 mm to 10 mm and the bands have a thickness of 0.1 mm and a width of at least the 1st , 1 times their thickness.

Bioreactor according to claim 1 or 2, characterized in that the cords, ribbons, threads, ropes and / or wires have at least an equal or greater length than the maximum height of the state of the waste water in the reactor.

Bioreactor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires with a fixed distance from each other from 0.1 mm to 100 mm or with a variable distance from each other of 0.1 mm or greater than 0.1 mm or in increments of 0.1 mm to 100 mm from each other.

Bioreactor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance between the cords, ribbons, threads, ropes and / or wires to each other is selected so that they clean themselves by their own movement and by the touches during the movements themselves and of keep to a high biomass stocking.

Bioreactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cords, tapes, threads and / or ropes of a plastic or a biological attack protected textile material and the wires of V4A or any other suitable for permanent use flexible Material exist.

Bioreactor according to claim 6, characterized in that the elastomer is polyethylene, polyester, polytetrafluoroethylene or polyoxymethyl.

Bioreactor according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the cords, tapes, threads, cables and / or wires adhesively bonded or welded with its upper end to the support member or screwed by means of known fastening means with the support member, riveted or nailed or at least once wound around the full circumference of the support element.

Bioreactor according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that in addition cords and / or bands and / or threads and / or ropes and / or wires and / or bars transversely guided at an angle between 0.1 ° and 90 ° to the vertical arranged hanging from the support element laces, tapes, threads, ropes and / or wires are arranged.

Bioreactor according to claim 9, characterized in that the distance between the transverse cords, threads, tapes, ropes and / or wires is 0.1 mm to 100 mm and is the same or variable

Bioreactor according to claim 9 or 10, characterized in that the transverse cords, ribbons, threads, ropes, wires and / or bars are arranged at their ends respectively to vertically guided flexible guide elements.

Bioreactor according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least one transverse cord or at least one transverse band or at least one transversely guided thread or at least one transverse cable or at least one transversely guided wire or at least one transversely guided rod so arranged with the freely movable support materials hanging connected is that their flexibility does not limit and at the same time twisting or entanglement of the cords, ribbons, threads, ropes and / or wires of the flexible substrate is prevented from each other.

Bioreactor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the reactor in the flow direction in the inflowing wastewater to be cleaned is preceded by a flexible filter mat made of plastic or a textile material.

Bioreactor according to claim 13, characterized in that the flexible filter mat of filter elements such as strings and / or bands and / or threads and / or ropes and / or rods is formed.

Bioreactor according to claim 13 or 14, characterized in that the flexible filter mat is formed by an opaque arrangement of the cords.

Bioreactor according to at least one of claims 13 to 15, characterized in that at least two or up to 100 flexible mats are stacked one above the other or in cascade offset one above the other or in vertical and / or horizontal arrangement in series operation successively and / or side by side.

Bioreactor according to one of claims 13 to 16, characterized in that the flexible mats are arranged at an angle of 0.1 ° to 89 ° relative to the horizontal.