DE3638301A1

DE3638301A1 - Process for the autotrophic denitrification of water

Info

Publication number: DE3638301A1
Application number: DE19863638301
Authority: DE
Inventors: Heinrich Prof Dr Sontheimer; Ruediger Dipl Ing Boeckle; Ulrich Dr Ing Rohmann
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1988-05-11
Also published as: DE3638301C2; CH667641A5

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur autotrophen Denitrifikation von Wasser oder Abwasser.The invention relates to a method for autotrophic Denitrification of water or wastewater.

Es sind Verfahren zur autotrophen Denitrifikation von Wasser bekannt, bei denen die Denitrifikation durch Wasserstoff-Zusatz erfolgt, wobei wahlweise eine zusätzliche Zugabe von CO₂ vorgesehen ist, um den pH-Wert des Wassers etwa neutral (pH = 7) zu halten. Gleichzeitig wird dem Wasser dadurch Kohlenstoff als Nährstoff für die Mikroorganismen zugeführt (EP-B-1 00 65 035).They are procedures for the autotrophic denitrification of Known water, in which the denitrification by Hydrogen is added, optionally an additional one Addition of CO₂ is provided to adjust the pH keep the water about neutral (pH = 7). At the same time the water becomes carbon as a nutrient for the Microorganisms supplied (EP-B-1 00 65 035).

Autotrophe Denitrifikations-Verfahren mit Hilfe von Wasserstoff haben den Vorteil, daß dessen Überschuß ohne Schwierigkeiten nach oder aus dem Reaktor - gemeinsam mit bei der Umsetzung entstandenem Stickstoff und gegebenenfalls anderen Gasen, wie beispielsweise überschüssigem CO₂ - entfernt werden kann. Auf eine aerobe biologische Nachbehandlung, die bei heterotrophen Verfahren im allgemeinen erforderlich ist, kann daher bei einer Mehrzahl der aufzubereitenden Wässer verzichtet werden. Es genügt neben der Entgasung - und unter Umständen einer pH- Korrektur - fast immer, eine einfache Filtration bzw. Flockungsfiltration als Nachbehandlung. Autotrophic denitrification using Hydrogen have the advantage that its excess without difficulty to or from the reactor - together with nitrogen formed during the reaction and, if appropriate other gases, such as excess CO₂ - can be removed. On an aerobic biological Aftertreatment in heterotrophic processes in general is therefore necessary for a majority of the water to be treated are dispensed with. It is sufficient in addition to degassing - and possibly a pH Correction - almost always, a simple filtration or Flocculation filtration as an aftertreatment.

Die praktische Anwendung des geschilderten Verfahrens hat jedoch gezeigt, daß der pro m³ Reaktorvolumen und Tag erreichbare Umsatz für Nitrat-N nur einen Bruchteil von etwa 10-40% der mit heterotrophen Verfahren erreichbaren Werte beträgt.The practical application of the described procedure has shown, however, that the per m³ reactor volume and Day achievable sales for nitrate-N only a fraction of about 10-40% of those achievable with heterotrophic processes Values.

Weiterhin ist eine biologische Denitrifikation mit geeigneten autotrophen Mikroorganismen unter Verwendung von elementarem Schwefel auf Trägermaterialien bekannt (H. Overath u. K. Haberer "Biologische Denitrifikation mit autotrophen Mikroorganismen des Typus Thiobacillus Denitrifcans unter Verwendung von elementarem Schwefel auf Trägermaterialien" in der Zeitschrift "Vom Wasser" 63 [1984], Seite 249-251). Auch bei diesem Verfahren liegen die erreichbaren Denitrifikationswerte weit unter denjenigen von heterotrophen Verfahren.Biological denitrification is also suitable using autotrophic microorganisms known from elemental sulfur on support materials (H. Overath and K. Haberer "Biological Denitrification with autotrophic microorganisms of the type Thiobacillus Denitrifcans using elemental sulfur on carrier materials "in the magazine" Vom Wasser " 63 [1984], pages 249-251). Even with this procedure the achievable denitrification values are far below those of heterotrophic processes.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirksamkeit der geschilderten autotrophen Denitrifikationsverfahren zu verbessern: die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Kombination einer Behandlung mit einer biologischen Population, die mindestens wasserstoffoxidierende Denitrifikanten enthält, wobei bei dieser Behandlung dem Rohwasser mindestens Wasserstoff zudosiert wird, und einer Behandlung mit einer biologischen Population, die mindestens schwefeloxidierende Denitrifikanten enthält, wobei bei dieser Behandlung elementarer Schwefel als Reduktionsmittel verwendet wird.The object of the invention is the effectiveness of the described To improve autotrophic denitrification processes: the solution to this problem is characterized according to the invention by combining treatment with biological Population that is at least hydrogen oxidizing Contains denitrifiers in this treatment at least hydrogen is metered into the raw water, and treatment with a biological population that contains at least sulfur-oxidizing denitrifiers, in this treatment elemental sulfur as Reducing agent is used.

Mit der erfindungsgemäßen Kombination lassen sich überraschenderweise Leistungssteigerungen um einen Faktor 3 bis 6 erzielen. Dies läßt sich folgendermaßen erklären: With the combination according to the invention, performance increases by a factor of 3 to 6 can surprisingly be achieved. This can be explained as follows:

Eine autotrophe Denitrifikation mit Wasserstoff gehorcht unter Beachtung der Gesamtstöchiometrie der Reaktionsgleichung:An autotrophic denitrification with hydrogen obeys considering the overall stoichiometry of the reaction equation:

3,36 H₂ + H⁺ + NO₃^- + 0,38 CO₂ → 0,075 C₅H₇O₂N + 3,6 H₂O + 0,46 N₂,3.36 H₂ + H⁺ + NO₃ ^- + 0.38 CO₂ → 0.075 C₅H₇O₂N + 3.6 H₂O + 0.46 N₂,

während eine autotrophe Denitrifikation mit Schwefel nach der Reaktionsgleichung abläuft:during an autotrophic denitrification with sulfur according to the reaction equation:

1,2 S + NO₃^- + 0,76 H₂O + 0,08 NH₄⁺ + 0,4 CO₂ → 0,08 C₅H₇O₂N + 0,5 N₂ + 1,1 SO₄^2- + 1,28 H⁺.1.2 S + NO₃ ^- + 0.76 H₂O + 0.08 NH₄⁺ + 0.4 CO₂ → 0.08 C₅H₇O₂N + 0.5 N₂ + 1.1 SO₄ ^2- + 1.28 H⁺.

Bei der Denitrifikation mit Wasserstoff werden also sowohl Wasserstoffionen als auch CO₂ verbraucht, was eine starke pH-Wert-Erhöhung bis in den Bereich ungünstiger Milieubedingungen zur Folge hat und sich in einer niedrigen Denitrifikationsleistung äußert; die pH-Wert-Erhöhung kann außerdem einen Ausfall von Kalziumkarbonat (CaCO₃) im Biofilm bewirken, woraus ebenfalls ein Leistungsabfall des autotrophen Verfahrens mit Wasserstoff resultiert.When denitrifying with hydrogen, both Hydrogen ions as well as CO₂ consumed what a strong Increase in pH up to the range of unfavorable environmental conditions and results in a low Denitrification performance expressed; the pH increase can also cause calcium carbonate failure (CaCO₃) cause in the biofilm, which also results in a drop in performance of the autotrophic process with hydrogen results.

Bei der autotrophen Denitrifikation mit Schwefel werden dagegen H⁺-Ionen produziert, der pH-Wert erniedrigt sich bei diesem Verfahren und bewegt sich bei alleiniger Anwendung damit ebenfalls in den Bereich ungünstiger Milieubedingungen.In the case of autotrophic denitrification with sulfur on the other hand, produces H⁺ ions, the pH value drops in this procedure and moves when used alone thus also in the area of unfavorable milieu conditions.

Durch die erfindungsgemäße Kombination beider Reaktionen wird bewirkt, daß sich diese unerwünschten pH-Wert-Verschiebungen weitgehend kompensieren. Dadurch wird erreicht, daß bei etwa gleichen partiellen Denitrifikationsleistungen der Einzelreaktionen die Gesamtreaktion im optimalen pH-Wert-Bereich um den Neutralpunkt (pH = 7) abläuft, und der pH-Wert des Reaktorablaufes nur unwesentlich vom Rohwasser-pH-Wert abweicht; weiterhin kann auch der störende CaCO₃-Ausfall im Biofilm der wasserstoffoxidierenden Bakterien verhindert werden.By combining both reactions according to the invention causes these undesirable pH shifts largely compensate. This ensures that with approximately the same partial denitrification performances of the individual reactions the overall reaction in optimal pH range around the neutral point (pH = 7) expires, and the pH of the reactor drain is only insignificant deviates from the raw water pH; can continue also the annoying CaCO₃ failure in the biofilm of the hydrogen oxidizing Bacteria can be prevented.

Mit Vorteil werden beide Denitrifikations-Behandlungen simultan in einem Trägermaterial für den Mikroorganismen enthaltenden Reaktor durchgeführt, wobei als Trägermaterial vorzugsweise mit Schwefel beaufschlagte Aktivkohle verwendet werden kann. Der simultane Ablauf der beiden Denitrifikations-Reaktionen am Kohledorn, wie er in einem gemeinsamen Reaktor abläuft, hat damit vor allem einen sehr günstigen Einfluß auf die pH-Wert-Verhältnisse sowohl im äußeren Biofilm als auch im Korn des Trägermaterials.Both denitrification treatments are beneficial simultaneously in a carrier material for the microorganisms containing reactor carried out, as the carrier material activated carbon preferably used can be. The simultaneous flow of the two Denitrification reactions on the coal thorn, as in one common reactor runs, has one very favorable influence on the pH value ratio both in the outer biofilm and in the grain of the carrier material.

Weiterhin kann eine zusätzliche Leistungssteigerung bei der Verfahrenskombination erreicht werden, wenn dem Wasser zusätzlich CO₂ und/oder andere Säuren zudosiert werden, wobei die Zugabe in Abhängigkeit des pH-Wertes im Reaktorablauf geregelt wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, Veränderungen der Denitrifikationsleistung, die durch zu starkes Überwiegen der Denitrifikation mit Wasserstoff im äußeren Biofilm bzw. durch die damit verbundene pH-Wert-Erhöhung zustande kommen können, auszugleichen.Furthermore, an additional increase in performance can the combination of processes can be achieved if the Water added CO₂ and / or other acids be, the addition depending on the pH is regulated in the reactor outlet. This makes it possible Changes in denitrification performance, due to the overwhelming predominance of denitrification with hydrogen in the outer biofilm or through it associated pH increase can occur, balance.

Ein weiterer Vorteil der neuen Verfahrenskombination besteht darin, daß sich die Karbonathärte (m-Wert) des aufzubereitenden Wassers nicht oder nur unwesentlich erhöht, was insbesondere bei Rohwässern mit hoher Gesamthärte erwünscht ist. Die Verfahrenskombination zeichnet sich außerdem durch eine sehr gute Anpassungsfähigkeit an die Rohwasserqualität aus. Another advantage of the new process combination is that the carbonate hardness (m-value) of the water to be treated is not or only insignificantly increased, which is particularly true for raw water with a high total hardness is desired. The process combination draws is also very adaptable raw water quality.

Selbstverständlich ist die Kombination beider Verfahren auch derart möglich, daß die Verfahren in einzelnen Reaktorabschnitten getrennt durchgeführt werden. So kann beispielsweise im ersten Reaktorabschnitt eine Denitrifikation mit Wasserstoff vorteilhaft unter Einsatz einer bestimmten Säure-Dosierung und im Anschluß daran eine Denitrifikation mit Hilfe schwefelbeladener Aktivkohle vorgenommen werden.It goes without saying that the two methods are combined also possible in such a way that the procedures in detail Reactor sections are carried out separately. So can, for example, in the first reactor section Denitrification with hydrogen advantageous using a certain acid dosage and afterwards followed by denitrification with the help of sulfur-laden Activated carbon can be made.

Im folgenden wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.The following is an example of the invention explained in more detail with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Anlage zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrenskombination.The only figure shows schematically a system for Implementation of the process combination according to the invention.

Für die Durchführung des Gesamtverfahrens ist im vorliegenden Beispiel ein Reaktorgefäß 1 vorgesehen, das, auf einem gas- und wasserdurchlässigen Zwischenboden 2 gelagert, ein Fest- oder Fließbett 3 enthält; das Fest- oder Fließbett 3 wird dabei beispielsweise von einer körnigen Masse gebildet, die aus einem der in der Filtertechnik bekannten Materialien - wie z. B. Sand, Aktivkohle, Kalziumkarbonat oder Kunststoff-Füllkörper - und elementarem Schwefel besteht. Die Korngröße von Trägermaterial und Schwefel beträgt einige mm, beispielsweise 1-6 mm. Der Schwefelanteil liegt bei etwa 50 Gew.-%. Es ist jedoch auch möglich, den Reaktor mit sogenannten statischen Mischelementen zu füllen, die zusammen mit körniger Masse, die ebenfalls zumindest teilweise aus körnigem Schwefel besteht, ein Festbett bilden.To carry out the overall process, a reactor vessel 1 is provided in the present example, which, stored on a gas and water-permeable intermediate floor 2 , contains a fixed or fluidized bed 3 ; the fixed or fluidized bed 3 is formed, for example, by a granular mass made of one of the materials known in filter technology - such as, for. B. sand, activated carbon, calcium carbonate or plastic filler - and elemental sulfur. The grain size of the carrier material and sulfur is a few mm, for example 1-6 mm. The sulfur content is about 50% by weight. However, it is also possible to fill the reactor with so-called static mixing elements which, together with granular mass, which likewise consists at least partially of granular sulfur, form a fixed bed.

Eine besonders vorteilhafte Füllung für den Reaktor 1 ist jedoch körnige Aktivkohle, die mit elementarem Schwefel beladen ist. Derartige beladene Aktivkohle ist im Handel erhältlich.A particularly advantageous filling for the reactor 1 , however, is granular activated carbon which is loaded with elemental sulfur. Such loaded activated carbon is commercially available.

Die Füllungen oder Einbauten des Reaktorgefäßes 1 dienen als Trägermaterialien für die Ansiedlung der den Abbau der Nitrat- oder Nitritionen bewirkenden Mikroorganismen.The fillings or internals of the reactor vessel 1 serve as carrier materials for the settlement of the microorganisms causing the breakdown of the nitrate or nitrite ions.

Unter dem Zwischenboden 2 befindet sich im Reaktorgefäß 1 ein Verteil- und Mischraum 4, in den eine Rohwasserzuführleitung 5 sowie eine mit einem regelbaren Absperrorgan 6 versehene Zugabeleitung 7 einmünden. Über die Zugabeleitung 7, die gleichzeitig auch als Zuführleitung für Rückspülflüssigkeit - falls eine periodische Reinigung unter Rückspülung des Festbettes 3 erforderlich sein sollte - dienen kann, werden, falls für die Aufrechterhaltung des aktiven Lebens der Mikroorganismen erforderlich, kohlenstoff- und/oder phosphorhaltige Nährstoffe in den Reaktor 1 eingespeist.Is located in the reactor vessel 1 below the intermediate floor 2, a distribution and mixing chamber 4 into which a Rohwasserzuführleitung 5 and a provided with a controllable shut-off 6 Addition pipe 7 open out. Via the addition line 7 , which can also serve as a supply line for backwashing liquid - if periodic cleaning while backwashing the fixed bed 3 should be required - if necessary for maintaining the active life of the microorganisms, carbon and / or phosphorus-containing nutrients in fed the reactor 1 .

Über dem Festbett 3 enthält der Reaktor 1 einen Sammelraum 9 für das behandelte Wasser, das über eine Reinwasserleitung 10, in der ein einstellbares Drossel- und Absperrorgan 11 vorhanden ist, aus dem Reaktor weggeführt wird. Im Sammelraum 9 erfolgt eine Trennung der den Reaktor 1 durchsetzenden Gasphase von dem Reinwasser; für die Wegführung der Gase ist eine Leitung 12 vorgesehen, die durch ein einstellbares Drossel- und Absperrorgan 13 abschließbar ist. Die Drosselorgane 11 und 13 sind im allgemeinen Druckreduzierventile, mit denen im Reaktor 1 gegebenenfalls ein gewünschter Überdruck aufrechterhalten werden kann, wodurch, wie erwähnt, eine Erhöhung der im Wasser gelösten Wasserstoffmenge erreicht wird. Above the fixed bed 3 , the reactor 1 contains a collecting space 9 for the treated water, which is led out of the reactor via a pure water line 10 , in which an adjustable throttle and shut-off device 11 is present. The gas phase passing through the reactor 1 is separated from the pure water in the collecting space 9 ; A line 12 is provided for guiding the gases away and can be locked by an adjustable throttle and shut-off device 13 . The throttling elements 11 and 13 are generally pressure-reducing valves, with which a desired excess pressure can optionally be maintained in the reactor 1 , whereby, as mentioned, an increase in the amount of hydrogen dissolved in the water is achieved.

Der Reaktor 1 kann als Schlaufenreaktor ausgeführt sein, d. h. zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bei vorgegebener Verweilzeit kann ein Teil des in ihm enthaltenen Gas-Wasser-Gemisches in mindestens einem Teil seines Volumens umgewälzt werden. Diese Umwälzung erfolgt mit Hilfe einer Umwälzpumpe 14, die über Umwälzleitungen 15 und 16, die aus dem Sammelraum 9 bzw. dem Festbett 3 abzweigen und zur Einstellung der Zirkulationsmenge mit einstell- und absperrbaren Drosselventilen 17 und 18 ausgerüstet sind, die zirkulierende Menge zurück in den Verteilraum 4 fördert.The reactor 1 can be designed as a loop reactor, ie in order to increase the flow rate with a predetermined dwell time, part of the gas-water mixture contained in it can be circulated in at least part of its volume. This circulation takes place with the aid of a circulation pump 14 , which is circulated via circulation lines 15 and 16 which branch off from the collecting space 9 or the fixed bed 3 and are equipped with adjustable and lockable throttle valves 17 and 18 for adjusting the circulation quantity Distribution room 4 promotes.

Die Beladung des Wassers mit Wasserstoff kann auf bekannte Weise erfolgen; bewährt hat sich dabei besonders das bekannte Verfahren (EP-B-1-00 65 035), bei dem der unter erhöhtem Druck stehende Rohwasserstrom mit Wasserstoff gesättigt wird.The loading of water with hydrogen can be known Done wisely; has proven particularly useful the known method (EP-B-1-00 65 035), in which the pressurized raw water flow with Hydrogen is saturated.

In der Rohwasserzuführleitung zum Reaktor 1 ist daher vor dem Reaktor eine Begasungsstufe 25 vorgesehen. In diese führt eine Speiseleitung 21 für das Rohwasser, in der eine Rohwasserpumpe 22 vorhanden ist, durch die der Druck des Rohwassers vor der Behandlungsstufe 25 erhöht wird. In die Behandlungsstufe 25 mündet weiterhin eine Wasserstoffzuführleitung 23, die eine nicht dargestellte Druckgasquelle für Wasserstoff mit der Begasungsstufe 25 verbindet.A gassing stage 25 is therefore provided in the raw water supply line to the reactor 1 in front of the reactor. A feed line 21 for the raw water leads into this, in which a raw water pump 22 is present, by means of which the pressure of the raw water before the treatment stage 25 is increased. A hydrogen supply line 23 also opens into the treatment stage 25 , which connects a pressurized gas source (not shown) for hydrogen to the gassing stage 25 .

Falls zur Konstanthaltung des pH-Wertes eine Zugabe von Kohlendioxid (CO₂) oder von einer anderen Säure erforderlich ist, kann diese über eine Leitung 24 erfolgen, in der ein regelbares Absperrorgan 28 angeordnet ist. Für die Regelung einer Säurezugabe in Abhängigkeit vom pH-Wert in der Reaktorauslaufleitung 10 ist in dieser ein pH- Wert-Messer 26 vorgesehen, der über eine in unterbrochenen Linien dargestellte Signalleitung 27 das Regelorgan 28 in der Leitung 24 verstellt.If an addition of carbon dioxide (CO₂) or another acid is required to keep the pH constant, this can be done via a line 24 in which a controllable shut-off device 28 is arranged. To regulate the addition of acid as a function of the pH in the reactor outlet line 10 , a pH meter 26 is provided in the latter, which adjusts the control element 28 in the line 24 via a signal line 27 shown in broken lines.

Eine Zugabe von Schwefel bzw. ein Austauschen von schwefelbeladenem Trägermaterial kann über den Aufstauraum 9 des Reaktors 1 erfolgen; es ist jedoch auch möglich, dafür eine schematisch angedeutete Ein- und Austragsvorrichtung 19 am Reaktor 1 vorzusehen.The addition of sulfur or the exchange of sulfur-laden carrier material can take place via the stowage space 9 of the reactor 1 ; however, it is also possible to provide a schematically indicated entry and exit device 19 on the reactor 1 .

Mit der beschriebenen Anlage wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise wie folgt durchgeführt.With the system described, the invention For example, the method is carried out as follows.

Das Rohwasser, das Nitratkonzentrationen von 30 bis über 200 mg/l aufweisen kann, enthält im vorliegenden Beispiel im Liter etwa 100-110 mg/l NO₃-Ionen. Es wird über die Pumpe 22 auf einen Druck von beispielsweise 3 bar gebracht und in der Begegnungsstufe 25 mit H₂ beladen. Das mit H₂ beladene oder mindestens nahezu gesättigte Wasser fließt über das Ventil 8 in den Verteilraum 4. In diesem wird es über die ganze Fläche des Reaktors verteilt und gelangt im aufsteigenden Strom durch die Öffnungen im Zwischenboden 2 in das Festbett 3, das als Trägermaterial für die Mikroorganismen dient.The raw water, which can have nitrate concentrations of 30 to over 200 mg / l, contains in the present example about 100-110 mg / l NO₃ ions per liter. It is brought to a pressure of, for example, 3 bar via the pump 22 and loaded in the encounter stage 25 with H 2. The H₂ loaded or at least almost saturated water flows through the valve 8 in the distribution space 4th In this it is distributed over the entire surface of the reactor and reaches the fixed bed 3 in the ascending stream through the openings in the intermediate floor 2 , which bed serves as a carrier material for the microorganisms.

Der Druck im Verteilraum 4 entspricht der Summe aus dem Druck der Wassersäule im Reaktor 1, dem Druckabfall im Festbett 3 und einem evtl. noch am Ende des Reaktors 1 aufrechterhaltenen Überdruck, der durch die Ventile 11 und 13 gewährleistet und eingestellt wird. Die Verweilzeiten im Reaktor 1 betragen zwischen 0,5 und einigen Stunden, wenn als Trägermaterial für die Mikroorganismen körnige Massen mit Korngrößen von etwa 2 mm oder statische Mischelemente mit einer internen Oberfläche zwischen 100 und 500 m²/m³ dienen.The pressure in the distribution chamber 4 corresponds to the sum of the pressure of the water column in the reactor 1 , the pressure drop in the fixed bed 3 and an overpressure which may still be maintained at the end of the reactor 1 and which is ensured and set by the valves 11 and 13 . The residence times in reactor 1 are between 0.5 and a few hours if granular masses with grain sizes of approximately 2 mm or static mixing elements with an internal surface area between 100 and 500 m 2 / m 3 serve as the carrier material for the microorganisms.

Da das zu behandelnde Wasser große Mengen an NO₃-Ionen enthält, kann durch die biologischen Abbau-Reaktionen unter Umständen ein Mangel an kohlenstoff- und/oder phosphorhaltigen Nährstoffen für die Mikroorganismen entstehen und/oder der pH-Wert zu groß werden. Diese Mängel werden durch eine Zudosierung von Kohlenstoff und/oder Phosphor beispielsweise durch die Zugabe von Hefeextrakt in Spuren, d. h. in Mengen von einigen mg/l bzw. durch Zugabe von Kohlendioxid oder einer anderen Säure - in einer Menge, daß der pH-Wert auf etwa 7 gehalten werden kann - durch die Leitungen 7 bzw. 24 nach Öffnen des Ventils 6 bzw. einer pH-Wert-abhängigen Regelung des Regelorgans 28 ausgeglichen.Since the water to be treated contains large amounts of NO₃ ions, a shortage of carbon and / or phosphorus-containing nutrients for the microorganisms can arise under the biological degradation reactions and / or the pH can become too large. These deficiencies are caused by an addition of carbon and / or phosphorus, for example by adding traces of yeast extract, ie in amounts of a few mg / l or by adding carbon dioxide or another acid - in an amount such that the pH value about 7 can be maintained - compensated by the lines 7 and 24 after opening the valve 6 or a pH-dependent regulation of the control member 28 .

Weiterhin erfolgt über die Leitungen 15, 16 nach Öffnen der Ventile 17 oder 18 eine Umwälzung des Wassers mit Hilfe der Pumpe 14; bei dieser Umwälzung - durch die im Mittel ein etwa 3- bis 10facher Durchlauf für die einzelnen Wasserteilchen bewirkt wird, bevor sie den Reaktor 1 über die Leitung 10 verlassen - wird bei gleichbleibender mittlerer Verweilzeit die Strömungsgeschwindigkeit im Reaktor 1 erheblich gesteigert, wodurch die Mischungsintensität und die Phasenübergänge der einzelnen an den Reaktionen beteiligten Stoffe verbessert werden. Erfolgt eine Umwälzung über die Leitung 16, so entsteht darüber eine beruhigende Zone in dem Reaktionsgemisch, durch die - gegenüber einer Umwälzung über die ganze Reaktorhöhe - die Ausnützung des im Wasser enthaltenen H₂ verbessert wird. Nach einer Verweilzeit von etwa 1 bis 2 Stunden verläßt das denitrifizierte Wasser den Reaktor 1 über die Leitung 10; sein Nitratgehalt ist durch die geschilderte Kombination der beiden autotrophen Behandlungen aufgrund der angegebenen Reaktionsgleichungen auf etwa 5 bis 10 mg NO₃/l erniedrigt worden.Furthermore, after the valves 17 or 18 have been opened, the water is circulated via the lines 15, 16 using the pump 14 ; with this circulation - through which an average of about 3 to 10 times the individual water particles are passed through before they leave the reactor 1 via the line 10 - the flow rate in the reactor 1 is increased considerably while the mean residence time remains constant, as a result of which the mixing intensity and the phase transitions of the individual substances involved in the reactions are improved. If a circulation takes place via line 16 , a calming zone is formed in the reaction mixture through which - compared to circulation over the entire height of the reactor - the utilization of the H 2 contained in the water is improved. After a residence time of about 1 to 2 hours, the denitrified water leaves the reactor 1 via line 10 ; its nitrate content has been reduced to about 5 to 10 mg NO₃ / l by the described combination of the two autotrophic treatments based on the reaction equations given.

Claims

1. A method for the autotrophic denitrification of water or waste water, characterized by the combination of a treatment with a biological population which contains at least hydrogen-oxidizing denitrifiers, with this treatment at least hydrogen being metered into the raw water, and a treatment with a biological population which is at least sulfur-oxidizing Contains denitrifiers, elemental sulfur being used as a reducing agent in this treatment.

2. The method according to claim 1, characterized in that both denitrification treatments are carried out simultaneously in a carrier material ( 3 ) for the microorganism-containing reactor ( 1 ).

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that acted as a carrier material with sulfur Activated carbon is used.

4. The method according to claim 1, characterized in that the water in addition CO₂ and / or other acids be added, the addition depending of the pH value is regulated.