DE4201167A1

DE4201167A1 - Biological sewage treatment reactor - directs gas fluid flow generally down through reactor centre at high turbulence and back upwards at low turbulence

Info

Publication number: DE4201167A1
Application number: DE4201167A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ing Langhans
Original assignee: Linde KCA Dresden GmbH
Current assignee: Linde Engineering Dresden GmbH
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1993-07-22

Abstract

The reactor has carrier bodies with a biomass inserted in the vertical reactor to direct a gas/fluid medium through a central zone downwards with a high level of turbulence. The flow is then reversed, to move upwards, at a lower turbulence level. Specifically, the enclosed vertical reactor contains guide tubes, open at both sides, aligned axially and wholly surrounded by the material to be treated. They are mounted with height adjustment, with a gas and fluid entry at the top and an outlet for cleaned matter at the base. A fluid recirculation system is outside the reactor from the reactor base to the gasing unit. The carriers are of macro-pore open-pore materials such as organic polymer cpds., or polurethane soft foam. The reactor capacity is filled by the carrier material up to 70%. USE/ADVANTAGE - The carrier bodies are used to provide colonies of microorganisms to treat the sewage flowing through. The assembly can be used with a closed cover, for the collection of exhaust and bio-gas for further use, and the sides do not become encrusted to give easier cleaning without interruption

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen aeroben oder anaeroben Behandlung von Abwasser in Bioreaktoren in denen sich biomasse-beladene, bewegte Träger befinden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Besonders zur Schäumung und Inkrustierung neigende Abwässer sind damit behandelbar.The invention relates to a method for biological aerobic or anaerobic treatment of waste water in bioreactors in which Biomass-loaded, moving carriers are located and a device for Execution of the procedure. This means that wastewater tends to foam and incrustate treatable.

Bei der biologischen Reinigung von Abwässern werden in zunehmenden Maße Trägermaterialien in die Bioreaktoren eingesetzt, die eine ideale Ansiedelungsfläche für die jeweils benötigten Mikroorganismenstämme, entsprechend dem gewünschten biologischen Prozeß und der spezifisch vorhandenen Abwasserart bieten.The biological purification of wastewater is increasing Carrier materials used in the bioreactors, which is an ideal Settlement area for the required microorganism strains, according to the desired biological process and the specific one offer existing type of waste water.

Aus der Literatur und dem Patentschriftenfonds sind dazu eine Reihe von Lösungen bekannt.A number of the literature and the patent specification fund Known solutions.

So beschreibt das DD-AP 2 12 021 einen Reaktor mit einer Festbettschüttung, welche in ihrem Inneren ein zentrales Leitrohr aufweist, wobei das obere Ende des Leitrohres in Höhe der Oberfläche der Füllkörperschüttung angeordnet ist, durch die gesamte Füllkörperschüttung führt und bis in einen füllkörperfreien Bodenraum reicht. Die Reinigung der mit biologischem Rasen, Sedimentationen und Verunreinigungen zu gesetzten Füllkörper erfolgt mit prozeßeigenem Wasser durch eine reaktorinterne, durch die Füllkörperschüttung aufwärts strömende Flüssigkeit. DD-AP 2 12 021 describes a reactor with a fixed bed, which has a central guide tube in its interior, the upper End of the guide tube at the level of the surface of the packed bed is arranged, leads through the entire packing and up to a filler-free floor space is sufficient. Cleaning with organic Lawn, sedimentation and contamination to fill bodies with process water through an internal reactor through which Filling upward flowing liquid.

Nachteilig bei dieser Lösung sind die bei Festbetten allgemein üblichen Einbauten, die die Kosten für Reaktoren erhöhen. Außerdem ist die Einsatzmöglichkelt nur auf weniger stark mit Feststoffen belasteten Abwässern begrenzt, da sich erfahrungsgemäß Festbetten schnell zusetzen und verkleben.The disadvantage of this solution is that which is generally customary for fixed beds Internals that increase the cost of reactors. Besides, that is Can only be used on less heavily contaminated solids Waste water is limited, as experience has shown that fixed beds quickly become clogged and glue.

In der DE-OS 38 29 497 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten in einem vertikalen Schüttkörperbett offenbart. Kontinuierlich oder wiederkehrend wird ein geringer Anteil - nämlich 0,1 bis 20% - der mit Biomasse bewachsenen Trägerkörper am unteren Ende unter Einwirkung von Scherkräften abgezogen und bis über das obere Ende des Bettes befördert und dadurch von Biomasse befreit. Unter der Wirkung ihrer Schwerkraft gelangen die Trägerkörper auf das obere Ende des Bettes zurück. Die Aufwärtsbewegung der Trägerkörper erfolgt durch einen axial eingeblasenen Gas- oder Flüssigkeitsstrahl, der vorzugsweise in ein vertikales, vom unteren Ende bis über das Bett reichende Rohr unter Ausnutzung der Mammutpumpenwirkung eingeblasen wird. Die Vorrichtung enthält außerdem noch verschiedene Leiteinrichtungen (schikanenartige Einbauten oder Querschnittsveränderungen), die für eine erhöhte Verwirbelung sorgen sollen. Diese Maßnahme erhöht allerdings den konstruktiven Aufwand der Vorrichtung. Außerdem ist nicht gewährleistet, daß bei stärker feststoffhaltigen Flüssigkeiten, bei einem so geringen Anteil der gleichzeitig von überschüssiger Biomasse gereinigten Trägerkörper, während dieser Zeit nicht die übrigen im Bett verbliebenen Trägerkörper verkleben und damit eine weitere Aufwärtsströmung unmöglich wird.In DE-OS 38 29 497 is a method and an apparatus for Treatment of liquids in a vertical bed of bulk materials disclosed. A small percentage becomes continuous or recurring - namely 0.1 to 20% - of the carrier body covered with biomass on subtracted under the influence of shear forces and over the upper end of the bed is transported and thereby freed from biomass. Under the effect of their gravity, the carrier bodies reach the top of the bed back. The upward movement of the support body is carried out by an axially injected gas or liquid jet preferably in a vertical, from the lower end to over the bed blown into the pipe using the mammoth pump effect becomes. The device also contains various guidance devices (baffle-like internals or changes in cross-section), which for a should cause increased turbulence. However, this measure increases the design effort of the device. It is also not guaranteed that with liquids containing more solids, with such a small proportion the carrier body simultaneously cleaned of excess biomass, during this time not the rest of the support bodies remaining in bed stick together, making a further upward flow impossible.

Es ist aus der DE-OS 33 40 549 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt, bei welchem für eine Denitrifikation Trägermaterialien für die Denitrifikanten verwendet werden. Zur Befreiung der Träger von überschüssiger Biomasse ist im Gasraum des Behälters eine mechanische Preßeinrichtung, bestehend aus zwei gegenläufig rotierenden Preßwalzen vorhanden. It is from DE-OS 33 40 549 a method and an apparatus for Implementation of the method known, in which for a denitrification Carrier materials for the denitrifiers are used. For liberation the carrier of excess biomass is one in the gas space of the container mechanical press, consisting of two counter-rotating Press rolls available.

In der Preßeinrichtung werden die aus Kunststoffteilchen bestehenden Träger komprimiert und ein Teil der anhaftenden Bakterien und der Flüssigkeit ausgepreßt. Dazu werden die Träger mittels einer Fördereinrichtung aus dem Reaktionsraum über eine Rückleitung und eine in die Preßeinrichtung mündende Rutsche geleitet. Der Preßdruck der Walzen ist so einstellbar, daß auf den Trägern nach dem Preßvorgang eine dünne Schicht von Denitrifikanten verbleibt, und diese danach wieder in den Reaktionsraum fallen.In the press, the plastic particles are made Compressed and part of the adhering bacteria and the carrier Liquid squeezed out. For this, the carrier is by means of Conveyor from the reaction chamber via a return line and an in the chute leading to the pressing device. The pressure of the rollers is adjustable so that a thin one on the carriers after the pressing process Layer of denitrificants remains, and these are then returned to the Reaction space fall.

Auch bei dieser Lösung ist der apparative Aufwand hoch und das Fördern der Träger in zu Verklebung neigenden Medien mit Schwierigkeiten verbunden.With this solution too, the outlay on equipment and the conveying are high the carrier in media tending to stick with difficulty connected.

Eine weitere Möglichkeit der Regenerierung der Trägerkörper ist in der DE-OS 36 09 898 dargelegt.Another possibility of regenerating the carrier body is in the DE-OS 36 09 898 set out.

Die Träger werden zuerst mit einer Beschleunigungseinrichtung, wie beispielsweise eine Mammutpumpe, auf eine angemessene Geschwindigkeit beschleunigt und dann schlagartig abgebremst, wozu Prallbleche verwendet werden. Dadurch können die Träger bis auf etwa die Hälfte ihres Volumens zusammengepreßt werden. Durch die starke Abbremsung wird die Biomasse im Träger aufgelockert und zum Teil ausgeschwämmt. Neben Mammutpumpen können zur Beschleunigung der Träger, in Nähe der Reaktorwand installierte, mit Druckluft betriebene Beschleunigungsrohre verwendet werden.The carriers are first accelerated, such as for example a mammoth pump, to a reasonable speed accelerated and then braked suddenly, using baffle plates will. As a result, the carriers can be up to about half their volume be pressed together. Due to the strong braking, the biomass loosened in the carrier and partially washed out. In addition to mammoth pumps can accelerate the carrier, near the reactor wall installed, accelerated pipes operated with compressed air will.

Als Nachteil hierbei ist anzusehen, daß die Träger den Reaktionsraum verlassen und ihre Kontaktzeit mit der nährstoffreichen Reaktorflüssigkeit verkürzt wird.A disadvantage of this is that the carrier is the reaction space leave and their contact time with the nutrient-rich reactor liquid is shortened.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen arbeitendes Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere für die Reinigung stark feststoffhaltiger, zur Schäumung und Inkrustierung neigender Abwässer zu entwickeln, bei welchen die Nachteile der bekannten Lösungen vermieden werden und insbesondere der Einsatz von Festdach-Tankreaktoren möglich ist, um Abluft oder Biogas sammeln und einer weiteren Behandlung zuführen zu können. Die eingesetzten Trägerkörper sollen im Reaktor frei zirkulieren können. Schichtbildungen an Boden und Oberfläche des Fluides im Reaktor sollen vermieden werden und ohne, daß der kontinuierliche Reinigungsprozeß unterbrochen werden muß und ohne zusätzliche Hilfsmittel sollen sich die Träger von überschüssiger Biomasse sowie Inkrustierungen befreien können.The invention has for its object, both under aerobic also working under anaerobic conditions and a Device, especially for cleaning high-solids, for To develop foaming and incrustation of prone wastewater which the disadvantages of the known solutions are avoided and in particular the use of fixed roof tank reactors is possible to extract air or collect biogas and be able to carry out further treatment. The support bodies used should be able to circulate freely in the reactor. Layers on the bottom and surface of the fluid in the reactor are said to be be avoided and without the continuous cleaning process must be interrupted and without additional aids Exempt carriers from excess biomass and incrustations.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Trägerkörper, die den gesamten Reaktionsraum eines vertikalen Reaktors durchströmen, von einem Fördermedium durch eine im Reaktionsraum integrierte zentrale Zone hoher Turbulenz abwärts geleitet werden. Beim Austritt aus dieser Zone erfahren die Trägerkörper eine Richtungsumkehr und durchströmen nun eine Zone geringerer Turbulenz in Aufwärtsrichtung, um erneut die Zone hoher Turbulenz zu passieren. Dieser Kreislaufprozeß dauert so lange, wie der gesamte durchzuführende Reinigungsprozeß dauert, so daß die Trägerkörper laufend in den turbulenten Scherzonen von überschüssiger Biomasse befreit und Inkrustierungen aufgebrochen werden. Als Fördermedium dient bei anaerob betriebenen Verfahren produziertes Biogas, bei aeroben Verfahren Luft oder ein sauerstoffhaltiges Gas, welches der Versorgung der eingesetzten Mikroorganismen für den bezweckten biologischen Behandlungsprozeß dient.According to the invention, the object is achieved in that the carrier bodies, which flow through the entire reaction space of a vertical reactor, from a pumped medium through a control center integrated in the reaction chamber Zone of high turbulence are directed downwards. When leaving this Zone, the carrier bodies experience a reversal of direction and flow through now a zone of less turbulence in the upward direction in order to To pass zone of high turbulence. This cycle process takes so long as the entire cleaning process to be carried out, so that the Carrier body running in the turbulent shear zones from excess Biomass freed and incrustations broken up. As Pumped medium is used to produce biogas produced in anaerobic processes, in aerobic processes, air or an oxygen-containing gas, which the Supply of the microorganisms used for the intended biological treatment process.

Das verwendete Fördermedium Gas wird angesaugt entweder aus der Umge bung (Luft), oder aus dem Gasraum des Reaktors von einem geregelten bzw. ungeregelten Druckstrahler, der in seinem Aufbau und in seiner Wirkungs weise in der DD-PS 1 11 805 sowie in der DD-PS 1 17 353 beschrieben ist. The gas used as a medium is either sucked in from the reverse exercise (air), or from the gas space of the reactor by a regulated or unregulated pressure lamp, which in its structure and in its effect as described in DD-PS 1 11 805 and in DD-PS 1 17 353.

Dem Druckstrahler wird außerdem Flüssigkeit, vorteilhafterweise abgezogene Reaktorflüssigkeit zugeführt und im Druckstrahler vermischt. Der nun im Druckstrahler erzeugte Zweiphasenfreistrahl wird durch die im Reaktions raum vorhandene zentrale Zone abwärts geführt, wodurch Reaktorflüssigkeit und aufschwimmende Trägerkörper in diese Zone eingesaugt und nach unten gefördert werden. Am Reaktorboden wird der Strahl nach außen umgelenkt und das dissipierte Gas steigt nach oben auf. Dadurch entstehen starke Se kundärströmungen, die durch ihre Turbulenzen die Bewegung, daß heißt die Verwirbelung der Trägerkörper im gesamten Reaktionsraum bewirken. Somit befinden sich Flüssigkeit und Gasphase in ständiger Zirkulation.Liquid is also drawn off from the pressure radiator, advantageously Reactor liquid supplied and mixed in the pressure radiator. The now in The two-phase free jet generated by the pressure radiator is generated by the reaction existing central zone led downwards, thereby reactor liquid and floating support body sucked into this zone and down be promoted. The beam is deflected outwards at the bottom of the reactor and the dissipated gas rises. This creates strong Se secondary currents caused by their turbulence, the movement Swirl the support body in the entire reaction space. Consequently the liquid and gas phase are in constant circulation.

Bei stark zur Schäumung neigenden Abwässern ist die vorgesehene Strö mungsrichtung besonders optimal, weil auf dem Flüssigkeitsspiegel sich zu sammeln beginnender Schaum gleich in die turbulente Zone mit eingearbeitet werden kann.In the case of wastewater that tends to foam, the intended flow is direction particularly optimal, because the liquid level increases Collect beginning foam incorporated into the turbulent zone can be.

Die Geschwindigkeitsgradienten und daraus resultierenden Scherspannungen im Ansaugbereich und im Umlenkbereich der zentralen Zone hoher Turbulenz sowie der Staupunktströmung im Bodenbereich bewirken eine laufende Oberflächenreinigung der Trägerkörper von zu dicker aufgewachsener Bio rasenschicht und Inkrustierungen, die im Inneren der Trägerkörper sich bilden und deshalb zu Verklebung der einzelnen Trägerkörper führen kön nen.The speed gradients and the resulting shear stresses in the intake area and in the deflection area of the central zone of high turbulence and the stagnation point flow in the floor area cause a continuous Surface cleaning of the carrier body from grown too thick organic Lawn layer and incrustations that are inside the carrier body form and can therefore lead to bonding of the individual carrier bodies nen.

Die Trägerkörper weisen eine Dichte von = < 1 g /cm³ auf. Als Material für die Trägerkörper ist ein offenporiger, makroporöser Werk stoff aus organischen Polymerverbindungen, wie zum Beispiel Schaumstoff, Schaumgummi, Polyurethan-Weichschaum vorgesehen.The carrier bodies have a density of = <1 g / cm ³ . The material for the carrier body is an open-pore, macroporous material made of organic polymer compounds, such as foam, foam rubber, flexible polyurethane foam.

Vorteilhaft lassen sich dafür die Linde-LINPOR-Schaumwürfel, welche in den DE-PS 30 32 869, 30 32 882, 31 37 055 beschrieben sind verwenden. Die Träger körper aus diesem Material haben vor allem noch den Vorteil, daß sie sich zusammendrücken lassen. The Linde-LINPOR foam cubes, which are in the DE-PS 30 32 869, 30 32 882, 31 37 055 are described use. The bearers Bodies made of this material have the main advantage that they are allow to squeeze.

Das geschieht selbsttätig in den Zonen hoher Scherung, außerdem wird dadurch in dieser Zone die höchste Nährstoffgelöstkonzentration und bei aeroben Prozessen auch die größte Sauerstoffgelöstkonzentration geschaffen, was eine verbesserte Versorgung der Bakterien als Voraussetzung ihrer erhöhten Stoffwechselleistung ermöglicht.This happens automatically in the high shear zones, besides that thereby the highest nutrient dissolved concentration in this zone and at aerobic processes also created the greatest concentration of dissolved oxygen, what an improved supply of bacteria as a prerequisite for their allows increased metabolic performance.

Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:Advantages of the method according to the invention are:

- The proportion of the carrier body to the reactor volume can be compared to con conventional methods are increased, since all carrier bodies due to the large-scale turbulent movement can be distributed well.
- There is no separation of the carrier fluidized bed from the sub bulk liquid containing strata due to surface layer formation or Bo deposition.
- It is an equally good nutrient and / or oxygen transport for Biomass guaranteed.
- Due to the hydraulic load on the carrier body within the turbu lent zone, as the zone of highest oxygen and substrate saturation an improved supply of biomass compared to pure diffusion and thereby a corresponding activation of the metabolism.
- There is a high operational stability of the biological cleaning pro zesse by the self-cleaning effect, whereby it is ensured that all Trä evenly the zone of high turbulence, which is why it is called Rei zone can pass through.
- The process is equally good in aerobic and anaerobic processes, can also be used for nitrification and denitrification.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, die aus einem vertikalen geschlossenen Reaktor (Tank) besteht, der in seinem Inneren ein zentral angeordnetes, axiales Leitrohr aufweist. Das Leitrohr ist an beiden Stirnseiten offen. Es ist vollständig vom zu behandelnden Abwasser umge ben und im Reaktor höhenverstellbar entsprechend der Füllhöhe des Abwas sers gehaltert. Das obere Ende des Leitrohres befindet sich unter dem Flüssigkeitsspiegel. Das Volumen des Leitrohres beträgt ungefähr ein Fünf tel bis ein Drittel des Reaktionsraumes. Das Leitrohr stellt im Reaktor eine Zone hoher Turbulenz dar und fungiert gleichzeitig als Reinigungszone für die Trägerkörper.A device, which consists of a vertical closed reactor (tank), which inside one centrally located, axial guide tube. The guide tube is on both End faces open. It is completely reversed from the wastewater to be treated ben and adjustable in height in the reactor according to the filling level of the waste water sers supported. The upper end of the guide tube is under the Liquid level. The volume of the guide tube is approximately a five tel to a third of the reaction space. The guide tube is one in the reactor Zone of high turbulence and also acts as a cleaning zone for the carrier body.

Am Reaktorkopf befindet sich eine Begasungseinrichtung in Form des be reits beschriebenen Druckstrahlers. Es können aber auch andere Be gasungseinrichtungen bekannter Bauart eingesetzt werden. Der Flüssigkeits zulauf befindet sich ebenfalls am Reaktorkopf und mündet in den Ansaugbe reich des Leitrohres.At the reactor head there is a gassing device in the form of the be pressure lamp already described. But other Be Gasing devices of known design are used. The liquid inlet is also on the reactor head and opens into the intake realm of the guide tube.

Außerhalb des Reaktors ist eine Flüssigkeitsumwälzleitung installiert, die vom Reaktorboden bis in die Begasungseinrichtung mündet. Eine in diese Leitung geschaltene Pumpe fördert Reaktorflüssigkeit aus dem Reaktor zur erneuten Einspeisung.A liquid recirculation line is installed outside the reactor from the reactor floor to the gassing device. One in this Line-connected pump conveys reactor liquid from the reactor to renewed feeding.

Neigt das zu behandelnde Abwasser stark zur Schäumung kann außerdem am Reaktorkopf noch ein mechanischer Schaumzerstörer befestigt werden, der die bei der Schaumzerstörung entstehende flüssige Phase in den Reaktor zurückfördert. Schaumfreie Abluft wird an die Umgebung abgegeben. Vorteilhaft kann als Schaumzerstörer der in der DD-PS 1 37 942 Beschriebene Verwendung finden.If the wastewater to be treated tends to foam, it can also A mechanical foam destroyer can be attached to the reactor head the liquid phase resulting from the foam destruction into the reactor promoted back. Foam-free exhaust air is released into the environment. The foam destroyer described in DD-PS 1 37 942 can be advantageous Find use.

Bei kleineren Reaktoren ist in der Nähe des Reaktorbodens ein Zwischenbo den aus perforiertem, gelochtem Material angeordnet, der Trägerkörper vom Ansaugstutzen für die Flüssigkeitspumpe fern hält. Unterhalb des Zwischen bodens befindet sich ein Freiraum, von wo aus der Ablauf des greinigten Abwassers erfolgt. In the case of smaller reactors, there is an intermediate booth near the bottom of the reactor arranged from perforated, perforated material, the support body from Keep the suction port for the liquid pump away. Below the in between There is a free space on the floor, from where the drain of the cleaned Sewage occurs.

Bei großen Reaktoren, in denen sich der Pumpenansaugstutzen seitlich be findet ist eine vertikale, perforierte Trennwand vorgesehen. Die Trennwandgröße und Perforation richten sich nach der Partikelgröße der Trägerkörper sowie der Mediengeschwindigkeit im Saugbereich. In anaeroben Reaktoren wird das Gasansaugrohr der Begasungseinrichtung mit dem Biogasraum des Reaktors verbunden. In großen Reaktoren können mehrere Strahlsysteme installiert sein.For large reactors in which the pump intake is on the side there is a vertical, perforated partition. The partition size and perforation depend on the particle size the carrier body and the media speed in the suction area. In anaerobic reactors, the gas intake pipe of the gassing device connected to the biogas room of the reactor. Can in large reactors several blasting systems must be installed.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wer den.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment the.

Es zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung eines geschlossenen Re aktors mit integriertem Leitrohr,It shows Fig. 1 is a schematic view of a closed re actuator with integrated guide tube,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer kompletten Abwas serbehandlungsanlage unter Verwendung eines Reaktors mit biomassebeladenen selbstreinigbaren Trägerkörpern. Fig. 2 is a schematic representation of a complete waste water treatment plant using a reactor with biomass-laden self-cleaning support bodies.

In Fig. 1 ist ein geschlossener Reaktor (1) dargestellt, welcher eine Höhe von 9 in und einen Durchmesser von 5 m aufweist. In seinem inneren befin det sich ein koaxiales Leitrohr (2) von 1,5 m Durchmesser und einer Höhe von 5 in. Das Leitrohr ist durch eine Halterung (3) im Reaktionsraum in Ab hängigkeit vom Füllstand des Abwassers höhenverstellbar angeordnet. Das Leitrohr (2) ist vollständig vom Abwasser umgeben.In Fig. 1, a closed reactor ( 1 ) is shown, which has a height of 9 in and a diameter of 5 m. Inside there is a coaxial guide tube ( 2 ) with a diameter of 1.5 m and a height of 5 in. The guide tube is height-adjustable by means of a holder ( 3 ) in the reaction chamber depending on the level of the waste water. The guide tube ( 2 ) is completely surrounded by the waste water.

Am Kopf des Reaktors (1), über dem Leitrohr auf gleicher Achse, ist ein Druckstrahler (4) der Baugröße 200 mit ca. 12 m/s Austrittsgeschwindigkeit des Gas- Flüssigkeits-Gemisches befestigt.At the head of the reactor ( 1 ), above the guide tube on the same axis, a pressure radiator ( 4 ) of size 200 is attached with an exit velocity of the gas-liquid mixture of approx. 12 m / s.

Im Reaktor (1) sind ca. 40 % des Reaktorvolumens Trägerkörper (5), die mit der jeweils für den Abwasserbehandlungsprozeß notwendigen Bakterienpo pulation beladen sind. In the reactor ( 1 ) are about 40% of the reactor volume support body ( 5 ), which are loaded with the necessary bacteria for the wastewater treatment process.

Die dargestellten Pfeile geben die erzeugte Strömungsrichtung der Trägerkörper (5) an, die von den Gas-Flüssigkeitsstrahlen des Druckstrahlers erzeugt wird.The arrows shown indicate the generated flow direction of the carrier body ( 5 ), which is generated by the gas-liquid jets of the pressure radiator.

Als Trägerkörper (5) dienen Schaumstoffträger mit einem 12 mm Durchmes ser und einer Dichte von 1,05 g/cm³ (feucht, bewachsen).Foam carriers with a 12 mm diameter and a density of 1.05 g / cm ³ (moist, overgrown) serve as the carrier body ( 5 ).

0,5 m vom Reaktorboden entfernt ist ein gelochter, perforierter Zwischenbo den (6) befestigt, der die Trägerkörper (5) davon abhält, sich während ihrer Zirkulation vor den Pumpensaugstutzen (7) der Flüssigkeitsumwälzlei tung (8) zu stauen. Über den Ablauf (9) wird gereinigtes Abwasser aus dem Reaktor (1) geleitet.0.5 m from the reactor bottom is a perforated perforated Zwischenbo the ( 6 ) attached, which prevents the carrier body ( 5 ) from accumulating during their circulation in front of the pump suction nozzle ( 7 ) of the liquid circulation line ( 8 ). Purified waste water is conducted out of the reactor ( 1 ) via the outlet ( 9 ).

In Fig. 2 ist eine Anlage dargestellt, in der Abwasser aus einer Tierkörper beseitigungsanlage behandelt werden soll. Neben der organischen Belastung soll auch vorhandener Stickstoff im Auslauf auf NH₃ < 100 mg/l gesenkt werden. Pro Tag sind 40 bis 70 m³ mit einem BSB₅ ca. 6800 mg/l und einem NH₄ von ca. 4510 mg/l aufzuarbeiten. Damit sind im Abwasser 240 kg pro Tag Stickstoff zu nitrifizieren. Die Temperaturen des zu behandelnden Abwassers liegen bei < 30°C.In Fig. 2, a system is shown in which waste water from an animal body disposal system is to be treated. In addition to the organic load, nitrogen present in the outlet should also be reduced to NH ₃ <100 mg / l. 40 to 70 m ^{3 must be processed} per day with a BOD _{5 of} approx. 6800 mg / l and an NH ₄ of approx. 4510 mg / l. This means that nitrogen is to be nitrified in the wastewater 240 kg per day. The temperatures of the wastewater to be treated are <30 ° C.

Um die geforderten Einleitgrenzwerte zu erreichen, wird bei einem Abwas serteilstrom zur Stickstoffentlastung ein Nitrifikationsreaktor (1), so wie in Fig. 1 beschrieben, eingesetzt. Dem ist eine kombinierte Denitrifikations /Eindickstufe (10) vorgeschaltet. Die Stufe (10) vergleichmäßigt die Abwas sertemperatur und schützt die im Reaktor (1) immobilisierten Nitrifikanten vor größeren Temperaturschwankungen. Außerdem verhindert sie weitgehend den Eintrag heterotropher Bakterien in die hochempfindliche Nitrifikation.In order to achieve the required discharge limit values, a nitrification reactor ( 1 ), as described in FIG. 1, is used in a waste water stream for nitrogen relief. This is preceded by a combined denitrification / thickening stage ( 10 ). The stage ( 10 ) equalizes the waste water temperature and protects the nitrificants immobilized in the reactor ( 1 ) against major temperature fluctuations. It also largely prevents the entry of heterotrophic bacteria into the highly sensitive nitrification.

In der Stufe (10) wird in dem Maße denitrifiziert, wie es das Verhältnis BSB₅/NO₃-N zuläßt. Das Restnitrat wird mit dem kontinuierlich zulaufendem Abwasser wieder in den Zulauf einer nicht in der Fig. 2 dargestellten Klär anlage eingeleitet. In stage ( 10 ) is denitrified to the extent that the ratio BOD ₅ / NO ₃ -N allows. The residual nitrate is reintroduced with the continuously flowing waste water into the feed of a sewage treatment plant, not shown in FIG. 2.

Der BSB₅- und nitratstickstoffbelastete Dünnüberlauf des in Stufe (10) inte grierten Eindickers (11) wird aus einer Pumpenvorlage (12) mittels Pumpe (13) in den Nitrifikationsreaktor (1) gefördert. Der benötigte Luftsauerstoff für die immobilisierten Nitrifikanten wird über ein Umpumpsystem mit Druckstrahlbelüfter (4) und einer Pumpe (14) eingetragen.The BOD ₅ and nitrate nitrogen-contaminated thin overflow of the thickener ( 11 ) integrated in stage ( 10 ) is conveyed from a pump receiver ( 12 ) by means of a pump ( 13 ) into the nitrification reactor ( 1 ). The required atmospheric oxygen for the immobilized nitrificants is entered via a pump system with a pressure jet aerator ( 4 ) and a pump ( 14 ).

Durch die Bakterienimmobilisierung im Reaktor (1) wird die hydraulische Verweilzeit gegenüber konventionellem Anlagenbetrieb drastisch gesenkt und das Reaktionsvolumen auf nur 150 m³ beschränkt. Der notwendige spezifische Sauerstoffbedarf beträgt 0,25 k g/m³/Stunde.The immobilization of bacteria in the reactor ( 1 ) drastically reduces the hydraulic dwell time compared to conventional plant operation and limits the reaction volume to only 150 m ³ . The required specific oxygen requirement is 0.25 kg / m ³ / hour.

Ein mechanischer Schaumzerstörer (15) sichert, da das Abwasser sehr zur Schäumung neigt, den schaumfreien Austritt der Abluft. Mittels nicht darge stelltem Niveauüberlauf erfolgt die Einleitung des aufbereiteten Nitratrück laufwasserstromes (16) wieder in die Stufe (10). Für die Denitrifikation in Stufe (10) wird der Nitratwasserrücklauf so eingestellt, daß er in seiner Menge etwa dem Abwasserzulauf entspricht. Ein Teil des Rücklaufwasserstromes (16) wird auch in die vorhandene Klär anlage geleitet. Auf Grund der hohen Temperaturen des zu laufenden Abwassers ist der Re aktor (1) nicht wärmeisoliert.A mechanical foam destroyer ( 15 ) ensures that the waste air escapes foam-free, since the waste water tends to foam. By means of a level overflow (not shown), the treated nitrate return water flow ( 16 ) is reintroduced into stage ( 10 ). For the denitrification in stage ( 10 ), the nitrate water return is set so that its amount corresponds approximately to the wastewater inlet. Part of the return water flow ( 16 ) is also passed into the existing sewage treatment plant. Due to the high temperatures of the wastewater to be run, the reactor ( 1 ) is not thermally insulated.

Ein Stapeltank und ein Nachklärer nach der Nitrifikation wird durch die gewählte Verfahrenskonzeption eingespart.A stacking tank and a clarifier after the nitrification is used by the selected process design saved.

Obwohl das aufzubereitende Abwasser aus der Tierkörperbeseitigung sich als stark fett- und feststoffhaltig darstellt, werden die befürchteten Inkrustierungen vermieden.Although the waste water to be treated from carcass disposal are feared to be high in fat and solids Incrustations avoided.

Claims

1. A method for biological aerobic or anaerobic treatment of wastewater in bioreactors in which there are biomass-laden, moving carrier bodies which flow through the entire reaction space, characterized in that the carrier bodies used in a vertical reactor are circulated by a gas-liquid delivery medium through a central zone of high turbulence in the downward direction and then subjected to a reversal of direction and in the upward direction through a zone of low turbulence.

2. The method according to claim 1, characterized in that as gaseous pumped medium either air or an oxygen-enriched gas is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that as gaseous biogas is used.

4. The method according to claim 1, characterized in that as a liquid Fluid handled by the reactor's own liquid is used.

5. Device for performing the method according to one of the Claims 1 to 4, characterized in that a closed, vertical reactor is an axial guide tube open on both sides which is completely surrounded by the medium to be treated, is adjustable in height, one on the reactor head Fumigation equipment and the liquid inlet on the reactor floor the drain for the cleaned medium is located and outside the reactor a liquid recirculation line is installed, which runs from the reactor floor to Opens into the gassing facility.

6. The device according to claim 5, characterized in that the carrier consist of macroporous, open-pore materials.

7. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that the Carriers consist of organic polymer compounds.

8. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that the Carriers are made of flexible polyurethane foam.

9. The device according to claim 5 to 9, characterized in that the Reactor is filled with carriers up to 70% of the reactor volume.