DE68903051T2

DE68903051T2 - Verfahren und vorrichtung fuer abwasserreinigung in einem biologischen filter mit partikeln, die weniger dicht als wasser sind.

Info

Publication number: DE68903051T2
Application number: DE8989401621T
Authority: DE
Inventors: Frank Rogalla
Original assignee: OTV Omnium de Traitements et de Valorisation SA
Current assignee: OTV Omnium de Traitements et de Valorisation SA
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2009-06-13
Also published as: ES2034689T3; ATE81110T1; EP0347296B1; US5019268A; FR2632947A1; EP0347296A1; JPH0235996A; GR3005939T3; JPH07100157B2; DE68903051D1; CA1337878C; FR2632947B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die biologische Reinigung von Abwasser wie z. B. insbesondere Stadtabwasser, Industrieabwasser sowie in Wasser mit Trinkqualität zu verwandelndem Leitungswasser. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Reinigungsverfahren, bei dem das zu behandelnde Wasser und das mit Sauerstoff angereicherte Gas in Gleichströmung durch einen Reaktor oder durch einen mit Kunststoffen oder mit expandierten, eine niedigere Dichte als die des Wassers aufweisenden Mineralstoffen als Filtermedium ausgestatteten biologischen Filter nach oben befördert werden
Es ist bekannt, die biologische Behandlung, z B. von Wasser so durchzuführen, daß man die organischen Verunreinigungen durch die Wirkung einer reinigenden freischwebenden oder feststehenden Biomasse abbaut, die verschiedene Mikroorganismen: Bakterien, Hefen, Einzeller, Mehrzeller usw. enthält. Im Verfahren mit freier Biomasse und unter Verwendung von Aktivschlämmen ist es unmöglich, die verschiedenen Arten der Mikroorganismen in großer Anzahl zu konzentrieren, die außerdem schlecht zu dekantieren sind, wo die Konzentration der Biomasse eben durch Dekantieren zu verwirklichen is; das Verfahren schränkt sich deshalb mit Rücksicht auf die anzuwendende Pegel des DBO (biologischer Bedarf an Sauerstoff) und des DCO (chemischer Bedarf an Sauerstoff) ein. Bei einem System mit festststehender Biomasse erfolgt die Konzentration der Biomasse unter Verwendung von Bakterien durch Verankerung an einer Unterlage. Dann spielt die Dekantierfähigkeit keine wesentliche Rolle mehr, wobei dieses Verfahren potentiel einen Reinigungseffekt hat, der dem der bekannten Verfahren weitaus überlegen ist.
Unter den effektivsten, auf dem Prinzip der feststehenden Biomasse basierenden Verfahren kann man insbesondere diejenigen erwähnen, die der Anmelderin geschützt und von ihr entwickelt worden sind - das heißt das Verfahren, das unter dem geschützten Warenzeichen "Biocarbone" bekannt ist, bei dem in einem Reaktor eine Wasserstömung nach oben gerichtet ist und bei dem das Teilchenbett in zwei Bereiche mit verschiedenen Teilchengrößen und verschiedenen biologischen Eigenschaften eingeteilt ist (siehe das französische Patent Nr. 78.30282 mit Veröffentlichungsnummer 2 439 749 und das Patent Nr. 86.13675 mit Veröffentlichungsnummer 2 604 990).
Bei den Verfahren mit freischwebender Biomasse kann man insbesondere auf die meist mit Schwebebett betriebenen Verfahren verweisen, bei denen man als Biomassenstoff Produkte wie z. B. expandierte Polymere verwendet, deren Dichte unter 1 liegt, unter Anwendung von jetzt dem Stand der Technik gehörenden Verfahrensweisen (siehe das französische Patent Nr. 1 363 510 vom 1963, das britische Patent Nr. 1 034 076 aus 1962), wovon verschiedene Abwandlungen durch eine große Anzahl Patente (siehe das französische Patent Nr. 2 330 652, Nr. 2 406 664 und Nr. 2 538 800, das US-Patent Nr. 4 256 573 und das japanische Patent Nr. 58-153 590 usw.) geschützt sind.
Die Verwendung solcher Schwebestoffe und von in der Schwebe gehaltener Teilchenbetten ist zwar an sich interessant, führt aber zu verschiedenen Schwierigkeiten und weist oft Nachteile auf, wovon einige erst bei langen durch die Anmelderin durchgeführten Versuchen zu Tage traten. Wenn z. B. in einen Biofilter mit nach oben gerichteter Wasserströmung und Kügelchen oder sonstigen Teilchen, deren Dichte unter der des Wassers liegt, unterhalb des Filterbettes Luft eingespritzt wird, ist die Zeitdauer der Filtrationszyklen nicht akzeptabel und verschlammt schnell sich die Oberflächenschicht mit Aufschwemmungsstoffen, die den Durchgang der Luftblasen verhindern. Sehr häufig durchgeführte Waschvorgänge sind dann unvermeidbar. Falls man übrigens Stoffe (Sand oder dergl. siehe z. B. das US-Patent 4 322 296) in der Schwebe hält, die schwerer sind als Wasser, ist es notwendig, wesentlich mehr Energie zum befördern der Flüssigkeit zuzuführen, wobei es schwierig ist, den Stoff innerhalb des Reaktors definiert zu halten. Um diesem Nachteil des höheren Energiebedarfes zu abzuhelfen, ist vorgeschlagen worden, ein Schwebebett aus leichten Stoffen einzusetzen, bei dem die Luft unten eingeblasen, das Wasser aber nach unten fließt (siehe das US-Patent Nr. 4 256 573 sowie das japanische Patent Nr. 58.153- 590, die oben erwähnt worden sind). Ab einer gewissen Geschwindigkeit des sich nach unten bewegenden Wassers aber werden die Luftblasen innerhlb des Stoffes eingefangen und danach durch die sich bewegende Flüssigkeit mitgenommen, so daß der Reaktor nicht korrekt mit Luft beaufschlagt wird.
Mit dem Ziel, die obengenannten Nachteile zu überwinden, sind zahlreiche Versuche bei der Anmelderin durchgeführt worden, um unter Auschöpfung der Vorteile eines Schwebebettes einen Weg zu finden, der es gestattet, Probleme in bezug auf das Einfangen der Luftblasen an der Oberfläche, die Verschlammung des Bettes, den zu hohen Energiebedarf, Schwierigkeiten beim Waschen des Filterbettes usw. zu lösen.
Diese Schwierigkeit sind durch die Entdeckung und dann der Entwicklung eines Systems gelöst worden, bei dem im Reaktor oder im alleinstehenden biologischen Filter mit gleichgerichteten Strömungen des Wassers und des mit Sauerstoff angereichten Gases man in zwei sich angrenzenden Zonen als Mittel zur Filtration und als Unterlage für Bakterien eine untere Schicht des Schwebebettes mit weniger dichten Teilchen als Wasser und dann eine obere Festbettschicht verwendet, deren Dichte ebenfalls unter 1 liegt die aber kleiner und leichter sind. In der Praxis und gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform strebt man an folgende Gleichung
global zu erfüllen, worin D1 und SL jeweils den Durchschnittsdurchmesser der Teilchen bzw. die volumetrische Masse des unteren Schwebebettes bedeuten; und D2 und S2 die entsprechende Werte in bezug auf das untere Schwebebett beziehen, und wobei SL die volumetrische Masse der Flüssigkeit bedeutet.
So werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Kombination der obengenannten Schichten Stoffe, die leichter sind als Wasser aber deren Teilchenparameter, verschiedene Dichtwerte, Aufschüttungshöhen (wie sie weiter unten in der Beschreibung genauer angegeben werden) ausgewählt, um einerseits für ein Schweben des unteren Bettes beim Einblasen des mit Sauerstoff angereicherten Gases ohne wesentliche Störung des oberen Bettes und andererseits für eine "automatische" Wiedereinteilung der zwei Schichten oder Betten in der Phase der Expansion der leichten Stoffe während des Gegenstromwaschens zu sorgen. Man entspricht im wesentlichen diesen Funktionen, wenn die obengenannte Gleichung (1) erfüllt wird. Im ruhenden Zustand haften die Stoffe, die leichter als Wasser sind, aneinander, weil sie verschiedenen Dichten aufweisen. Die Klassifikation wird beibehalten beim Waschen des Gegenstromfilters. Beim Einführen der Luft unten im Filter mittels einem Diffusionsgerätes besitzt die aus Luft und Wasser bestehende, die Stoffe durchdrigende Mischung eine Dichte, die etwa der Dichte der der Teilchen der obengenannten unteren Schicht entspricht. Dieses untere Bett wird dann in den Schwebezustand durch die sich nach bewegenden Blasen des sauerstoffangereicherten Gases gebracht, wobei für einen intensiven Austausch zwischen dem Gas, dem zu behandelnden Wasser und dem "Biofilm" gesorgt wird, die an den Teilchen im Bett haften bleibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die obere Fläche des oben definierten oberen feststehenden Bettes unterhalb einer ebenfalls aus leichtem Stoff bestehenden Stützschicht der Teilchen angeordnet, deren Eigenschaften weiter unten angegeben sind.
In der Praxis ist es vom Vorteil, wenn die verschiedenen Schichten folgende Parameter und Eigenschaften aufweisen: die Teilchengröße (D1) des unteren Schwebebettes liegt zwischen 3 und 15 mm, S1, sein volumetrische Masse liegt zwischen 300 und 800 g/l, je nach verwendetem Reaktortyp liegt die Höhe des unteren Bettes zwischen 0,2 und 2 m, im oberen feststehenden Bett beträgt der Durchschnittsdurchmesser (D2) der leichten Teilchen zwischen 1 und 10 mm und, der volumetrische Masse (S2) liegt zwischen 20 und 100 g/l, und die Höhe liegt zwischen 0,5 und 3 m.
Letztlich beträgt im vorgenannten Beispiel die Teilchengröße in der oberen, oberhalb des oberen Bettes vorhandenen Schicht 3 bis 20 mm, bei einer volumetrischen Masse von 10 bis 50 g/l und einer Höhe bzw. Dichte zwischen 0,10 und 0,50 m.
Die aus leichten Stoffen bestehenden Teilchen, die als Filtermedium und Unterlage für die Bakterien dienen, die gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen können, sind an sich bekannte Stoffe. Man kann zu diesem Zweck expandierte Kunststoffe aus Polyolefinen, Polystyrol sowie gummiartige Polymere und Kopolymere mit geschlossenen Zellen usw., Tonerden, expandierte Schiste, oder weiterhin Zellulosestoffe wie z. B. Holzteilchen verwenden. Die Körner dieser Stoffe können in verschiedenen Formen wie z. B. insbesondere als Kügelchen, zylindrische, linsenähnliche Gebilde oder andere zur Anwendung kommen. Gemäß einer praktisch brauchbaren Form des Verfahrnens ist es wichtig, daß die Dichten der erfindungsgemäßen leichten Teilchen von der unteren Schicht - d.h. dem Schwebebett - nach oben bis zum oberen Bett und dann zur oben erwähnten Schichtunterlage niedriger wird. Die Stufen der Dichte können jeweils folgende Werte annehmen: 0,5 bis 0,8 im Schwebebett von 0,03 bis 0,1 im Festbett und 0,005 bis 0,08 in der oberen Schichtunterlage.
Weitere Charakteristika des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus weiteren Teilen der vorliegenden Beschreibung.
Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf einen Reaktor oder Filter welcher in der Reihenfolge von unten nach oben einen Bereich des Eindickung und der Entleerung der Reinigungsschlämme, eine Einrichtung zum Einblasen von Luft, einen Bereich mit filtrierenden Stoffen, eine erste Schicht leichter Teilchen (Schwebebett), eine zweite Schicht, deren Teilchen weniger dicht sind (Festbett), eine obenliegende, aus noch leichteren Teilchen bestehende Schichtunterlage, sowie eine Decke aus Beton oder einem anderen durchlässigen Material, und letztlich eine im oberen Teil des Reaktors gelegene Zone mit einer Waschwasservorrat versehenen Zone aufweist, aus deren oberen Teil das behandelte Abwasser entnommen wird.
Ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Behandlung von Wasser ist in der Figur Nr. 1 schematisch abgebildet.
In seinem unteren Teil umfaßt der Reaktor 1 den Raum 2 zum Verdicken und zur Entleerung der Reinigungsschlämme, danach das System 3 zum Einblasen des mit Sauerstoff angereicherten fließenden Mediums 3, das Bett 4, das als Schwebebett zu betreiben ist, den Teil 5 mit dem feststehenden Bett und dann die obere Schichtunterlage 6, die durch das als Decke dienende Lochplatte 7 zurückgehalten wird. Zuletzt ist eine obere freie Zone 8, die als Waschvorrat dient, vorgesehen, wo das behandelte Wasser durch die Leitung 9 entleert und dann bei 10 zurückgewonnen wird.
Die zu behandelnde Flüssigeit kommt durch die Leitung 11 an, um in die unterhalb des gegebenfalls unterhalb des Bettes 4 angeordneten Systems 3 zum Einblasen des mit Sauerstoff angereicherten fließendem Mediums angeordneten Zone 2, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist, oder um in den unteren Teil dieses Bettes eingeführt zu werden. Wie oben erläutert, haften im Ruhezustand die Schichten oder Betten 4, 5 und 6 aneinander, weil sie verschiedene Dichten besitzen. Sobald die Luft oder das mit Sauerstoff angereicherte Gas unten bei 3 eingeführt wird, werden die Teilchen des Bettes 4 durch die Luftwassermischung und die Bewegung der Blasen in die Schwebe gebracht, was einen intensiven Austausch zwischen dem Gas, dem zu behandelnden Wasser und dem Biofilm ermöglicht, der an die Teilchen haftet. Während dieses Vorganges verbleibt das Bett 5 sowie die obere Schicht im turbulenzfreien Zustand (so daß man in der vorliegenden Beschreibung vom festen Bett spricht).
Wegen der Anhäufung der in der Schwebe sich befindenden Stoffen und des biologischen Wachstums innerhalb des filtrienden Bettes findet eine progressive Verschlammung des Stoffes statt. Das Fortschreiten des Druckverlustes läßt sich mittels einem Manometer oder ahhand des Anstiegs des Spiegels der Flüssigkeit in der Säule 12 verfolgen, die der Druckbeaufschlagung oder der Messung des Druckverlustes dient. Das Zurückhalten der Teilchen läßt sich durch Zugabe eines Ausflockungsmittels verbessern.
Ist ein vorbestimmter Wert des Druckverlustes errreicht, so wird das Waschen des Bettes veranlaßt, zu welchem Zweck das Spülventil 13 so weit göffnet wird, daß die erwünschte Geschwindigkeit des Waschens erreicht wird. Die schnelle Entleerung der behandelten, im oberen Teil 8 des Reaktors gespeicherten Flüssigkeit in Gegenstrom erlaubt die Expansion des Stoffs. Je nach Teilchengröße und Dichte des Stoffes wird man die Waschgeschwindigkeit anhand der zu erzielenden Expansion des Stoffes einstellen.
Das schelle Durchlfießen in Gegenstrom erlaubt es, die in den Zwischenräumen gespeicherten Stoffe mitzunehmen und die an der Oberfläche in Überfluß angehäufte Biomasse freizubekommen, wobei die Geschwindigkeit des Waschens so gewählt werden kann, daß ein aktiver Biofilm am Stoff erhalten bleibt, was es erlaubt, nach der Entleerung des Vorrats 8 und dem Schließen des Ventils 13, die Zufuhr mit einer der Charge vor dem Waschen vergleichbaren Charge wieder in Gang zu setzen.
Das Enspritzen des zugeführten Abwassers 11 oberhalb des Dekantierraumes 2 erlaubt eine Eindickung der der Schlämme, während die Reinigung im Teilchenbett stattfindet. Die Schlämme selbst werden im Raum 15 wiedergewonnen und durch die Pumpe 16 enfernt. Ein Umwälzen des gereinigten Abwassers durch eine Pumpe 14 erlaubt gegebenenfalls eine Verbesserung der Einteilung oder die Zufuhr von Nitraten in die Vorfiltrierzone hinein. Um die Zeitspannen zwischen den Waschvorgängen zu verlängern, kann man von Zeit zu Zeit das Ventil 13 öffnen, um kurzeitig zu spülen so daß das Material abgelockert und ein tieferes Eindringen der Verunreinigungen in das Filterbett hinein ermöglicht wird. Diese sehr kurze Waschvorgänge führen zu einer weiteren Entschlammung des unteren Teils des Filters, der in erhöhtem Maße mit Schwebestoffen belegt ist. Die schnellen Spülungen können so veranlaßt werden, daß ein ausgeglichener Druckverlust über die ganze Höhe des Filterbereiches zustande kommt, was ein Verzicht auf Regelorgane für die gleiche Verteilung des mit Sauerstoff angereicherten Gases und des Wassers ermöglicht.
Um ein zu starkes Zusammendrücken des Bettes durch kontinuierlies Einblasen zu vermeiden, kann die Luft oder das mit Sauerstoff angereicherte Gas pulsiert werden. Das Einblasen von Luft kann während des Waschens mit oder ohne Pulsierung fortgesetzt werden, um die Entschlammung des Bettes zu begünstigen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens, kann man eine Filterbatterie kombinieren. Ein gemeinsamer Wasserspiegel oder Wasserquelle kann die Zufuhrsäulen zur Versorgung der einzelnen Filter versorgen. Die Zufuhrsäulen vermeiden den Überdruck, die durch eine zufällige Verschlammung hervorgerufen werden könnte, und kompensieren sie kontinuierlich eine Verschlammung. Dank dieser Speisung durch Schwerkraft läßt sich die Zufuhrmenge leicht regeln und durch Überläufe steuern.
Die einer Filterbatterie zugeordneten Vorratsräume für Waschwasser werden hydraulisch geregelt. Auf diese Weise wird durch das gereinigte Wasser von den Filtern in Betrieb für die Waschströmung durch den zu entschlammenden Filter gesorgt, was zu der gewünschten Höhe und zu dem gewünschten Volumen der oberhalb des Filterbettes angeordneten Vorratsräume führt, wobei die Abmessungen anhand der Fließmenge und der Anzahl der Filters berechnet werden können.
Eine andere Wasserreinigungsanlage gemäß der Erfindung, die aber verschiedene Abwandlungen in der Ausführung des einzigen Reaktors umfaßt, ist der Figur 2 der beiliegenden Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform kann man statt des Diffusors 3 für mit Sauerstoff angereicherte Luft für eine Versogerung mit sogenanntem "weißem Wasser" sorgen, das heißt Wasser, das mit Luftblasen gesättigt ist und in an sich bekannter Weise durch Diffusion unter Druck der Luft in das Wasser erzeugt wird. Falls erwünscht. kann dieses Wasser eine Teilmenge des gereinigten, den Reaktor oben bei 9 verlassenden Wassers sein.
Gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung hat man in die untere Partie des Reaktors 1 auf der Höhe der Basis des Bettes 4, das in der Schwebe gehalten wird, eine Verkleidung 17 eingeführt, die vorteilhaft aus Textilstoffen besteht, z B. in der Form von gekreuzten Geotextilfasern oder gleichwertigen Produkten. Diese Verkleidung, die für Luft und Wasser durchlässig ist, dient als Stütze für feststehende Bakterien und hat die Funktion, schon einen Teil der Verunreinigungen im zu behandelnden, eben bei 11 in den Reaktor 1 ankommenden Wasser hinauszuführen.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung hat man eine für eine gleichmässige Verteilung sorgende Zwischenwand 18 auf der Höhe der Grenzfläche zwischen dem Stoff und dem Wasser eingebaut. Diese Zwischenwand, die in Form eines Gitters oder eines Lattenrosts ausgebildet sein kann, erlaubt eine Verteilung und eine gleichmässige Zufuhr des der Versorgung mit Sauerstoff dienenden fließenden Mediums und des zu behandelnde Wassers sowie die Flutung zum Waschen. Weiterhin ermöglicht es, die verfestigte Masse oder den aus Filterstoff gebildeten Stopfen beim endgültigen Waschen durch Wasserspülung aufzubrechen.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann man auf der Höhe des feststehenden Bettes 5 eine zweite Einspritzrampe 19 einbauen, um den Grenzflächenbereich zwischen dem Wasser und dem Stoff zu rühren. Man kann mit Sauerstoff angereichertes fließendes Medium, weißes Wasser oder unter Druck stehendes Spülwasser einspritzen. So lassen sich Verschlammungen and der Oberfläche vermieden oder, falls sie sich dennoch bilden, besser auseinander treiben.
Letztlich gemäß einer noch weiteren, ebenfalls der Figur 2 zu entnehmenden Ausführungsform kann eine andere Zwischenwand 20 unter der Decke 7 des Reaktors vorgesehen sein. Diese Zwischenwand derselben Bauart wie die shchon oben beschriebene Zwischenwand 18 dient insbesondere dazu, für eine gleichmässige Verteilung des behandelten Abwassers und des mit Sauerstoff angereicherten fließenden Mediums zu sorgen.
Um die Vorteile des Verfahrens und der erfindungsgemässen Anlage zu verdeutlichen werden Auszüge aus Beispielen der Erfindung erläutert.

Beispiel Nr. 1

In einer Pilotanlage derselben Bauart wie gemäß Figur 1 der beiliegenden Zeichnungen führte man Behandlungen an verschiedenen Abwasserarte in zwei Abwandlungen des Reaktors durch, deren Merkmale in der folgenden Tabelle zusammengefaßt sind. Parameter der Betten Reaktor Halteeinrichtung (7) Schichtunterlage (6) Dichte Teilchengröße (mm) Höhe (m) Filterierschicht (5) Schwebeschicht des Bettes (4) Metallsieb mit Durchmesser der Öffnungen 5 mm Styropor Expandiertes Polyethylen Leichtpolypropylen Seiherdecke, Schlitze 2 mm Expandierter Schist
Weiter Hauptmerkmale und die Hauptleistungen sind dar folgenden Tabelle zu entnehmen: Zu behandelnde Menge (l/h) Luft Fläche des Filters (m²) Behandlungstemperatur (º C) Zugeführte volumetrische Chargen (kg/m³ je Tag) NTK (Stickstoff nach Kjeldahl) Eingangsabwasser (mg/l) MES (Stoffe in der Schwebe) Abwasser am Ausgang (mg/l) Bemerkung: Das zugeführte Volumen entspricht der Menge an DCO, DBO und NTK, die in 24 Stunden durch 1 m³ Filter behandelt wurde. Leistung (%) Reaktor 1 Reaktor 2

Beispiel Nr. 2

Diese Versuche beziehen sich auf die Behandlung von Oberflächenwasser, um es in Trinkwasserqualität zu verwandeln und zwar insbesondere unter Berücksichtigung der biologischen Nitrifikation unter Anwendung eines Reaktors der in Figur 1 abgebildeten Bauart.
Der Stoff des Schwebebettes lag in Form von expandiertem Schist mit einer Dichte von 0,5, einer Teilchengröße von ca. 2 mm und mit einer Aufschüttungshöhe von 0,50 m vor. Die Filterschicht bzw. das Festbett bestand aus Styropor mit einer Dichte von 0,03, eine Teilchengröße von 1 mm und mit einer Aufschüttungshöhe von 0,5 m. Unterhalb des Festbettes befand sich in diesem Fall keine Schichtunterlage.
Im Betrieb betrug die Temperatur ca. 10 ºC bei einer Filtriergeschwindigkeit von 10 m/h, und eine Belüftung von 5 m/h.
Es stellte sich heraus, daß die Durchschnittsmenge an NH&sub4;, die von dem Eingang (zu behandelndes Abwasser) zum Ausgang (von Stickstoff befreites Abwasser) gelangte, zwischen 3,5 und 0,1 mg/l betrug.
Bei der Erfindung kann wohlgemerkt mehrere der Ausführungsformen gemäß Figur 2 in Betrieb genommen werden. Weiterhin kann die Zufuhr des Abwassers und/oder des Sauerstoffs diskontinuierlich erfolgen.
Gemäß einer vorteilhaften in Figur 3 abgebildeten Ausführungsform kann die Halteeinrichtung bzw. die Decke (7) mit Siebeinrichtungen versehen werden, so daß während des Waschens ein Druckverlust stattfindet, der ausreicht, um ein Steigen des benötigten Wasserspiegels unterhalb der Decke (7) zu unterbinden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind diese Siebe so konstruiert, daß sie mit abnehmenden Durchmessern (21, 22 und 23) und gegebenfalls mit einem oberen Schutzgitter (24) im oberen Teil des Reaktors auf der Höhe der Decke (7) unmittelbar verschraubt werden können, was es gestattet, jedwede Handhabung der Betten zu vermeiden.

Claims

1. Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser durch gleichgerichtetes Befördern des zu behandelnden Wassers und eines Sauerstoff enthaltenden Gases durch einen Reaktor oder biologischen Filter, der als Filtriereinrichtung mit einer unteren, ein Schwebebett aufweisenden Zone und einer oberen, ein Festbett aufweisenden Zone versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der Betten durch expandierte Stoffe gebildet sind, deren Dichte geringer ist als die des Wassers, wobei die Stoffe des Festbetts gleichzeitig kleiner und leichter als die des Schwebebetts sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Teilchen und der Betten der folgende Gleichung entspricht:

worin D1 und SL jeweils den Durchschnittsdurchmesser der Teilchen bzw die volumetrische Masse des unteren Schwebebetts bedeuten; und D2 und S2 dieselben Definitionen wie in bezug auf das obere Festbett haben und sich auf das untere Schwebebett beziehen, wobei SL die voiumetrische Masse der Flüssigkeit bedeutet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß D1 zwischen 3 und 15 mm, S1 zwischen 300 und 800 g/l, D2 zwischen 1 und 10 mm und S2 zwischen 20 und 100 g/l liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Höhen der Betten zwischen 0,20 und 2 Meter bei dem unteren Bett und 0,50 und 3 Meter bei dem oberen Bett betragen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Betten oder der Schichten der leichten Teilchen mit der Höhe von 0,5 - 0,8 auf 0,005 - 0.08 kleiner wird.

6. Biologischer Reaktor oder Filter zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reihenfolge von unten nach oben er einen Bereich des Verdickens und der Entleerung der Reinigungsschlämme (2), eine Einrichtung zum Einspritzen von Sauerstoff enthaltendem Gas (3), einen Bereich mit filtrierenden Stoffen, der aus einer ersten Schicht, deren Teilchen weniger dicht sind als das Wasser oder das Schwebebett (4), einer zweiten Schicht, deren Teilchen kleiner und leichter sind als die vorherigen oder das Festbett (5) und einer obenliegenden Stützschicht (6) besteht, deren Teilchen noch leichter sind und die unter einer Halteeinrichtung (7) angeordnet ist, und im oberen Teil des Reaktors einen Waschbereich, der oben einen Austrag für das behandelte Abwasser (9 und 10) aufweist, wobei das behandelte Wasser durch eine Pumpe (14) umgewälzt werden kann, während das zu behandelte Abwasser (11) unten in den Reaktor (1) eingeführt wird, wobei einer Ladesäule (12) oder einen Säule zur Messung des Verlustes an Ladung über Höhe des Reaktors vergesehen ist, mit dem sie verbunden ist, wobei die Schlämme in einem Gefäß (15) gesammelt und mittels einer Pumpe (16) entfernt werden.

7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Wasserspülventil (13) versehen ist, dessen Öffnen das Waschen der Schichten nach unten und in Gegenstrom veranlaßt, so daß das Körnerbett zum Ausdehnen gebracht wird.

8. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Einrichtungen für die intermittierende Zufuhr von Abwasser und/oder Sauerstoff enthaltendem Gas versehen ist, die durch kurze Wasserspülungen unterbrochen wird.

9. Reaktor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein gitterartiges System mit eine gleichmässige Teilung bewirkenden Trennwänden umfaßt, das einerseits auf der Höhe der Grenzschicht zwischen Material und Wasser (19) und anderseits (bei 20) unterhalb der Decke (7) des Reaktors angeordnet ist.

10. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Höhe des unteren Endes des Schwebebettes (4) er eine Auskleidung (17) aus Textilstoff umfaßt, die als Träger für Bakterien dient.

11. Reaktor nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Höhe des Festbettes (5) er eine zweite Einspritzerampe (19) für Sauerstoff enthaltendes Gas und/oder unter Druck stehendes Spülwasser umfaßt.

12. Reaktor nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (7) mit über die Höhe des Reaktors verteilten Schraubfiltern (21, 22 und 23) versehen ist.

13. Anlage zur Reinigung von Wasser, dadurch gekennzoichnet, daß sie mehrere Rektoren (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 12 umfaßt, die parallel zueinander und in der Nähe eines gemeinsamen Wasserspiegels angeordnet sind, dessen Waschabteilungen hydraulisch miteinander verbunden sind, um Waschwasser durch die funktionierenden Filter zur Verfügung zu stellen.