DK157443B - Hvirvellagsreaktor til rensning af spildevand - Google Patents

Description

DK 157443 B

Opfindelsen vedrører en hvirvellagsreaktor bestående af et enkelt og alsidigt væskefordelingsorgan over bunden af reaktionskammeret og et separa-tionskainmer, der er placeret direkte oven på reak-5 tionskammeret til separation af gas og overbegroede bærepartikler fra behandlet spildevand på økonomisk og pålidelig måde. Denne hvirvellagsreaktor er udviklet til passende gennemførelse i stor skala afj de særlige metoder til rensning af spildevand, der er 10 beskrevet i beskrivelserne til EP-patentansøgningerne nr. 0028846 og 0024758.

Opfindelsen angår således en hvirvellagsreaktor til rensning af spildevand ved hjælp af biomasse knyttet til bærepartikler, hvilken reaktor omfatter et over 15 bunden af reaktionskammeret beliggende væskefordelingsorgan til indføring af spildevand, et oven på reaktionskammeret anbragt separationskammer til fraseparering af bærepartikler, der er overbegroet med biomasse fra væske-gas-faststof-blandingen efter dennes opadgående 20 passage gennem reaktionskammeret, og til fraseparering og opsamling af tilbageværende gas eller af gas, der er dannet under biologisk spildevandsbehandling, hvilket separationskammer omfatter et rum til opsamling og akkumulering af tilbageværende gas eller i reaktoren 25 dannet gas og har en gasafgang og en bundfældningszone, der har en kanal til tilbageføring af bundfældede, overbegroede partikler til reaktionskammeret og et overfald til transport af biologisk behandlet væske til et rum, der er forsynet med en væskeafgang.

30 I de senere år er hvirvellagsreaktorer til rensning af spildevand blevet stadig mere betydningsfulde, fordi de medfører mindre pladsbehov og mere effektiv styring af de biologiske omdannelser i sammenligning med ældre metoder, f.eks. sandfiltermeto-35 den og systemer med aktiveret slam. I reaktorer af denne art anvendes der bærepartikler af en diameter på ca. 0,1-3 mm, der er overbegroet med biomasse, der er udvalgt til en af de kendte biologiske ned-

DK 157443B

2 brydnings- eller omdannelsesprocesser, hvilke bærepartikler bringes i fluidiseringstilstand og holdes i denne tilstand af en opadrettet strøm af væske indeholdende næringsmidler for mikroorganismerne 5 i den tilknyttede biomasse, der forbliver i live og/eller formeres ved forbrug og omdannelse af de tilvejebragte næringsmidler.

Processer, der er væsentlige inden for området spildevandsrensning, og som kan gennemføres i hvir-10 vellagsreaktorer, er aerobe processer, dvs. aerob fjernelse af COD og nitrificering, såvel som anaerobe processer, dvs. denitrificering og methanskabende anaerob fjernelse af COD, hvilken sidste proces kan foretages i ét trin eller - ofte fordelagtigt - i to 15 efter hinanden følgende trin, et acetogent trin, der giver lavere fede syrer, og et methanogent trin, hvori de fede syrer omdannes til methan sammen med en mindre mængde carbondioxid.

Skønt fordelene ved hvirvellagsmetoden er 20 kendte og fastslåede, betyder dette ikke, at der ikke er problemer og vanskeligheder i forbindelse med den ønskede praktiske, kontinuerlige drift af den biologiske hvirvellagsproces, navnlig med hensyn til de nutildags herskende krav om højere rumbelastninger 25 for omdannelsen. Sådanne problemer er faktisk store og varierende.

Et sådant problem svarer til et problem, der allerede træffes på i ældre og stadig meget anvendte rensemetoder, hvor mikroorganismerne kun knyttes til 30 hinanden i mikrobiale fnug og til væggen og andre elementer af reaktoren, idet det i praksis er meget vanskeligt at nå en kontinuerlig separation af gas og mikroorganismer fra behandlet spildevand på en effektiv måde. Til disse fremgangsmåder med sædvanligvis 35 relativt lavt omdannelsesniveau er der knyttet en relativt lav gasfraktion og en relativt lav koncentration af biomasse, og det har undertiden været foreslået - f.eks. i tysk patent nr. 736.284 - at

DK 157443 B

3 afprøve kemiske reaktorer eller nære tilpasninger hertil i relativt simple konstruktioner. Som vist i praksis overses det ved disse forslag ofte, at levende faste stoffer, såsom aggregater af mikroorga-5 nismer, der har en ringe vægt, og som har kontinuerligt varierende dimensioner, navnlig når det drejer sig om samlinger af forskellige mikroorganismer, som sædvanligvis anvendes i spildevandsrensning, kan opføre sig helt anderledes end kemiske 10 faststoffer (f.eks. uopløselige katalysatorer) med praktisk talt konstante dimensioner, der er lette at separere, og som sædvanligvis er meget tungere. Men selv om mikroorganismer på en eller anden måde kunne tvinges til at opføre sig som døde faststoffer, som 15 det til en vis grad er tilfældet med biomasse knyttet til bærepartikler af ringe størrelse, vil en væsentlig relativ forøgelse i mængden af faststoffer og gas, som det er almindeligt i moderne spildevandsrensningsprocesser, hvor der anvendes f.eks. 100 g pr. 1 20 af faststoffer i form af biomasse knyttet til bærepartikler, føre til en situation, der ikke let løses ved anvendelse af eksisterende kemiske reaktorkonstruktioner, helt bortset fra den omstændighed, at store industrielle kemiske reaktorer, der er indrettet til at arbejde med 25 blandinger af væsker med store fraktioner af gas og faststoffer, er meget sjældne eller slet ikke eksiste rer.

Et andet, men tilknyttet problem, der navnlig vedrører pladsbehovet, vedrører den relative 30 størrelse af udstyret, der anvendes til separation af biomasse fra væske, der er behandlet biologisk. Hvadenten separationsudstyret er anbragt adskilt fra reaktionskammeret eller ej, eller det er placeret oven for reaktionskammeret, eller det endog er sam-35 menbygget med reaktionskammeret, som det f.eks.

foreslås i hollandsk patentbeskrivelse nr. 148.112, var det åbenbart sædvanligvis ikke muligt, som vist

DK 157443 B

4 med tegningen til det nævnte skrift at anvende et separationskammer, der i sammenligning med reaktionskammeret er mindre i størrelse.

Navnlig med hensyn til anvendelsen af hvir-5 vellagsmetoden til rensning af spildevand optræder der forskellige mere eller mindre typiske problemer, der i praksis hindrer en kontinuerlig ydelse i forbindelse med spiIdevandsbehandlingsreaktorer til industriel brug, der opfylder de nuværende økonomiske 10 og milieumæssige krav.

Formeringen af mikroorganismerne, der er knyttet til bærepartiklerne, kunne ikke styres, så at de resulterende overbegroede partikler blev så lette i vægt, at de simpelthen blev skyllet bort fra reak-15 tionskammeret. En ofte samtidigt forekommende forstyrrelse af hvirvellaget opstår ved sammenklumpningen af overbegroede partikler.

Det er sædvanligvis vanskeligt at opretholde ensartet fluidisering over hele tværsnitsarealet af 20 hvirvellagsreaktorer. At dette problem stadig eksisterer i dag er angivet af E. Flaschel et al i Chemie Ingenieur Technik, nr. 54, side 54 (1982) og af R. F. Cooper og B. Atkinson i "Biological fluidized bed treatment of water and waste-water" (Ellis 25 Horwood Limited, side 59, 303, 304 (1982)).

Det er stadig langt fra simpelt at fremkalde og opretholde fast tilknytning til en bærer af biolag, der er modstandsdygtige mod bevægelserne i hvirvellaget.

30 Biolagene blev slået løse af gasbobler, der fremkommer med tilførslen af gas, der er nødvendig i aerobe processer, eller af turbulente forskydningskræfter, der fremkommer nær væskefordelingsorganet.

Selv om biolagene, der er knyttet til bærepar-tiklerne, gror til den rette tykkelse, er det sædvanligvis ikke muligt fuldstændigt at hindre udvaskning af den tilknyttede biomasse, så at det er nødvendigt med foranstaltninger til at separere bærepartikler med

DK 157443 B

5 tilknyttet biomasse fra den behandlede væske og at føre de overbegroede partikler tilbage til reaktionskammeret.

I mellemtiden har der været foreslået løsninger på de fleste af disse problemer, men disse løs-5 ninger angiver sædvanligvis yderligere hjælpemidler og aggregater samt kostbare reaktorkonstruktioner.

Det har f.eks. været foreslået i USA-patent-skrifterne nr. 4.009.099, 4.182.675 og 4.177.144 at fjerne de ofte for tykke biolag fra bærepartiklerne 10 ved montering af et yderligere omrøringsorgan i reaktionskammeret. Når omrøreren bruges, fremkommer der tilstrækkelig store forskydningskræfter til at fjerne biolagene i det mindste delvis. Alternativt er det også ifølge disse patentskrifter muligt regelmæssigt 15 at fjerne for meget overbegroede partikler ved pumpning, der efterfølges af mekanisk afslidning i en separat installation, hvorefter de nøgne bærepartikler føres tilbage til reaktionskammeret ved pumpning.

Der er blevet udviklet komplicerede væskefor-20 delingsorganer til gennemførelse af ensartet fludise-ring i fravær af turbulente forskydningskræfter nær væskefordeleren. Et eksempel herpå findes i beskrivelsen til EP-patentansøgning nr. 0005650, hvori hastighedsfeltet af den indkommende væskestrøm styres til at 25 give en laminar strøm lige over væskefordelingssystemet for at muliggøre fornyet vækst i biolagene på de nøgne partikler, der opstår på grund af sliddet i toppen af hvirvellaget eller i en separat installation, som beskrevet i USA-patentskrift nr. 4.009.099 etc. Som anty-30 det i beskrivelsen til EP-patentansøgning 0005650 gør de laminerede strømme, der tilvejebringes ved sådanne raffinerede væskefordelingssystemer, det muligt at gennemføre renselsesmetoder på industrielt plan, som beskrevet f.eks. i USA-patentskrift nr. 4.009.099.

35 I GB-offentliggørelsesskrift nr. 2.023.122 er der beskrevet en hvirvellagsreaktor til behandling af spildevand ved hjælp af biomasse knyttet til bærepartikler, hvilken reaktor er en langstrakt cylindrisk reaktor, som

DK 157443 B

6 nær dens bund er forsynet med et væskefordelingsorgan til indføring af en blanding af råt spildevand og recirkuleret spildevand og nær dens top er forsynet med en sektion, med en zone, der omfatter midler til opsamling 5 af behandlet spildevand til recirkulering til den nedre del af reaktoren og midler til opsamling af behandlet spildevand til fjernelse via et udløb.

Ved stabil ligevægtsdrift af reaktoren ligger det øverste niveau af den tætte fase af fluidiserede partik-1 o ler- i en vis afstand under det øverste niveau af væskefasen, således at der dannes en bundfældningszone oven på hvirvellaget. I denne bundfældningszone er der imidlertid ikke sørget for et gasseparationsorgan. Gasbobler passerer denne bundfældningszone oven på hvirvellagszo-15 nen og vil forstyrre bundfældningen af partiklerne, hvorved overbegroede bærepartikler i det væsentlige udvaskes.

I GB-offentliggørelsesskrift nr. 2.013.122 er der beskrevet et væskefordelingsorgan. Spildevand indføres gennem et lodret rør, hvorfra spildevandet flyder ind i 20 et flertal af radialt anbragte, horisontale, perforerede rør. Hvert af disse rør, der er anordnet med ækviangulæ-re mellemrum omkring det lodrette rør, er forsynet med perforeringer med lige store mellemrum gennem hele dets længde, langs dets underside, og er forsynet med lodret 25 anbragte skærmningsplader. Det stjerneformede fordelingsorgan vil fungere godt for små reaktorer, men for industrielle hvirvellagsreaktorer i stor målestok viste fordelingen af indføringsåbningerne over tværsnittet af reaktoren sig at være mindre ensartet med stigende reaktor-30 diameter. Desuden er en ulempe ved dette udstyr, at det ikke er muligt at inspicere strømmene gennem de horisontale, perforerede rør i det stjerneformede fordelingsorgan til kontrol af tilstopninger, og rensning af rørene ved skylning er næppe mulig.

35 Ifølge USA-patentskrift nr. 4.032.407 kan den ikke-ønskede fremkaldelse af gasbobler i processer, der ledsages af samtidig indføring af gas - generelt luft eller ren oxygen - hindres ved forudgående op-

DK 157443 B

7 løsning af gassen i væsken under anvendelse af tryk.

Under hensyntagen til dette træk er det åbenbart også sommetider foretrukket at anvende det mere kostbare rene oxygen i stedet for luft til processer, der kræ-5 ver store mængder oxygen, såsom nitrificering.

Ifølge USA-patentskrift nr. 4.032.407 er det muligt i hovedsagen at formindske udvaskning af over-begroede bærepartikler ved anvendelse af et konisk reaktionskammer med opad gradvis forøget bredde.

10 Alternativt separeres den behandlede væske og de udvaskede partikler uden for reaktoren i en bundfældningsinstallation efterfulgt af tilbageføring af partikler til reaktoren i henhold til en forelæsning af Oppelt og Smith, nemlig "US-EPA-forskning og aktuelle 15 overvejelser vedrørende biologiske behandlinger med hvirvellag" (holdt i Manchester 1978 under kongressen vedrørende biologisk hvirvellagsbehandling af vand og spildevand).

Det er klart, at løsninger af denne art kom-20 plicerer installationen til gennemførelse af biologiske processer i hvirvellagsreaktorer, eftersom de også kræver væsentlig mere tilsyn.

Der er således stadigvæk brug for mere enkle installationer og mere enkle hjælemidler til at gøre 25 det muligt at opretholde en stabil arbejdsdygtig proces.

Beskrivelsen til EP-patentansøgning nr. 0024758 og navnlig beskrivelsen til EP-patentansøgning nr.

0028846 synes at indeholde de hidtil bedste forslag til 30 opnåelse af stabile biolag på bærepartikler og til opretholdelse af en brugbar proces uden unødvendige forekomster af problemer i forbindelse med overdreven sammenvoksning af biomasse.

Til en økonomisk industriel anvendelse i stor 35 skala er der imidlertid hidtil ikke anvist nogen afgørende løsning på et firfoldigt problem, der består i i hovedsagen fuldstændig hindring af udvaskning af overbegroede bærepartikler fra reaktoren af behandlet

DK 157443 B

8 væske, der forlader reaktionskammeret i kombination med tilstrækkelig separering af væske fra faste stoffer og fuldstændig tilbageføring af overbegroede bærepartikler til reaktionskammeret, og i kombination 5 med et simpelt væskefordelingsorgan, der muliggør ensartet fluidisering uden slid på biolagene.

Skønt det har været angivet på skematisk måde i beskrivelserne til EP-patentansøgningerne nr. 0024758 og 0028846, at det er muligt i princippet at gennemføre et sy-10 stem, hvori et reaktionskammer indeholdende hvirvellaget med en oven over liggende bundfældningszone forsynet med et overfald for behandlet væske og en afgang for tilbageværende gas eller for gas, der fremkaldes under den biologiske omdannelse, er kombineret til en tæt-15 tere enhed, blev der ikke her anvist en teknologisk gennemførlig udførelsesform herfor til speciel anvendelse i industriel skala, eftersom der yderligere skulle løses et antal vanskelige problemer, som det vil forstås af fagmænd.

20 Med nærværende opfindelse tilvejebringes der således en hvirvellagsreaktor, hvori de biologiske renselsesprocesser, der navnlig er beskrevet i beskrivelsen til EP-patentansøgning nr.

0028846, kan gennemføres på en sådan måde, at fordelene ved disse fremgangsmåder kærner til fiM udnyttelse, navnlig i industriel skala.

25 Men medens det i de nævnte EP-ansøgninger kun er beskrevet, at de tre faser må være adskilte, uden at der er angivet mulige løsninger for et økonomisk og industrielt anlæg til denne adskillelse, giver opfindelsen en teknologisk gennemførlig udførelse.

Opfindelsen vedrører således en hvirvellagsreaktor, hvori 30 sædvanligvis separat monterede aggregater er sammenbygget til en enhed til rensning af spildevand ved hjælp af biomasse knyttet til bærepartikler.

Opfindelsen angår en hvirvellagsreaktor son angivet i krav 1's indledning, hvilken hvirvellagsreaktor er ejendommelig ved, at 35 separationskairmeret omfatter en midterkanal, der er cylinderformet, og som fr-a undersiden er tilgængelig for i det mindste gasfraktionen af den blanding, der forlader reaktionskammeret, og på oversiden udmunder i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret udstyret

DK 157443 B

9 med en gasafgang, som er forsynet med en ventil, der muliggør tilvejebringelse af højst 1 at overtryk i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret, hvorhos bundfældningszonen er anbragt koncentrisk omkring kanalen og er 5 forsynet med en åbning til indføring af blandingen af væske og faststof, bundfældningszonen på oversiden er forbundet gennem et overfald med et koncentrisk omkring bundfældningszonen anbragt væskeopsamlingskammer til biologisk behandlet væske, væskeopsamlingskammeret er 10 forsynet med en væskeafgangsledning og en væsketilbageføringsledning, bundfældningszonen på undersiden er forbundet med reaktionskammeret gennem en kanal til udvendig eller indvendig tilbageføring af bundfældede bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, til reaktionskam-15 meret, gasopsamlings- og akkumuleringskammeret er forsynet med en kuppelformet hætte, der er placeret over kanalen, og hvis nedadrettede del strækker sig ind i bundfældningszonen til et niveau, der ligger under overfaldets niveau, men som ligger højere end den skrå bund af 20 bundfældningszonen, diameteren af kanalen er 0,5 - 0,8 gange diameteren af reaktionskammeret, højden (E^) af sidevæggen af den ringformede spalte er 0,05 - 0,3 gange højden (H^) af reaktionskammeret, tværsnitsarealet (A^) af bundfældningszonen er 0,5 - 3 gange tværsnitsarealet 25 (A^) af reaktionskammeret, og diameteren af den kuppelformede hætte er sådan, at blandingen af væske og biomasse knyttet til bærepartiklerne strømmer med en hastighed, der ikke er større end 5 cm/s, ind i bundfældningszonen via kanalen og gennem den ringformede spalte mellem den 30 kuppelformede hætte og ydervæggen i den cylinderformede kanal, og højden (H^) af reaktionskammeret er mindst 2 gange diameteren (D^) af reaktionskamraeret.

Der kan benyttes forskellige hensigtsmæssige udførelsesformer for denne reaktor som angivet i krav 2-5.

35 Opfindelsen angår desuden en hvirvellagsreaktor som angivet i krav 6's indledning, hvilken reaktor er ejendommelig ved, at separationskammeret omfatter en midterkanal, der har en maksimal diameter, der ikke er større end diameteren (D^) af reaktionskammeret, hvilken ka-

DK 157443 B

10 nal fra undersiden er tilgængelig for i det mindste gasfraktionen af den blanding, der forlader reaktionskammeret, og på oversiden udmunder i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret udstyret med en gasafgang, som er for-5 synet med en ventil, der muliggør tilvejebringelse af højst 1 at overtryk i gasopsamlings- og akkumulerings-kammeret, hvorhos bundfældningszonen er anbragt koncentrisk omkring kanalen, gasopsamlings- og akkumulerings-zonen strækker sig over i det mindste en del af bundfæld-10 ningszonen, der på oversiden er forbundet gennem et overfald med et koncentrisk omkring bundfældningszonen anbragt væskeopsamlingskammer til biologisk behandlet væske, væskeopsamlingskammeret er forsynet med en væskeafgangsledning og en væsketilbageføringsledning, bund-15 fældningszonen på undersiden er forbundet med reaktionskammeret gennem en kanal til indføring af blandingen af væske og faststof og til indvendig tilbageføring af udfældede bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, til reaktionskammeret, kanalen i separationskammeret be-20 står af en keglestubformet del, der med sin basis vender mod reaktionskammeret, og en relativt kortere, cylindrisk del, der er forbundet med toppen af den keglestubformede del, den keglestubformede del af kanalen er adskilt ved sin basis fra toppen af reaktionskammeret af kanalen af 25 ringformet konstruktion, hvilken kanal tilvejebringer forbindelse mellem reaktionskammeret og udfældningszonen til opadgående passage af blandingen af væske og bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, og nedadgående passage af udfældede partikler, der er overbegroet 30 med biomasse, at tværsnitsarealet (A^) af bundfældningszonen er mindst 0,4 gange tværsnitsarealet (A^) af reaktionskammeret, og diameteren af arealet (A^) af basis af den koniske del er større end diameteren af tværsnitsarealet (A,-) af oversiden af toppen af reaktionskammeret,

O

35 og højden () af reaktionskammeret er mindst 2 gange diameteren (D^) af reaktionskammeret.

Der kan benyttes forskellige hensigtsmæssige udførelsesformer for denne reaktor som angivet i krav 7-22. Forholdet mellem højden og diameteren af

DK 157443 B

π reaktionskammeret er bestemt ved ligningen H1/D1 = 2 til 40

Ved industrielle anvendelser med reaktorer med stor diameter er forholdet mellem højde og diameter for-5 trinsvis

Hj^/Di = 2 til 10.

Konstruktionen og arbejdsmåden for hovedet af reaktoren, dvs. separationskammeret og dets tilbehør er sådan, at anvendelse af hovedet til reaktoren er mulig 10 på en måde, der næsten er uafhængig af størrelsen af reaktionskammeret, navnlig hvad angår diameteren af tværsnittet i reaktionskammeret, så at eksemplerne, der illustrerer opfindelsen, også omfatter indførelsen af modifikationer i hovedet af reaktoren i små reaktorer 15 til laboratoriebrug eller til pilotanlæg. Det nye væskefordelingsorgan ifølge opfindelsen vedrører specielt brede, industrielle reaktorer, eftersom konstruktionen af væskefordelingsorganet ikke betyder så meget ved snævre reaktorer, hvor der relativt lettere opnås 20 ensartet fluidisering, så at den nye konstruktion af hovedet til reaktoren ifølge opfindelsen for sådanne reaktorer kan kombineres med et antal allerede kendte systemer til indføring af væske.

Som allerede angivet blev den samlede konstruk-25 tion af denne reaktor påvirket af et antal egenskaber ved fremgangsmåderne i henhold til de to ovenfor omtalte europæiske patentansøgninger, hvis karakteristiske træk generelt ikke genfindes i processer i henhold til andre fremgangsmåder, hvor hvirvellagsprincippet anvendes 30 til rensning af spildevand. Disse karakteristiske egenskaber og deres følger for konstruktionen af denne reaktor kan opregnes som følger: - fremgangsmåderne ifølge beskrivelserne til EP-patent-ansøgningerne nr. 0024758 og 0028846 medfører specielt 35 ikke anvendelsen af et yderligere omrøringsorgan. På en måde forenkler dette træk konstruktionen af reaktorens hoved. På den anden side lægger fraværet af et yderligere

DK 157443 B

12 omrøringsorgan mere vægt på nødvendigheden af frembringelsen af ensartet fluidisering over hele tværsnittet ved hjælp af kun gasstrømmene og navnlig af væskestrømmen.

Fraværet af et yderligere omrøringsorgan gør det også 5 mere vanskeligt at hindre overdreven forekomst af det velkendte fænomen i biologiske hvirvellagsprocesser, at de tilknyttede biolag vil have tendens til at blive tykkere foroven end i bunden af hvirvellaget; - de fast tilknyttede biolag i disse processer kan for-10 beredes og opretholdes ved fremkaldelse og vedligeholdelse af tilstrækkelig, men ikke-destruktiv turbulens i alle dele af hvirvellaget. Denne turbulens i forbindelse med passende styring af holdetiden for det indkommende spildevand i reaktionskammeret hindrer fremkal-15 delse af ustabilt tilknyttet biolag ved indføring af ikke godt-vedhæftende arter og under-arter af vedkommende mikroorganismer, hvilke arter i disse processer udvaskes kontinuerligt og derfor ikke får tid til at formere sig, idet de forbliver svævende i væsken, 20 medens væskeopholdstiden holdes lavere end den maksimale reciprokke væksthastighed for vedkommende mikroorganismer.

På grund af disse træk ved disse processer kræves der omhyggelig blanding af indholdet af reaktionskamme-25 ret, navnlig i nærheden af væskefordelingsorganet, specielt i tilfælde, hvor gasfraktionen i hvirvellaget er lav, som f.eks. ved anaerobe processer, dvs. denitrifi-cering og fremstilling af lavere fede syrer. Vedkommende processer fremmes derfor ved en tilstrækkelig ensartet, 30 men også tilstrækkelig turbulent indføring af væske over hele tværsnittet. Hvadenten de indføres ensartet eller ej, har laminære, indgående strømme, som de tilvejebringes ved det komplicerede apparat ifølge beskrivelsen til EP-patentansøgning nr. 0005650 ingen funktion i en passende udformning af fremgangsmåden ifølge beskrivelserne til EP-patentansøgningerne nr. 0024758 og 0028846.

Navnlig konstruktionen af et passende og dog simpelt væ-

DK 157443 B

13 skefordelingsorgan til reaktoren ifølge opfindelsen har været resultatet af væsentlige erfaringsforøg i eksperimentel henseende såvel som hvad angår de medfølgende beregninger.

5 Som vist på tegningen kan reaktoren have et antal udførelsesformer, hvor konstruktionen af hovedet af reaktoren først og fremmest er udformet under hensyntagen til arten af de biologiske omdannelser, der skal gennemføres, navnlig med hensyn til den relative stør-10 relse af gasfraktionen, medens den forbavsende enkle konstruktion af væskefordelingsorganet i hovedsagen er den samme for enhver spildevandsrensningsoperation, eftersom et passende valg af antal og diameter af rør og åbninger først og fremmest bestemmes af diameteren af 15 reaktionskammeret og det anvendte bæremateriale.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en første udførelsesform for reaktoren, der kan anvendes universelt, men som navnlig er 20 egnet til aeorob rensning af spildevand og navnlig, når der anvendes luft som oxygenkilden, fig. 2 en anden udførelsesform, der navnlig er egnet til spildevandsbehandlinger omfattende et relativt lavt niveau af gasproduktion, såsom denitrificering og 25 produktion af en blanding af lavere fede syrer ud fra ikke tidligere behandlet spildevand, såvel som generelt til produktion af methan, f.eks. ved anaerob fermentering af opløseligt affald eller en blanding af lavere fede syrer fremstillet i et foregående acetogent trin, 30 der muliggør effektiv yderligere behandling af opsamlet og akkumuleret methan til en methan-indeholdende gasblanding egnet som energikilde. Denne udførelsesform af reaktoren er også egnet til aeorob behandling af spildevand under anvendelse af rent oxygen, der kan 35 indføres ved foregående opløsning i spildevandet eller ved hjælp af et yderligere gasindføringsorgan, der er indstillet på sædvanlig måde under væskefordelingsorganet i bunden af reaktionskammeret, fig. 3 i større skala en detalje af separa-

DK 157443 B

14 tionskammeret i reaktoren ifølge fig. 2, fig. 4 et vandret tværsnit i separationskammeret i en hvirvellagsreaktor ifølge opfindelsen, hvor der navnlig skematisk er vist fordelingen af behandlet spil-5 devand i en del, der skal afgives, og en del, der skal tilbageføres ved blanding med ubehandlet spildevand, fig. 5 skematisk en modifikation af installationen ifølge fig. 1, hvor de bundfældede bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, føres tilbage langs 10 indervæggen af reaktionskammeret til den nedre del af dette, fig. 7 et billede ovenfra, og fig. 6 og 8 et sidebillede af væskefordelingsorganet til reaktorer ifølge fig. 1 og fig. 2.

15 Konstruktionen og arbejdsmåden af reaktorerne og deres tilbehør såvel som de betingelser, der fortrinsvis skal opfyldes af apparatet, skal nu beskrives og forklares mere detaljeret i forbindelse med behandling af spildevand, der skal renses.

20 Den måde, hvorpå spildevand indføres i reak torerne ifølge fig. 1 og 2 afhænger af, om det anses for at være nødvendigt eller ej med hensyn til effektiviteten af den opnåede rensning og/eller hensigtsmæssigt eller ej med hensyn til den ønskede ekspan-25 sion af hvirvellaget at fortynde ubehandlet spildevand med tilbageført vand, og hvorvidt vedkommende reaktor er den første eller en følgende reaktor af en række af reaktorer, der er indrettet til fuldstændig rensning af spildevand. Generelt vil der imidlertid være mindst no-30 gen fortynding med tilbageført vand. I dette tilfælde og med normal gennemførelse af rensning ved hjælp af reaktorer ifølge opfindelsen under praktiske forhold gør det en forskel, om en reaktor ifølge fig. 1 eller 2 er den første eller en følgende reaktor i en række af 35 reaktorer. Hvis reaktoren er den første, er det muligt, men ikke generelt nødvendigt at gennemføre tilblanding af ubehandlet spildevand med tilbageført vand allerede i

DK 157443 B

15 væskæpsandingskaninerét 9 ved hjalp af det apparat, der er forklaret med fig. 4. For enhver efterfølgende reaktor foretrækkes det imidlertid at gennemføre tilblandingen allerede i opsamlingskanmeret 9,eftersom det på denne måde 5 er muligt at undgå én pumpe for hver efterfølgende reaktor, fordi åbningen 10 i en første reaktor kan ledes til et tilgangsrør 23A i den følgende reaktor.

Pumpen P2 bestemmer overfladevæskehastigheden i reaktionskammeret. Så snart reaktoren har nået sin sta-10 bile ydelsestilstand, vil indstillingen af den samlede strøm fra pumpen P2 forblive i hovedsagen konstant.

Dette betyder, at inden for rimelige grænser vil den relative andel af tilbageført. vand af den samlede strøm indført af væskefordelingsorganet ændres automatisk, når den til 15 rådighed værende mængde af ubehandlet spildevand, der indføres via pumpen Ρχ, varierer, eller hvis afgangen til en efterfølgende reaktor via afgangsåbningen 10 i den foregående reaktor ændres.

Antages det, at reaktoren fungerer korrekt med 20 hensyn til opnåelse af det tilsigtede rensningsniveau, vil de rimelige grænser,som antydet ovenfor, blive bestemt af det ønskede ekspansionsområde af hvirvellaget. Hvis forholdet 2 til 40 mellem højden Ηχ og diameteren Dx af reaktionskammeret er givet, vil ekspansionen fortrins-25 vis forblive mellem grænserne 0 og 5,0. Området for væskehastigheden tilhørende denne ekspansionsgrad er 3-90 m pr. time eller 0,08 til 2,5 cm pr. sekund i forhold til et tomt tværsnitsareal Αχ af reaktionskammeret.

Væsken indføres og fordeles på ensartet måde over 30 hele tværsnittet af reaktionskammeret ved hjælp af væskefordelingsorganet 2, der består af et sæt af i hovedsagen vandrette rør med regelmæssigt placerede åbninger i undersiden af disse rør.

Eftersom disse åbninger for nedadrettet indføring 35 af væske kan være udsat for slid eller erosion under langvarigt brug, foretrækkes det at forsyne dem med erosionsmodstandsdygtige dyser, der kan udskiftes, når

DK 157443B

'16 de er slidt op.

Bunden af reaktionskammeret kan være plan, men en afrundet bund er i konstruktionsmæssig henseende mere økonomisk og stærkere. En afrundet bund medfører derfor 5 en indvendig forøgelse af afstanden mellem bunden af reaktionskammeret og åbningerne i væskefordelingsorganet. Navnlig i lille afstand fra væggen af reaktionskammeret vil de turbulente strømme af væske, der kommer ud af åbningerne, kollidere med 10 bunden. Den heraf følgende stærkt turbulente væskebevægelse vil derefter føre til erosion af bunden, med mindre afstanden mellem åbningerne og bunden er tilstrækkelig stor. Generelt vil denne afstand derfor variere mellem 10 cm minimalt og 300 cm. Til brede reak-15 torer til industriel operation i stor skala vil et passende område for denne afstand være 20-200 cm. I normal praksis reduceres faren for erosion af bunden yderligere i væsentlig grad ved hjælp af et automatisk fremkommende, kraftoptagende lag af praktisk talt nøgne 20 bærepartikler, der dækker bunden.

Det samlede areal af åbningerne i undersiden af væskefordelingsorganet er et vigtigt kriterium for den gode funktion af væskefordelingsorganet. Generelt afhænger dette samlede areal af åbningerne af reaktorens 25 operationelle parametre. Et passende valg af parametrene for væskefordelingsorganet, dvs. antallet af åbninger, antallet af vandrette rør etc., der bestemmer det samlede areal af åbningerne, bestemmes i første omgang af overfladevæskehastigheden, der skal tilpasses på 30 passende måde til den specielle spildevandsrensning i forhold til den type af spildevandsrensning, der var forudset, og de heri opnåelige rumbelastninger.

Koncentrationen af forureninger er også et vigtigt punkt, der skal overvejes. Det generelle grundlag er, at 35 hele arealet af åbningerne skal vælges på en sådan måde, at trykfaldet i åbningerne er tilstrækkelig stort til at give en ensartet strøm af væske gennem alle åbningerne.

17

DK 157443 B

For at opnå en vis omdannelse, må en tilstrækkelig mængde af biomasse nå til reaktoren. Mængden af biomasse, der skal indføres i fast tilknyttede biolag af ikke-diffusionsbegrænsende tykkelse er direkte propor-5 tional med overfladearealet af partiklerne. Den samlede overflade af partiklerne har indflydelse på valget af typen af bærematerialet, men dette valg skal også være i harmoni med overfladevæskehastigheden. Af disse årsager er konstruktionen af væskefordeling således, at det 10 samlede areal af åbningerne i undersiden af væskefordelingsorganet er tilpasset til overfladevæskehastigheden i reaktionskammeret, den samlede masse af bærepartikler og til størrelsen og den specifikke vægt af bærepartiklerne.

15 Sådanne overvejelser i forbindelse med erfaring indvundet i praksis, har ført til det resultat, at det er praktisk at anvende et samlet åbningsareal i under-siden af væskefordelingsorganet på 15-200 cm pr. m af tværsnitsarealet af reaktionskammeret. I en væsentlig 20 del af egnede og praktiske udførelsesformer vil dette areal falde inden for området 25-150 cm2 pr. m2 af tværsnitsarealet af reaktionskammeret.

Selv an det til ensartet indføring af væsken er tilstrækkeligt , at de i hovedsagen vandrette rør er place-25 ret regelmæssigt, og at åbningerne også er fordelt på regelmæssig måde, foretrækkes det at anvende ækvidistante vandrette rør. Åbningerne i disse rør er hensigtsmæssigt også ækvidistante i rørretningen.

Den måde, hvorpå de vandrette rør i væskeforde-30 lingsorganet fødes med spildevand, kan være forskellig.

F.eks. kan det gennemføres ved hjælp af ét hovedrør gennem væggen, hvilket rør derefter udmunder i et bøjet rør langs væggen, hvilket bøjede rør har en længde, der er mindre end 0,5 ir Di, De vandrette rør stikker derefter 35 ud fra dette bukkede rør. Råspildevand indeholder imidlertid ofte opslæmmet fast materiale, der kan bevirke tilstopning af væskefordelingsorganet. Det er derfor

DK 157443 B

18 praktisk at anvende en konstruktion, der muliggør simpel rensning af væskefordelingsorganet. Som vist i fig. 7 omfatter en foretrukket konstruktion fastgørelse til væggen af reaktionskammeret af alle vandrette rør, ikke 5 blot ved væsketilgangssektionen af væggen, men også ved den modsatte vægsektion, hvor enderne af de vandrette rør er lukket på ydersiden under brugen af reaktoren.

Hvad angår den ønskede ensartede indføring af væske, indses det, at trykfaldet over tilførselsrøret til 10 de vandrette rør er ubetydelig på baggrund af det meget større trykfald i åbningerne i væskefordelingsorganet.

Til ensartet indføring af væske er det indbyrdes forhold mellem antallet af horisontale rør, mellemrummet L5 mellem dem og deres diameter en funktion af størrel-15 sen af reaktionskammeret, så at antallet af de i hovedsagen vandrette rør falder inden for området 1,5 til 4 rør pr. meter af diameteren Di af reaktionskammeret, medens mellemrummet L5 mellem dem kan variere mellem 25 og 100 cm, medens deres diameter vælges inden for et 20 område fra 2 til 15 cm. Med hensyn til diameteren af de i hovedsagen vandrette rør, forstås det, at denne diameter fortrinsvis er ens for alle rør i tilfælde af, at reaktionskammeret har en kantet form og navnlig en reaktangulær form, men at det for et cylinderformet 25 reaktionskammer er muligt og under hensyn til besparelse af materialer faktisk foretrækkes at anvende et sæt rør, hvor diameteren forøges gradvis, når man går fra rørene nær væggen til rørene i midten af reaktionskammeret.

Diameteren af de inderste rør er 1,5 til 1,65 gange 30 større end diameteren af de yderste rør.

Ud fra den ønskede ensartede indføring af væske kan det foretrukne forhold mellem det samlede antal åbninger, mellemrummet mellem dem og deres diameter udtrykkes ved, at det samlede antal åbninger i under-35 siden af væske fordelingsorganet er 2,5 til 15 pr. m af reaktionskammerets tværsnitsareal, den gensidige afstand L4 mellem dem i rørretningen er 25 til 75 cm, og deres

DK 157443 B

T9 diameter er 0,5 til 3 cm. Det tilføjes, at så længe den gensidige afstand L4 mellem åbningerne i rørretningen falder mellem 25 og 75 cm, er det tilstrækkeligt, at fordelingen af åbningerne over rørene er regelmæssig, 5 omend det normalt foretrækkes at anvende ækvidistante åbninger. Det er imidlertid nødvendigt, at alle åbninger inden for ét og samme fordelingsorgan har samme diameter.

Efter den ensartede fordeling over hele tværsnit-10 tet af reaktionskammeret ved hjælp af væskefordelingsorganet 2 ifølge opfindelsen strømmer væsken opefter gennem reaktionskammeret, hvorved bærepartikler, der er overbegroet med biomasse i reaktionskammeret (ikke vist på tegningen), bringes til 15 fluidisering og holdes i denne tilstand. De anvendte bærepartikler kan have den sædvanlige størrelse og specifikke vægt, dvs. 0,1 til 3 mm og 2 til 5 g pr. cm3.

I reaktoren i fig. 1 træder blandingen af renset spildevand, bærepartikler overbegroet med biomasse og 20 gas derefter ind i separationskammeret 3, hvori blandingen strømmer opefter gennem midterkanalen 4 til gasopsamlings- og akkumuleringskammeret 5, der er afgrænset af en kuppelformet hætte 12, der er placeret over kanalen 4. Sidevæggen af hætten 12 når ned i bund-25 fældningszonen 7 til et niveau, der er lavere end niveauet for overfaldet 8, men som er højere end den skrå bund af bundfældningszonen 7. Gas frasepareres i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret 5. Gassen afgives gennem gasafgangen 6, der er forsynet med en ikke 30 vist ventil til tilvejebringelse af højst 1 at overtryk i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret. Et overtryk på ca. 0,2 til 0,5 at i gasopsamlingskammeret 5 er fordelagtig for den nødvendige efterfølgende eliminering af f.eks. lugtende komponenter fra udstødsgassen fra 35 aerob behandling af spildevand ved vaskning, medens et overtryk på ca. 0,5 at er egnet til brug under den efterfølgende rensning (f.eks. navnlig fjernelse af 20

DK 1 57443 B

hydrogensulfid for at gøre opløsninger af denne gas i vand egnet til genbrug ved denitrificering af nitratrigt spildevand) af methangas, der frembringes under anaerob fjernelse af COD, som gennemført fortrinsvis i en reak-5 tor i henhold til fig. 2. Det rensede spildevand sammen med bærepartiklerne, der er overbegroet med biomasse, strømmer over randen af kanalen 4 og træder derefter ind i bundfældningszonen 7 via passage gennem den ringformede spalte 13. Bærepartiklerne, der er over-10 begroet med biomasse, bundfældes på den skrå bund af bundfældningszonen, medens det rensede vand strømmer over overfaldet 8 - der fortrinsvis er udformet som en fortandet rand for at gennemføre en jævn transport af vand - ind i væskeopsamlingskammeret 9, hvorfra en del 15 af det rensede vand føres tilbage til reaktionskammeret via ledningen 11 og pumpen P2, medens den øvrige del afgives gennen ledningen 10, hvis åbning er placeret under vandniveauet i rummet 9.

De bundfældede bærepartikler, der er overbegroet 20 med biomasse, samler sig på den nedadrettede skrå bund af bundfældningszonen 7. De føres tilbage til reaktionskammeret ved hjælp af returrør 14, der starter fra et eller flere punkter, fortrinsvis 1-12 punkter, i det nederste niveau 18 af bundsfældningszonen. Indføringen 25 af tilbageførte partikler i reaktionskammeret kan foregå i forskellige højder over væskefordelingsorganet, men fortrinsvis noget under halvvejen af afstanden mellem toppen af reaktionskammeret og væskefordelingsorganet, så at der opnås hurtig fordeling af partiklerne i hvir-30 vellaget uden fare for tilstopning af returrørene 14.

Som vist i fig. 1 kan tilbageføringen af de overbegroede partikler foregå gennem et eller flere rør 14, der er placeret uden på reaktionskammeret langs den ydre væg, og som udmunder i huller i den ydre væg.

35 Alternativt kan tilbageføringen af den tilknyt tede biomasse, som vist i fig. 5, også gennemføres inden i reaktionskammeret ved hjælp af en indre periferispalte

DK 157443 B

21 14A, der udgår fra kanalen 18 og ender lige over et langs periferien forløbende trekantet fremspring 25 med lille diameter i vandret retning i sammenligning med diameteren D-j, af reaktionskammeret, hvilket fremspring 5 25 også fortrinsvis er placeret under halvvejen af afstanden mellem toppen af reaktionskammeret og væskefordelingsorganet .

Af årsager og på betingelser som forklaret før blandes det ubehandlede spildevand sædvanligvis med en 10 del af det rensede vand i en grad, der bestemmes af pumpen P2, der styrer strømningen. Denne tilblanding finder sted enten uden for væskeopsamlingskammeret 9 i en forbindelse på opstrømssiden af pumpen P2 af et forbindelsesrør 11, der indeholder renset vand, der 15 aftages fra opsamlingskammeret 9, med røret 23B, der indeholder ubehandlet spildevand, eller inden i opsamlingskammeret 9. Den måde, hvorpå den sidstnævnte tilblanding fortrinsvis gennemføres, er vist skematisk i fig. 4 og kan forklares som følger. Rummet 9 er delt 20 ved den ene ende af en skærm 22. På den ene ende af skærmen og tæt ved skærmen er der en åbning under overfladen til afgivelse 10 af renset vand til kloakken eller til den næste reaktor. På den anden side af skærmen, igen placeret tæt ved denne, er der en 25 åbning til indføring af ubehandlet spildevand ad ledningsrøret 23A og en åbning 24, hvorigennem den tilblandede væske forlader væskeopsamlingskammeret i retning af pumpen P2 gennem forbindelsesrøret 11.

Denne fremgangsmåde til tilblanding anvendes fortrinsvis 30 altid i forbindelse med efterfølgende reaktorer i en serie, eftersom strømmen af afgangsvand gennem åbningen 10 fra første reaktor til tilgangen 23A i en følgende reaktor sparer en pumpe Ρχ.

Installationen i fig. 1 er navnlig egnet til 35 gennemførelse af biologiske processer, hvori store mængder gas forbruges. Med hensyn til spildevandsrensning er dette tilfældet i forbindelse med aerob

DK 157443 B

22 fjernelse af COD og ved nitrificering, livis oxygenbeho-vet tilføres i form af luft, som det foretrækkes. Tilførslen af gas foregår fortrinsvis i en åbning i bunden af reaktionskammeret ved hjælp af en gastilgang og et 5 fordelingsorgan 15.

For at opnå en optimal effektiv operation er midterkanalen 4 i installationen i henhold til fig. 1 fortrinsvis cylindrisk, medens diameten af kanalen fortrinsvis er 0,5 til 0,8 gange diameteren ϋχ af reak-10 tionskammeret, svarende til et foretrukket forhold mellem tværsnitsarealerne A2:Ai = 0,25 til 0,65. Under disse omstændigheder sikres der en tilstrækkelig ensartet opadgående strømning.

Eftersom det er mere fordelagtigt at anvende en 15 diameter for kanalen 4, der er mindre end diameteren Di af reaktionskamméret, har toppen 19, der danner overgangen mellem reaktionskammeret og kanalen 4, fortrinsvis form af en keglestub, som vist i fig. 1.

Diameteren af den kuppelformede hætte 12 er 20 fortrinsvis således, at overfladehastigheden, som beregnet på basis af det tomme tværsnitsareal af den ringformede spalte 13, af væske, der strømmer ned over randen af kanalen 4, aldrig er større end 5 cm pr. sekund. Højden H2 af sidevæggen i den ringformede 25 spalte 13 er fortrinsvis 0,05 til 0,03 gange højden Ηχ af reaktionskammeret.

Det i opadgående retning gennemstrømmede tværsnitsareal A4 af bundfældningszonen 7, der er beliggende mellem ydervæggen af den ringformede spal-30 te 13 og indervæggen af væskeopsamlingskammeret 9, er fortrinsvis 0,5 til 3 gange så stort som tværsnitsarealet Αχ af reaktionskammeret. Et sådant forhold bevirker en tilstrækkelig forskel mellem hastighederne af den opadgående væskestrøm og af bundfældningen af 35 bærepartiklerne, der er overbegroet med biomasse, så at der sikres god bundfældning.

De passende højder af et antal af delene i

DK 157443B

23 separationskammeret 3 i forhold til dimensionerne af reaktionskammeret (navnlig dettes højde), såsom højden af den skrå bund af bundfældningszonen varierende med valget af hældningsvinklen a, den effektive højde af 5 gasopsamlings- og reguleringskammeret 5 over kanten af kanalen 4 og den mest effektive højde af sidevæggen af den kuppelformede hætte 12 under kanten af kanalen 4 fører til forskellige variationer af den samlede højde H5 af separationskammeret 3 på 0,1 til 0,6 gange højden 10 Ηχ af reaktionskammeret 1.

Til gennemførelse af transport af de bundfældede overbegroede partikler til den laveste del af bundfældningszonen 7, hvorfra den tilknyttede biomasse bevæger sig ind i reaktionskammeret gennem returrørene 15 14, der er tilsluttet åbninger i bunden af bundfældningszonen, eller gennem den indvendige periferispalte 14A, skal hældningen af den skrå bund være mindst 0,5 {a > 30°)·

Der kræves ikke nogen særlige foranstaltninger, 20 såsom pumper, til tilbageføring af de overbegroede partikler gennem forbindelsesrørene 14 eller gennem den indre periferispalte 14A til reaktionskammeret. Denne fordelagtige egenskab er en følge af tilstedeværelsen af "luftløfte"-fænomenet i reaktoren, hvorigennem de over-25 begroede partikler strømmer ned gennem forbindelsesrørene 14 eller periferispalten 14A af sig selv.

Løftningen ved hjælp af luft gennemføres ved forskellen i vægtfylde af på den ene side blandingen af bærepartiklerne, der er overbegroet med biomasse, og renset vand, 30 og på den anden side af den fluidiserede blanding af gas, væske og tilknyttet biomasse, der forlader reaktionskammeret.

Undertiden kan det være praktisk at kunne være i stand til at regulere tilbageføringen ved hjælp af luft-35 transporten af den bundfældede tilknyttede biomasse i forbindelsesrørene 14. I princippet kan dette gennemføres ved hjælp af ventiler i forbindelsesrørene

DK 157443B

24 14. Denne løsning er imidlertid ikke blot kostbar i tilfælde af mere end nogle få forbindelsesrør 14, men er heller ikke tilstrækkelig under hensyntagen til eventuelle forekomster af ujævn strømning af tilknyttet 5 biomasse i forbindelsesrørene, tilstopning af rørene og beskadigelse i biolagsstrukturen med det resultat, at der ikke er noget tilknyttet biologisk materiale.

Eftersom virkningen af lufttransporten er i form af en trykforskel, kan en overdreven hurtigt strømmende 10 lufttransport forsinkes ved forøgelse af trykket i gasopsamlings- og akkumulationskammeret 5, eftersom trykforskellen derved formindskes. Også af denne grund har afgangen 6 fra gasopsamlingsrummet et trykreguleringsorgan. Det nødvendige overtryk til effek-15 tiv kontrol med lufttransporten er maksimalt 30% af det statiske tryk, der hersker i bunden af reaktionskammeret.

Det rensede vand strømmer over overfaldet 8 og modtages i væskeopsamlingskammeret 9, der har en vis 20 stødpudekapacitet, der gør det muligt at tage hensyn til uregelmæssigheder i afgangen og tilførslen af vand, hvorved endvidere afgangen gennem forbindelsesrøret 10 for vand, der forlader reaktoren, kan styres ved hjælp af et væskeniveaumåleorgan, der er tilsluttet 25 væskeopsamlingskammeret 9. Volumenet af væskeopsamlingskammeret er fortrinsvis 1-25% af volumenet af reaktionskammeret.

Den i fig. 2 viste installation, af hvilke de forskellige dele har samme nummer som de tilsvarende 30 dele i fig. 1, er forskellige fra installationen i fig.

1 i en anden anvendelse af separationskammeret 3 for at gøre installationen passende, navnlig til methanfrembringende anaerob rensning af spildevand og generelt til biologiske processer, hvori der dannes 35 eller indføres relativt små mængder af gas.

I installationen i fig. 2 består kanalen 4 i separationskammeret af en keglestubformet del 16, der

DK 157443 B

25 med sin basis vender mod reaktionskammeret, og en relativt kortere cylindrisk del 17, der er forbundet med toppen af keglestubben. Den keglestubformede del 16 af kanalen 4 er ved basis adskilt fra toppen 19 af 5 reaktionskammeret ved hjælp af en kanal 18A. af ringformet konstruktion, der tilvejebringer forbindelse mellem reaktionskammeret og bundfældningszonen 7 til opadgående passage af blandingen af væske og bærepartikler, der er overbegroet med biomasse r og den 10 nedadgående passage af bundfældede bærepartikler, der er overbegroet med biomasse. Normalt strækker gasopsamlings- og akkumulationskammeret 5 sig, som vist i fig. 2, over hele tværsnittet af separationskammeret.

15 Separationskammeret virker som følger. Blandingen af renset vand, bærepartikler, der er overbegroede med biomasse, og gasbobler, træder ind i den keglestubfor-mede del af kanalen 4, hvor boblerne samles til at give en opadstigende strøm af gas. Til diameteren af den 20 cylindriske del 17 vælges der en sådan værdi, at overfladegashastigheden deri ikke kan overstige 10 cm pr. sekund.

Gassen opsamles i gasopsamlings- og akkumula-tionskammeret 5 med et overtryk på normalt ca. 0,5 at, 25 når den udviklede gas indeholder methan og urenheder, der skal fjernes fra den., såsom hydrogensulfid.

Væskeskum, der medføres af gasstrømmen, fraskilles i en skumoptagende skive 20, der er tilsluttet den øverste del af den cylindriske kanal 17. Opbrydningen af 30 væskeskummen tilvejebringer væske, der strømmer tilbage enten gennem kanalen 4 eller gennem en kanal 21, der forbinder skiven 20 med bundfældningszonen 7.

Væske og bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, træder direkte ind i bundfældningszonen 7 35 gennem den ringformede åbning 18A som følge af strømningsmodstanden, der opstår med denne opslæmning i tilfælde af opadgående passage gennem kanalen 4. Denne

DK 157443 B

26 strømningsmodstand i kanalen 4 er større end strømningsmodstanden i passagen gennem den ringformede åbning 18A, hvis forskellen i niveau H4 mellem den øvre rand af den cylindriske del 17 og den fortandede rand 5 af overfaldet 8 er tilstrækkelig stor. De opslæmmede bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, bundfældesi bundfældnings zonen 7, glider nedefter langs den skrå hældning af den keglestubformede del 16, der fungerer som bund i bundfældningszonen, og vender 10 tilbage til reaktionskammeret gennem den ringformede åbning 18A. Som i installationen i fig. 1 er hældningsvinklen α af bunden af bundfældningszonen fortrinsvis mindst 30o. Det rensede vand strømmer over overfaldet 8 ind i væskeopsamlingskammeret 9, 15 hvorfra det delvis afgives gennem forbindelsesrøret 10 og delvis føres tilbage til reaktionskammerét.

TiIblandingen af renset vand, der skal tilbageføres, med ubehandlet vand, kan her igen foregå enten i væskeopsamlingskammeret 9 selv ved hjælp af 20 indretningen vist i fig. 4 eller på opstrømssiden af pumpen P2 i væskereturrøret 11, hvorved tilførslen af ubehandlet vand foregår henholdsvis ad røret 23A og røret 23B. Som angivet før anvendes tilblandingen i væskeopsamlingskammeret fortrinsvis kun, hvis installa-25 tionen i fig. 2 ikke er den første af en række af reaktorer.

Separationskammeret 3 i installationen i fig. 2 er optimalt effektiv, hvis forskellen i højde H4 mellem toppen af den cylindriske del 17 og randen af over-30 faldet 8 i bundfældningszonen er 0,05 til 0,2 gange højden H3 af bundfældningszonen 7, og højden H3 af bundfældningszonen 7 er 0,3 til 1,5 gange diameteren Di af reaktionskammeret 1 under hensyntagen til den ønskede vinkel α af keglestubben 16. Endvidere kræver 35 passende bundfældning af bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, et tværsnitsareal A3 af bundfældningszonen 7 på mindst 0,4 gange

DK 157443B

27 tværsnitsarealet Αχ af reaktionskammeret 1. Arealet A3 er fortrinsvis 0,4 til 3 gange arealet Αχ. Med hensyn til ensartet tilbageføring af bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, til reaktionskammeret, er det 5 også praktisk at begrænse diameteren af tværsnitsarealet Ag af oversiden af toppen 19 af reaktionskammeret til en størrelse på 0,5 til 0,9 gange diameteren Dj af reaktionskammeret. På baggrund af de i praksis mest passende højder af et antal af delene 10 i separationskammeret er den samlede højde af separationskammeret 0,4 til 2 gange diameteren ϋχ af reaktionskammeret 1.

Til hindring af at gasbobler føres med suspensionen af renset vand og bærepartikler, der er over-15 begroet med biomasse, til bundfældningszonen 7 i stedet for at strømme opad gennem kanalen 4, må diameteren af arealet A7 af basis for den keglestubformede del 16 af kanalen 4 være større end diameteren af arealet A6 af toppen 19 af reaktionskammeret 1.

20 Størrelsen af denne forskel i diameter bestemmes af den overfladevæskehastighed, der forekommer i kanalen 18A med ringformet konstruktion. Dette forhold kan tilnærmes ved hjælp af en formel samt fig. 3, hvor Lx er den lodrette afstand mellem basis på konussen 16 og 25 randen af toppen 19, og L2 er 0,5 gange forskellen mellem diametrene af vedkommende tværsnit A7 og Ag·

Hvis overfladevæskehastigheden i den ringformede åbning 18 angives med νχ, og den opadgående hastighed af gasboblerne benævnes vb, da vil gasbobler ikke blive 30 medført med væsken, hvis L2 >> —· Lx vb

Det praktiske resultat er, at forskellen L2 35 mellem radierne i tværsnitsarealerne A7 og A6 er mindst 0,05 gange afstanden Lx mellem basis for den konisk formede del 16 og undersiden af toppen 19. Forskellen L2

DK 157443B

28 mellem radierne af A7 og A6 er fortrinsvis 0,15 til 0,8 gange den lodrette afstand Li mellem basis for konussen og toppen.

Arbejdsmåden for anlæggene ifølge opfindelsen er 5 vist ved de følgende eksempler, der ikke er begrænsende. EKSEMPEL 1

Aerob behandling af spildevand indeholdende 800 mg pr. liter af COD.

Rensningen blev gennemført i en hvirvellagsreak-10 tor i pilotstørrelse, der var indrettet med et separationskammer ifølge fig. 1. De forskellige dimensioner og detaljer var som følger s

Hi = 6 m, Di = 0,25 m, 300 liter nyttig reaktorvolumen.

2

Al = 0,05 m , A2 tværsnitsarealet af den ringformede 15 spalte 13 = 0,033 m2, tværsnitsarealet A4 af den Øvre o del af bundfældningszonen 0,13 m . Højden H2 i den kuppelformede hætte 12 = 1 m. Den totale højde H5 af separationskammeret var 1,75 m. Volumen af væskeopsamlingskammeret 9=4 liter. Hældningsvinklen 20 var 45°. Der var seks udvendige forbindelsesrør til tilbageføring af bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, hvilke rør udmunder 0,55 m over bunden af reaktionskammeret.

Væsken blev indført ved hjælp af et cirkulært 25 rør, hvis underside har en afstand på 1,5 cm fra bunden. Afstanden mellem centerlinierne af dette rør var 15 cm, medens diameteren af røret var 2 cm. Røret havde otte ækvidistante åbninger i undersiden med en diameter på 0,8 cm. Det samlede areal af åbningerne var 80 cm2 pr.

o 30 m af tværsnittet. Bærematerialet var sand med en partikelstørrelse på 0,1 til 0,3 mm. Sandmængden var 250 g pr. liter nyttigt reaktorvolumen.

Det indstrømmende spildevand passerer pumpen Ρχ og forbindelsesrøret 23B med 960 liter pr. time.

35 Eftersom der ikke var nogen tilbageføring gennem forbindelsesrøret 11 var den samlede gennemstrømningsmængde gennem pumpen P2 også 960 liter pr. time. Væske-

DK 157443 B

29 hastigheden i åbningerne i væskefordelingsorganet var 0,66 m pr. sekund.

Luft blev indført i bunden med en strøm på 20 normal m pr. time. Temperaturen i reaktionskammeret var 5 40oc og pH-værdien 7,0.

Resultatet var en stabil ydelse af reaktoren. Separationen af bærepartiklerne, der var overbegroet med biomasse, i separationskammeret 3 var fuldstændig, ligesom også tilbageføringen af overbegroede partikler til 10 reaktionskammeret. Stabiliteten af arbejdsbetingelserne var også åbenbare, eftersom der ikke var nogen overdreven forøgelse i biomasse.

COD-koncentrationen i afløbet var 240 mg pr. liter. Effektiviteten for COD-fjernelse var derfor 70%.

15 Mængden af biomasse var 15 g organisk tørt materiale pr. liter af reaktorvolumen. Den tilførte COD-belastning var 61 kg pr. m3 reaktorvolumen pr. dag. COD-omdannelsen androg derfor 43 kg pr. m3 reaktorvolumen pr. dag.

EKSEMPEL 2 20 Anaerob behandling af spildevand indeholdende 2500 mg pr. liter af COD i form af lavere fede syrer. Renselsen, der afgav methan og carbondioxyd, blev gennemført i en hvirvellagsreaktor i pilotstørrelse forsynet med et separationskammer 3 i henhold til fig. 2.

25 De forskellige dimensioner og detaljer var som følger :

Hi = 6 m, Dl = 0,25 m, 300 liter nyttigt reaktorvolumen. Ai = 0,05 m , tværsnitsarealet A2 af den cylindriske del 17 = 0,013 m , tværsnitsarealet A6 ved toppen 19 af reaktionskammeret = 0,035 m , 30 tværsnitsarealet A7 ved bunden af kanalen 4 0,053 m2» tværsnitsarealet af kanalen med ringformet konstruktion 18A = 0,033 m2. Højden H3 af keglestubben 16 = 0,20 m, højden H4 af den cylindriske del 17 = 0,04 m. Den samlede højde H5 af separationskammeret var 0,43 m, 35 hældningsvinklen af den skrå bund af bundfældningszonen 7= 76°. Volumen af væskeopsamlingskammeret 9 = 5 liter.

Li = 0,083 m (fig. 3), L2 = 0,025 m (fig. 3).

DK 157443B

30

Stigningshastigheden for gasbobler vg er ca. 20 cm pr. sekund.

Væskefordelingsorganet var det samme som beskrevet i eksempel 1.

5 Bærematerialet var sand med en partikelstørrelse på 0,1 til 0,3 mm. Sandmængden var 400 g pr. liter nyttigt reaktorvolumen.

Indstrømningsmængden af ubehandlet spildevand, der passerede pumpen Ρχ og forbindelsesrøret 23B var 300 10 liter pr. time. Eftersom den tilbageførte strøm gennem forbindelsesrøret 11 var 100 liter pr. time, var den samlede tilstrømning, der passerede pumpen P2, 400 liter pr. time. Væskehastigheden i åbningerne med dyser var 0,27 m pr. sekund.

15 Temperaturen i reaktionskammeret var 37oc og pH

var 5,0. Reaktorens ydelse var stabil gennem nogle måneder som følge af fuldstændig separation af bærepartikler, der var overbegroet med biomasse, i separationskammeret 3 og fuldstændig tilbageføring af 20 de overbegroede partikler i reaktionszonen. Der var ikke nogen yderligere forøgelse af biomassen, efter at der var opnået en stabil tilstand. Den dannede gas var 10 3 normal m pr. dag, af hvilken methanmdholdet var 65%.

Koncentrationen af fede syrer i afløbet var meget 25 mindre end 200 g pr. liter. Mængden af biomasse var 40 g af organisk tørt materiale pr. liter hvirvellag.

COD-belastningen, der blev indført, var 60 kg pr.

q m reaktorvolumen pr. dag. COD-belastningen, der blev omdannet, androg 55 kg pr. m3 reaktorvolumen pr. dag.

30 COD-fjernelseseffektiviteten var derfor større end 90%.

EKSEMPEL 3

Anaerob behandling af spildevand indeholdende 2500 mg pr. liter COD, fortrinsvis i form af lavere fede syrer. Renselsen, der ydede methan og carbondioxyd, blev 35 gennemført i en cylindrisk hvirvellagsreaktor i fuld størrelse, der var indrettet med et separationskammer 3 i henhold til fig. 2 og et væskefordelingsorgan ifølge

DK 157443B

31 fig. 7 og 8.

Dimensionerne af reaktionskammeret var som følger: = 15,0 m, Di = 4,75 m, Ai = 17,7 m2, nyttig volumen 3 5 af reaktoren 250 m , tværsnitsarealet A6 af oversiden af reaktionskammerets top 19 =7,1 m (diameteren = 3,0 m).

De forskellige dimensioner og detaljer af separationskammeret 3 var som følger :

Tværsnitsarealet A2 af den cylindriske del 17 = 1,1 m2 10 (diameter = 1,42 m), tværsnitsarealet A7 af basis af 2 keglestubben 16 = 9,6 m (diameter 3,5 m), tværsnitsarealet af kanalen med ringformet konstruktion 18A = 8,1 m2 (diameter = 3,20 m), højden H3 af keglestubben = 2,2 m, højden H4 af den cylindriske del 15 17 = 0,35 m, hældningsvinklen på den skrå bund af bundfældningszonen 7 = 600, volumen af 3 væskeopsamlingskammeret 9 = 50 m , den samlede højde H5 af separationskammeret = 5,5 m, Li = 1,25 m (fig. 3), L2 = 0,25 m (fig. 3).

20 Bærematerialet, der blev anvendt ved denne spildevandsrensning var flodsand med en partikelstørrelse på 0,1 til 0,3 mm og med en vægtfylde på 2,65 g pr. cm , medens de forskellige mål og detaljer af væskefordelingsorganet 2 var som følger: 25 9 vandrette rør, hvoraf de to yderste rør havde en diameter på 5,5 cm, de to næste rør 2 og 8 havde en diameter på 7,3 cm, de følgende to rør 3 og 7 havde en diameter på 8,1 cm, de næste to rør 4 og 6 havde en diameter på 8,5 cm og røret 5 i midten havde en 30 diameter på 8,7 cm.

Mellemrummet mellem de ækvidistante rør var 53 cm.

Antallet af åbninger var 3,1 pr. m^ af tværsnitsarealet eller 55 ialt, og den regelmæssige fordeling af åbningerne var arrangeret i henhold til en trekantet 35 fordeling. Mellemrummene mellem åbningerne i rørets retning var 61 cm. Diameteren af åbningerne var 1,75 cm.

2 2

Det samlede areal af åbningerne var derfor 30 cm pr. m

DK 157443 B

32 af tværsnitsarealet af reaktionskammeret. Afstanden mellem åbningerne og den afrundede bund af reaktionskammeret varierede mollem 25 cm og 200 cm. Åbningerne var forsynet med erosionsmodstandsdygtige dyser.

5 Detaljerne af rensningsoperationerne var som følger :

Den anvendte sandmængde var 400 g pr. liter nyttigt reaktorvolumen. Den indførte strøm af ubehandlet spildevand, der passerede gennem pumpen Pj og forbindelses-10 røret 23B var 250 m pr. time. Eftersom den tilbageførte strøm af behandlet spildevand gennem forbindelsesrøret 11 var 100 m pr. time, var den totale strøm, der indførtes via pumpen P2, i reak- 3 tionskammeret 350 m pr. time. Væskehastighederne i 15 åbningerne var 7,36 m pr. sekund. Temperaturen i reaktionskammeret var 370C og pH var 7,0. Under stabile betingelser var mængden af tilknyttet biomasse 30 g organisk tørstof pr. liter hvirvellag. Derefter forblev reaktorens ydelse stabil, og der kom ingen yderligere 20 forøgelse af biomassen. Mængden af dannet gas var ca.320 3 m pr. time. Effektiviteten til fjernelse af fede syrer var større end 95%.

Claims (22)

1. Hvirvellagsreaktor til rensning af spildevand ved hjælp af biomasse knyttet til bærepartikler, hvilken reaktor omfatter et over bunden af reaktionskammeret beliggende væskefordelingsorgan til indføring»af spilde-5 vand, et oven på reaktionskammeret anbragt separationskammer til fraseparering af bærepartikler, der er over-begroet med biomasse fra væske-gas-faststof-blandingen efter dennes opadgående passage gennem reaktionskammeret, og til fraseparering og opsamling af tilbageværende gas 10 eller af gas, der er dannet under biologisk spildevands-behandling, hvilket separationskammer omfatter et rum til opsamling og akkumulering af tilbageværende gas eller i reaktoren dannet gas og har en gasafgang og en bundfældningszone, der har en kanal til tilbageføring 15 af bundfældede, overbegroede partikler til reaktionskammeret og et overfald til transport af biologisk behandlet væske til et rum, der er forsynet med en væskeafgang, kendetegnet ved, at separationskammeret (3) omfatter en midterkanal (4), der er cylinder-20 formet, og som fra undersiden er tilgængelig for i det mindste gasfraktionen af den blanding, der forlader reaktionskammeret, og på oversiden udmunder i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret (5) udstyret med en gasafgang (6), som er forsynet med en ventil, der mulig-25 gør tilvejebringelse af højst 1 at overtryk i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret, hvorhos bundfældningszonen (7) er anbragt koncentrisk omkring kanalen (4) og er forsynet med en åbning til indføring af blandingen af væske og faststof, bundfældningszonen (7) på over-30 siden er forbundet gennem et overfald (8) med et koncentrisk omkring bundfældningszonen (7) anbragt væskeopsam- · lingskammer (9) til biologisk behandlet væske, væskeopsamlingskammeret er forsynet med en væskeafgangsledning (10) og en væsketilbageføringsledning (11), bund-35 fældningszonen (7) på undersiden er forbundet med reaktionskammeret (1) gennem en kanal (18) til udvendig eller indvendig tilbageføring af bundfældede bærepartik- DK 157443 B ler, der er overbegroet med biomasse, til reaktionskammeret, gasopsamlings-og akkumuleringskammeret (5) er forsynet med en kuppelformet hætte (12), der er placeret over kanalen (4), og hvis nedadrettede del strækker 5 sig ind i bundfældningszonen (7) til et niveau, der ligger under overfaldets (8) niveau, men som ligger højere end den skrå bund af bundfældningszonen (7), diameteren af kanalen (4) er 0,5 - 0,8 gange diameteren af reaktionskammeret (1), højden (E^) af sidevæggen af 10 den ringformede spalte (13) er 0,05 - 0,3 gange højden (Hi) af reaktionskammeret, tværsnitsarealet (A^) af bundfældningszonen (7) er 0,5 - 3 gange tværsnitsarealet (Aj ) af reaktionskammeret, og diameteren af den kuppelformede hætte (12) er sådan, at blandingen af væske og 15 biomasse knyttet til bærepartiklerne strømmer med en hastighed, der ikke er større end 5 cm/s, ind i bundfældningszonen (7) via kanalen (4) og gennem den ringformede spalte (13) mellem den kuppelformede hætte (12) og ydervæggen i den cylinderformede kanal (4), og højden 20 (Hj) af reaktionskammeret er mindst 2 gange diameteren (Dj) af reaktionskammeret.

2. Reaktor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at højden (Hj) af reaktionskammeret (1) er højst 40 gange diameteren (Dj) af reaktionskammeret.

3. Reaktor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at højden (Hj) af reaktionskammeret (1) er højst 10 gange diameteren (Dj) af reaktionskammeret.

4. Reaktor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tilbageføringen af bundfældede bærepartikler, 30 der er overbegroet med biomasse, foregår i den nedre del af reaktionskarameret (1) gennem en kanal (18), der enten består af et eller flere forbindelsesrør (14), der er placeret udvendig langs ydervæggen af reaktionskammeret, og som udgår fra bunden af bundfældningszonen (7) og ud-35 munder i huller i reaktionskammerets væg, eller en indre periferispalte (14A), der ender lige over et trekantet, indvendigt periferifremspring (25) med lille horisontal diameter sammenlignet med diameteren (Dj) af reaktions- DK 157443 B kammeret.

5. Reaktor ifølge krav 1, kendete cg net ved, at den samlede højde (Hg) af separationskammeret (3) er 0,1 - 0,6 gange højden (H ^) af reakt ion-skammer et.

6. Hvirvellagsreaktor til rensning af spildevand ved hjælp af biomasse knyttet til bærepartikler., hvilken reaktor omfatter et over bunden af reaktionskammeret beliggende væskefordelingsorgan til indføring -aff spildevand, et oven på reaktionskammeret anbragt separations-10 kammer til fraseparering af bærepartikler, der -er over-begroet med biomasse fra væske-gas-faststof-blandingen efter dennes opadgående passage gennem reaktionskammeret, og til fraseparering og opsamling af tilbageværende gas eller af gas, der er dannet under biologisk spilde-15 vandsbehandling, hvilket separationskammer omfatter et rum til opsamling og akkumulering af tilbageværende gas eller i reaktoren dannet gas og har en gasafgang og en bundfældningszone, der har en kanal til tilbageføring af bundfældede, overbegroede partikler til reaktions-20 kammeret og et overfald til transport af biologisk behandlet væske til et rum, der er forsynet med en væskeafgang, kendetegnet ved, at separationskammeret (3) omfatter en midterkanal (4), der har en maksimal diameter, der ikke er større end diameteren 25 (D.| ) af reaktionskammeret (1), hvilken kanal fra undersiden er tilgængelig for i det mindste gasfraktionen af den blanding, der forlader reaktionskammeret, og på oversiden udmunder i gasopsamlings- og akkumuleringskammeret (5) udstyret med en gasafgang (6), som er for-30 synet med en ventil, der muliggør tilvejebringelse af højst 1 at overtryk i gasopsamlings- og akkumulerings-kammeret, hvorhos bundfældningszonen (7) er anbragt koncentrisk omkring kanalen (4), gasopsamlings- og akkumuleringszonen strækker sig over i det mindste en del af 35 bundfældningszonen (7), der på oversiden er forbundet gennem et overfald (8) med et koncentrisk omkring bundfældningszonen (7) anbragt væskeopsamlingskammer (9) til biologisk behandlet væske, væskeopsamlingskammeret er DK 157443 B forsynet med en væskeafgangsledning (10) og en væsketilbageføringsledning (11), bundfældningszonen (7) på undersiden er forbundet med reaktionskammeret (1) gennem en kanal (18A) til indføring af blandingen af væske og 5 faststof og til indvendig tilbageføring af udfældede bærepartikler, der er overbegroet med biomasse,til reaktionskammeret, kanalen (4) i separationskammeret (3) består af en keglestubformet del (16), der med sin basis vender mod reaktionskammeret, og en relativt kortere, 10 cylindrisk del (17), der er forbundet med toppen af den keglestubformede del, den keglestubformede del (16) af kanalen (4) er adskilt ved sin basis fra toppen (19) af reaktionskammeret af kanalen (18A) af ringformet konstruktion, hvilken kanal tilvejebringer forbindelse 15 mellem reaktionskammeret og udfældningszonen (7) til opadgående passage af blandingen af væske og bærepartikler, der er overbegroet med biomasse, og nedadgående passage af udfældede partikler, der er overbegroet med biomasse, at tværsnitsarealet (A^) af bundfældnings-20 zonen (7) er mindst 0,4 gange tværsnitsarealet (A^) af reaktionskammeret, og diameteret af arealet (A^) af basis af den koniske del (16) er større end diameteren af tværsnitsarealet (Ag) af oversiden af toppen (19) af reaktionskammeret (1),og højden (H^) af reaktionskammeret 25 (1) er mindst 2 gange diameteren (D^) af reaktionskammeret.

7. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at højden (H^) af reaktionskammeret (1) er højst 40 gange diameteren (D^) af reaktionskammeret.

8. Reaktor ifølge krav 7, kendetegnet ved, at højden (H^) af reaktionskammeret (1) er højst 10 gange diameteren (D^) af reaktionskammeret.

9. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at forskellen (I^) mellem radierne af tværsnits-35 arealet (Α?) af basis af den koniske del (16) og tværsnitsarealet (Ag) af oversiden af toppen (19) af reaktionskammeret (1) er mindst 0,05 gange afstanden (L^) mellem basis for den koniske del (16) og toppen (19), DK 157443 B så at gas, der forlader reaktionskammeret, ledes ind i kanalen (4).

10. Reaktor ifølge krav 9, kendetegnet ved, at forskellen (I^) mellem radierne af arealerne 5 () og (Α^) er 0,15 - 0,8 gange afstanden (Ιγ) mellem den koniske dels (16) basis og oversiden af tQppen (19).

11. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at tværsnitsarealet (A2) af den cylindriske del (17) af kanalen (4) er sådan, at gashastigheden i denne 10 del (17) ikke er større end 10 cm/s.

12. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at længden (H4) af den cylindriske del (17) af kanalen (4) er 0,05 - 0,2 gange højden (H3) af bundfældningszonen (7).

13. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at bunden af bundfældningszonen (7) er skrå og har denne form fra den keglestubformede del (16) af kanalen (4).

14. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet 20 ved, at tværsnitsarealet (A3) af bundfældningszonen (7) er 0,4 - 3 gange tværsnitsarealet (Al) af reaktionskammeret.

15. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at diameteren af tværsnitsarealet (Αβ) af oversiden 25 af toppen (19) af reaktionskammeret (1) er 0,5 - 0,9 gange diameteren af tværsnitsarelet (Ai) af reaktionskammeret (1).

16. Reaktor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den samlede højde (H5) af separationskammeret 30 (3) er 0,4 - 2 gange diameteren (Di) af reaktionskamme ret.

17. Reaktor ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at blandingen af behandlet spildevand med endnu ikke behandlet spildevand foregår i 35 væskeopsamlingskammeret (9) ved hjælp af en lodret skærm (22), der deler dette opsamlingskammer i to dele, så at tilgangen (23Ά) for ubehandlet spildevand såvel som afgangen (24) for blandingen af behandlet og ubehandlet . . DK 157443 B spildevand, der indføres i reaktionskammeret ved pumpning, justeres nær den ene side af skærmen, medens afgangen (10) til fjernelse af behandlet spildevand er beliggende tæt ved den anden side af skærmen.

^ 18. Reaktor ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at hældningsvinklen (a) for bunden af bundfældningszonen (7) er mindst 300.

19. Reaktor ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at volumenet af 10 væskeopsamlingskammeret (9) er 1 - 25% af reaktionskammerets volumen.

20. Reaktor ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den omfatter et væskefordelingsorgan til indføring af spildevand over bunden af 15 reaktionskammeret, hvilket væskefordelingsorgan består af et antal i hovedsagen horisontale rør, der hver på undersiden har et antal regelmæssigt fordelte åbninger med ens diameter til nedad rettet indføring af spilde- 2 vand, hvilke åbningers totale areal pr. m af tværsnit-20 tet af reaktionskammeret er en funktion af driftsparametrene, medens de horisontale rør, der gennemborer reaktionskammerets væg, strækker sig uden for reaktionskammeret i begge ender, og de horisontale rør er forbundet i den ene ende med et hovedrør.

21. Reaktor ifølge krav 20, kendetegnet ved, at de horisontale rør er anbragt parallelle med hinanden.

22. Reaktor ifølge krav 21, kendetegnet ved, at væskefordelingsorganerne er i form af erosions-30 modstandsdygtige dyser.