DK162163B

DK162163B - Process for flocculating microscopic particles in a liquid suspension, and use of the process for purifying sewage

Info

Publication number: DK162163B
Application number: DK324983A
Authority: DK
Inventors: Samuel Elmaleh; Alain Grasmick
Original assignee: Gozal David L
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1991-09-23
Also published as: DK324983D0; DK324983A; DK162163C

Description

DK 162163 BDK 162163 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til flok-kulering af mikroskopiske partikler i en væskesuspension. Opfindelsen angår tillige anvendelsen af denne fremgangsmåde til indsamling af levende partikler i suspension i 5 ferskvand, brakvand eller saltvand, især mikroalger, der udgør fytoplankton, og mikroskopiske dyr, der udgør zooplankton. Endelig angår opfindelsen anvendelsen af den her omhandlede fremgangsmåde til rensning af spildevand.The present invention relates to a method for flocculating microscopic particles in a liquid suspension. The invention also relates to the use of this method for collecting live particles in suspension in fresh water, brackish water or saline, especially phytoplankton microalgae and zooplankton microscopic animals. Finally, the invention relates to the use of the process of purifying wastewater.

Mikroalger er af væsentlig økonomisk interesse, fordi deres 10 celler indeholder molekyler med stor værdi, såsom farmakologiske stoffer, carbonhydrider (glycerol, i Dunaliella fra saltdamme) og proteiner, der kan være egnet til dyre- ellér menneskeføde. De kan endvidere tjene som substrat for en an-aerob dyrkning, der producerer methan, en brændbar gas.Microalgae are of significant economic interest because their 10 cells contain high value molecules such as pharmacological substances, hydrocarbons (glycerol, in Dunaliella from salt ponds) and proteins that may be suitable for animal or human food. They may also serve as substrates for an anaerobic culture producing methane, a combustible gas.

15 Det er i de laguneagtige bassiner, der er bestemt til rensning af spildevand, at man finder de højeste koncentrationer af mikroalger, som man vil kunne møde i naturen (fra 200 til 600 mg/liter tørprodukt med 2*10^ - 4*10^ algecel- 3 ler pr. cm ). Rensningsprocessen er således ledsaget af en 20 betydelig primær produktion af mikroalger, der anslås til at være mellem 50 og 150 ton/ha/år. Dette fytoplankton kan anvendes til frembringelse af zooplankton i vandkultur (i væsentlig grad rotiferer, copepoder og dafnier). Disse dyregrupper udgør et led i fødekæden, der er egnet til ernæring 25 af skaldyrs- og fiskeunger, men produktionen af dette led i fødekæden er kostbar, sofistisk og vanskelig at beherske ved den aktuelle teknik.15 It is in the lagoon-like basins intended for wastewater purification that the highest concentrations of microalgae can be found in nature (from 200 to 600 mg / liter dry product with 2 * 10 ^ - 4 * 10 3 cells per cm). Thus, the purification process is accompanied by 20 significant primary production of microalgae estimated to be between 50 and 150 tonnes / ha / year. This phytoplankton can be used to produce zooplankton in aquatic culture (substantially rotifers, copepods and daphnia). These animal groups form a link in the food chain suitable for nutrition 25 of seafood and fish cubs, but the production of this link in the food chain is costly, sophisticated and difficult to master in the art.

Djt mest vanskelige problem, der opstår ved denne teknik, der udgør en form for udnyttelse af solenergien, er faktisk 30 indsamlingen af mikroalger.The most difficult problem encountered by this technique that constitutes a form of solar energy utilization is actually the collection of microalgae.

De vanskeligheder af økonomisk art, som denne indsamling forårsager, skal belyses med henvisning til teknikken ved 2The financial difficulties caused by this collection must be illustrated with reference to the technique at 2

DK 162163 BDK 162163 B

methanisering af mikrofytter, som i de senere år har vakt en stor interesse inden for området for frembringelse af energi, der kan omdannes.methanization of microphytes, which in recent years has aroused a great deal of interest in the field of convertible energy generation.

I det gunstigste tilfælde - kontrol af de indsamlede arter, 5 indhøstning ved en teknik, der medfører det ringeste energiforbrug, fraværelse af tørring - er bruttoenergiindholdet ved algeproduktionen (total mængde enthalpi, der anvendes til at holde produktionssystemet i gang ud fra naturlige råstoffer) af størrelsesordenen 18 MJ/kg. Ved methanogen 10 fermentering kan man udnytte 60% af den nedre brændværdi - varme opnået ved forbrænding, idet det dannede vand er i dampform - hvilken brændværdi beløber sig til 23,2 MJ/kg, dvs. 13,9 MJ/kg. Dette betyder f.eks., at en masse på 80 kg mikrofytter gør det muligt at fremstille 1 GJ ved methani-15 sering, men da fremstillingen har nødvendiggjort 1,44 GJ, er den globale energibalance negativ, i væsentlig grad som følge af den komplicerede karakter af fraskillelsen af mikrofytter fra vandigt medium.In the most favorable case - control of the collected species, 5 harvesting by a technique that results in the least energy consumption, absence of drying - the gross energy content of algae production (total amount of enthalpy used to keep the production system running from natural raw materials) is on the order of 18 MJ / kg. In methanogenic 10 fermentation, 60% of the lower calorific value - heat obtained by combustion can be utilized, the water produced being in vapor form - which calorific value amounts to 23.2 MJ / kg, ie. 13.9 MJ / kg. This means, for example, that a mass of 80 kg of microphytes makes it possible to produce 1 GJ by methanation, but since manufacturing has necessitated 1.44 GJ, the global energy balance is negative, largely due to the complicated nature of the separation of microphytes from aqueous medium.

På grund af deres størrelse (10 - 30 pn) og deres egne ka-20 rakteristika (levende organismer) volder de mikroskopiske alger faktisk store problemer med hensyn til fraskillelse.Because of their size (10 - 30 µm) and their own characteristics (living organisms), the microscopic algae actually cause major problems with separation.

Visse allerede afprøvede fremgangsmåder har vist sig at være enten lidet producerende eller storforbrugere af energi (dette er tilfældet ved centrifugaldekantering eller flo-25 tation, der er afprøvet i stor målestok til fraskillelse af plankton).Certain already tested methods have been found to be either little producing or large consumers of energy (this is the case with centrifugal shunting or floatation tested on a large scale to separate plankton).

Ved behandlingen for at gøre vand drikkeligt har man i talrige år med gunstigt resultat anvendt mikrosigtning med fjernelse af alger som hovedformål. De eliminerede suspen-30 derede materialer indvindes i en mere koncentreret tilstand, men i form af en væske, der stadig kun har et lavt indhold (koncentrationskoefficient: 20 - 30).For many years, the treatment to make water drinkable has used micro screening with algae removal as the main purpose for many favorable results. The eliminated suspended materials are recovered in a more concentrated state, but in the form of a liquid which still has only a low content (concentration coefficient: 20-30).

33

DK 162163 BDK 162163 B

Med filtrering på granulært materiale opnås bedre resultater, men på bekostning af et større energiforbrug. Også her kan der forventes en indvinding af de tilbageholdte suspenderede materialer med en koncentrationskoefficient på 20 - 30.Filtering on granular material achieves better results, but at the expense of greater energy consumption. Here too, recovery of the suspended suspended materials with a concentration coefficient of 20 - 30 can be expected.

5 Ydelserne af visse af de ovenfor beskrevne fremgangsmåder kan forbedres ved tilsætning af kemiske reagenser, der gør det muligt at flokkulere algerne. Men denne operation forøger i betydelig grad produktionsomkostningerne og kan umuliggøre anvendelsen af produktet i en fødekæde.The performance of some of the above-described methods can be improved by the addition of chemical reagents that allow the algae to flocculate. However, this operation significantly increases production costs and can make it impossible to use the product in a food chain.

10 Hvis derfor en suspension, der er koncentreret fra nogle gram gram til nogle multipler af ti gram pr. liter, ønskes opnået, kan sådanne fremgangsmåder som mikrosigtning eller filtrering anvendes. Hvis der skal opnås en større koncentration, har der hidtil ikke eksisteret nogen fremgangsmåde, der på 15 samme tid opfylder de tekniske og økonomiske krav.Therefore, if a suspension is concentrated from a few grams of grams to some multiples of ten grams per gram. It is desirable to obtain such methods as micro sieving or filtration. If a greater concentration is to be achieved, no process has so far existed which at the same time meets the technical and economic requirements.

FR-patentskrift nr. 1.501.912 beskriver eksempelvis en fremgangsmåde til rensning af vand, der er belastet af suspenderede urenheder, ved hvilken man til vandet sætter et additiv valgt blandt flokkulanter og koagulanter, 20 derefter lader det gennemstrømme et fluidiseret leje af granulært materiale nedefra og opad i en beholder med en hastighed, der mindst er den nødvendige til at opretholde lejet i fluidiseret tilstand, sænker vandets hastighed i toppen af beholderen og opsamler den behandlede væske.For example, FR Patent No. 1,501,912 discloses a method of purifying water loaded with suspended impurities by which an additive selected from flocculants and coagulants is added to the water, then allowed to flow through a fluidized bed of granular material from below and upward in a vessel at a rate at least necessary to maintain the fluidized state bed, lowers the velocity of water at the top of the container and collects the treated liquid.

25 Denne fremgangsmåde nødvendiggør således anvendelsen af reagenser. Desuden angives det i patentskriftet, at en del af det fluidiserede lejes korn medrives af det behandlede vand og derefter må skilles fra.Thus, this process necessitates the use of reagents. In addition, the patent states that part of the grain of the fluidized bed is entrained by the treated water and must then be separated.

Den foreliggende opfindelse har til formål at afhjælpe disse 30 mangler, idet den tilvejebringer en fremgangsmåde til flokkulering af mikroalger eller andre organiske partikler, der har beslægtede egenskaber, uden tilsætning af reagenser, under anvendelse af et ringe energiforbrug og med en sådan modifikation af de fysiske egenskaber af disse mikroalger, at en 4The present invention aims to remedy these shortcomings by providing a method for flocculating microalgae or other organic particles having related properties, without the addition of reagents, using low energy consumption and with such modification of the physical properties of these microalgae that a 4

DK 162163 BDK 162163 B

simpel dekantering gør det muligt at overskride koncentrationskoefficienter på omkring 100, og det endda uden at ændre deres næringsmæssige kvaliteter.simple decantation allows concentration coefficients of about 100 to be exceeded, even without changing their nutritional qualities.

Det må erindres, at flokkulering er et komplekst fænomen, 5 som fører til dannelsen af fnug, dvs. med en netagtig og porøs struktur. Under denne betegnelse sammenblandes ofte fænomenerne koagulering og ægte flokkulering, hvilke fænomener bevirker dannelse af let adskillelige aggregater. Den fysisk-kemiske behandling af spildevand af enhver oprindelse 10 medfører f.eks. en flokkuleringsfase, som opnås ved tilsætning af et hensigtsmæssigt reagens (ferrichlorid, aluminiumsulfat, polyelektrolytter eller andet) til vandet, og som efterfølges af en væske/faststof-adskillelsesfase ved dekantering.It must be remembered that flocculation is a complex phenomenon, which leads to the formation of lichen, ie. with a neat and porous structure. Under this designation, the phenomena of coagulation and true flocculation are often intermingled, causing phenomena to form easily separable aggregates. The physicochemical treatment of wastewater of any origin 10 causes e.g. a flocculation phase which is obtained by adding an appropriate reagent (ferric chloride, aluminum sulfate, polyelectrolytes or other) to the water, followed by a liquid / solid separation phase by decantation.

15 Denne rensning ved flokkulering er særlig nyttig ved behandling af spildevand af meget variabel mængde, der udelukker anvendelse af traditionelle biologiske fremgangsmåder. Til gengæld er denne type behandling behæftet med den alvorlige ulempe, at den medfører høje omkostninger på grund af forbruget af flokkuleringsmidler.15 This flocculation purification is particularly useful in treating wastewater of very variable quantity which excludes the use of traditional biological methods. On the other hand, this type of treatment has the serious disadvantage of incurring high costs due to the consumption of flocculants.

20 Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en fremgangsmåde til frembringelse af flokkulering af mikroskopiske partikler i en væskesuspension, hvilken fremgangsmåde med fordel kan anvendes til opsamling af levende mikroorganismer og ikke kræver tilsætning af flokkuleringsreagenser.The present invention provides a method for producing flocculation of microscopic particles in a liquid suspension, which method can advantageously be used to collect living microorganisms and does not require the addition of flocculation reagents.

25 Denne fremgangsmåde bygger på den kendsgerning, at mikroskopiske partikler under visse betingelser kan agglomerere og flokkulere spontant (jf. f.eks. "Biotechnology and Exploitation of Algae. The Indian Approach (1973-1981)" om flokkulering af mikroalger; jf. endvidere "Wastewater 30 Treatment" af Donald W. Sundstrom og Herbert E. Klei, Prentice-Hall, Inc. 1979, s. 196-199 om flokkulering af spildevand).25 This approach is based on the fact that under certain conditions microscopic particles can agglomerate and flocculate spontaneously (cf., for example, "Biotechnology and Exploitation of Algae. The Indian Approach (1973-1981)" on flocculation of microalgae; cf. "Wastewater 30 Treatment" by Donald W. Sundstrom and Herbert E. Klei, Prentice-Hall, Inc. 1979, pp. 196-199 on Wastewater Flocculation).

55

DK 162163 BDK 162163 B

I overensstemmelse hermed angår den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til kontinuerlig flokkulering uden tilsætning af reagenser af mikroskopiske partikler, såsom mikroalger (dvs. alger, der måler mellem 10 og 30 /tm) i en 5 væskesuspension, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at man lader en første væske indeholdende mikroskopiske partikler i suspension passere igennem et granulært medium, indtil det granulære medium er delvis eller helt tilstoppet af de mikroskopiske partikler, at man renser 10 det granulære medium i det mindste delvis ved at lade det gennemstrømme af den anden strøm af den væske, der skal behandles, og som cirkulerer med en større tværsnitshastighed end den første væske, hvilken hastighed ligger mellem 0,25 og 1 m/h, og at man ved den nedre del af 15 laget, set i væskernes strømningsretning, opsamler flokkulerede aggregater af de mikroskopiske partikler og en afgangsstrøm af delvis eller helt renset væske.Accordingly, the present invention relates to a process for continuous flocculation without the addition of reagents of microscopic particles, such as microalgae (i.e., algae measuring between 10 and 30 µm) in a liquid suspension, the process being characterized by charging a first liquid containing microscopic particles in suspension passes through a granular medium until the granular medium is partially or completely clogged by the microscopic particles, to at least partially purify the granular medium by allowing it to flow through the second stream of the liquid to be treated circulating at a greater cross-sectional speed than the first liquid, which is between 0.25 and 1 m / h, and flocculated aggregates are collected at the lower portion of the layer, seen in the flow direction of the fluids. of the microscopic particles and a discharge stream of partially or completely purified liquid.

Det granulære medium kan forblive i fast lag eller udvide sig med højst ca. 30 volumen-%, idet det granulære medium 20 så foreligger i fluidiseret tilstand.The granular medium may remain in solid layer or expand by no more than approx. 30% by volume, the granular medium 20 being in fluidized state.

Det granulære medium kan med fordel bestå af partikler med en kornstørrelse på mellem ca. 0,005 og 3 cm og med en massefylde på ca. 1,1 g/cm^ eller derover. Paritklernes nøjagtige størrelse og natur vælges i afhængighed af den 25 behandlede suspension og det ønskede resultat. Som granulært medium kan der simpelt hen anvendes natursand. Der kan også anvendes andre partikler med skarpe eller afrundede kanter, f.eks. keramisk materiale eller formalet, brændt ler.The granular medium may advantageously consist of particles having a grain size of between about 0.005 and 3 cm and with a density of approx. 1.1 g / cm 2 or more. The exact size and nature of the parakeets are chosen depending on the 25 treated suspension and the desired result. As a granular medium, natural sand can simply be used. Other particles with sharp or rounded edges, e.g. ceramic material or ground, burnt clay.

30 Den omhandlede fremgangsmåde kan med fordel gennemføres i en lodret eller skråtstillet, cylindrisk eller spiralformet søjle, der indeholder det granulære medium. I bunden af denne søjle tilføres den væske, der skal behandles, medens aggregaterne af flokkulerede partikler udtages på et niveau, der ligger 6Advantageously, the present process can be carried out in a vertical or oblique, cylindrical or helical column containing the granular medium. At the bottom of this column is added the liquid to be treated while the flocculated aggregates are taken out at a level which is 6

DK 162163 BDK 162163 B

højere end det granulære mediums niveau, og afgangsstrømmen af renset væske udtømmes på et endnu højere niveau. Selv om denne udførelsesform for den her omhandlede fremgangsmåde er foretrukket, kan fremgangsmåden dog anvendes ved nedadgående 5 strøm.higher than the level of the granular medium and the effluent flow of purified liquid discharges to an even higher level. However, while this embodiment of the present process is preferred, the method can be used for downstream flow.

For at fremme koncentreringen af flokkulatet kan den del af søjlen, hvor flokkulatet indvindes, ved drift med opadstigende strøm fortrinsvis have et større overfladetværsnit end den del, der indeholder det granulære medium.In order to promote the concentration of the flocculate, the portion of the column in which the floccule is recovered may, when operating with upward flow, preferably have a larger surface cross-section than the portion containing the granular medium.

10 Ved sin anvendelse til indsamling af mikroalger eller zooplankton kan den her omhandlede fremgangsmåde omfatte mindst én yderligere fase med koncentrering af de flokkulater, der er fraskilt fra det granulære medium, f.eks. ved dekantering, eventuelt som angivet ovenfor inde i samme søjle som 15 den, hvori fremgangsmåden gennemføres. Der kan også anvendes andre, inden for teknikken kendte koncentrationsmetoder, som almindeligvis ikke kan anvendes til indsamling af suspenderede mikroalger eller zooplankton på grund af suspensionernes ubetydelige koncentration.In its use for the collection of microalgae or zooplankton, the process of the present invention may comprise at least one additional phase of concentrating the flocculates separated from the granular medium, e.g. by decanting, optionally as indicated above, within the same column as the one in which the process is carried out. Other methods of concentration known in the art may also be used, which are generally not applicable to the collection of suspended microalgae or zooplankton due to the negligible concentration of the suspensions.

20 Ved sin anvendelse til rensning og til klaring af spildevand kræver den her omhandlede fremgangsmåde ikke anvendelse af flokkuleringsreagenser, og den vil derfor være mindre kostbar end de gængse fremgangsmåder, der indebærer en flokku-leringsfase.In its use for purification and wastewater purification, the process of the present invention does not require the use of flocculation reagents and will therefore be less costly than the conventional methods involving a flocculation phase.

25 I fig. 1 og 2 på tegningen er der skematisk vist to foretrukne udførelsesformer for den her omhandlede fremgangsmåde.In FIG. 1 and 2 of the drawings, two preferred embodiments of the present process are shown schematically.

I fig. 3 er der vist en anden udførelsesform for fremgangsmåden .In FIG. 3, another embodiment of the method is shown.

Der skal først henvises til fig. 1, hvor der er vist en søj-30 le 1, hvori der er anbragt et granulært lag 2 af et materiale, hvis art, vægtfylde og kornstørrelse er valgt i afhængighed af det ønskede resultat og den suspension, der skal behandles. Det kan f.eks. bestå af natursand (kvarts og kvartsiter) med en kornstørrelse på mellem 0,2 og 4 mm.Referring first to FIG. 1, a column 1 is shown in which is placed a granular layer 2 of a material, the nature, density and grain size of which is selected depending on the desired result and the suspension to be treated. It can for example. consist of natural sand (quartz and quartzite) with a grain size of between 0.2 and 4 mm.

77

DK 162163 BDK 162163 B

Det granulære lag 2 tilføres en væske via en ledning 3, der er tilsluttet ved søjlens bund.The granular layer 2 is supplied to a liquid via a conduit 3 which is connected at the base of the column.

Man starter med via ledningen 3 at tilføre det granulære lag 2 en væske, der indeholder suspenderede mikroskopiske par-5 tikler, og som kan være identisk eller ikke identisk med den væske, der skal behandles senere, og man går således over til en filtrering af denne væske tværs igennem et fast lag af faste partikler. Som følge heraf sker der en progressiv tilstopning af laget 2, og der konstateres en forøgelse af 10 trykfaldet over dette lag. Tilførslen standses, når dette trykfald når en forud fastsat værdi svarende til en delvis tilstopning af laget 2 eller eventuelt efter fuldstændig tilstopning af dette lag. Ved de gennemførte forsøg med den her omhandlede fremgangsmåde er det trykfald, der 15 évarer til en tilfredsstillende tilstopning af laget 2, af størrelsesordenen 50 cm vandsøjle pr. meter højde af det granulære lag.Starting with the conduit 3, the granular layer 2 is supplied with a liquid containing suspended microscopic particles, which may or may not be identical to the liquid to be treated later, thus filtering this liquid crosses through a solid layer of solid particles. As a result, a progressive clogging of layer 2 occurs and an increase of 10 pressure drop over this layer is observed. The supply is stopped when this pressure drop reaches a predetermined value corresponding to a partial clogging of the layer 2, or possibly after complete clogging of this layer. In the tests carried out with the method of this invention, the pressure drop which corresponds to a satisfactory clogging of the layer 2 is of the order of 50 cm water column per unit. meters height of the granular layer.

Det granulære lag 2, der er blevet behandlet på denne måde, kan anvendes til frembringelse af kontinuerlig flokkulering 20 af en suspension af mikroskopiske partikler, såsom mikroalger.The granular layer 2 which has been treated in this way can be used to produce continuous flocculation of a suspension of microscopic particles such as microalgae.

En anden strøm af den suspension, der skal behandles, indføres via ledningen 3 i bunden af søjlen 1 med en hastighed, der er større end hastigheden for den suspension, der tidligee er an-25 vendt til tilstopning af det granulære lag, almindeligvis af størrelsesordenen 0,1-5 m/time.A second stream of the suspension to be treated is introduced via the conduit 3 at the bottom of the column 1 at a rate greater than the rate previously used for clogging the granular layer, usually of the order of magnitude. 0.1-5 m / h.

Ved afgangen fra det granulære lag 2 iagttages overraskende dannelse af et flokkulat af suspensionens mikroskopiske partikler. Fnuggene kan have dimensioner på mellem 1 og 5 mm, 30 og ved dekantering udskiller de sig ved toppen af søjlen 1 under dannelse af et lag 4, der med mellemrum eller kontinuerligt kan udtømmes via en ledning 5. Dette flokkulat-lag 4 er overlejret af et lag 6 af i det mindste delvis renset væske, som udtømmes via en ledning 7. I det mindste en 35 del af denne afgangsvæske kan i øvrigt recirkuleres via enUpon departure from the granular layer 2, surprising formation of a flocculate of the microscopic particles of the suspension is observed. The flakes may have dimensions of between 1 and 5 mm, 30 and upon decanting they form at the top of column 1 to form a layer 4 which can be spaced or continuously discharged via a conduit 5. This flocculate layer 4 is overlaid by a layer 6 of at least partially purified liquid discharged via a conduit 7. At least a portion of this effluent may otherwise be recycled via a

DK 162163 BDK 162163 B

8 pumpe 8 og via en ledning 7a til tilførselsledningen 3 til udvinding af det flokkulat, der kan være til stede deri.8 pump 8 and via a conduit 7a to the supply conduit 3 for recovering the flocculate that may be present therein.

Det granulære lag 2, der har gennemgået forbehandlingen med delvis eller hel tilstopning,· kan dernæst anvendes konti-5 nuerligt til flokkulering af de mikroskopiske partikler, der er til stede i fødesuspensionen. Koncentrationsforskellen mellem udgangssuspensionen og flokkulatet når f.eks. nogle multipler af ti ved mikroalger.The granular layer 2, which has undergone the pre-treatment with partial or complete clogging, can then be used continuously to flocculate the microscopic particles present in the feed suspension. The concentration difference between the starting suspension and the flocculate reaches e.g. some multiples of ten by microalgae.

Årsagen til dette flokkuleringsfænomen er ikke helt klarlagt, 10 men det antages, at tilstopningen af det granulære lag og den efterfølgende delvise rensning bevirker en dannelse i lagets indre af skakter, der udgør lige så mange præferencekanaler, som benyttes af den suspension, der skal behandles. Den eneste nødvendige energi til gennemførelse af den her om-15 handlede fremgangsmåde er den energi, der er nødvendig til at sikre væskens strømning igennem laget, og den er altså meget ringe.The cause of this flocculation phenomenon is not fully clarified, but it is believed that the clogging of the granular layer and subsequent partial purification causes a formation in the interior of the layer of shafts which constitute as many preferential channels as are used by the suspension to be treated. . The only energy needed to carry out the process of the present invention is the energy needed to ensure the flow of liquid through the layer, and thus it is very low.

Afhængigt af betingelserne for gennemførelsen af fremgangsmåden kan laget 2 forblive fast eller undergå en let udvi-20 delse af størrelsesordenen 30%. Laget kan altså være fast, præfluidiseret eller fluidiseret.Depending on the conditions for carrying out the process, layer 2 may remain solid or undergo a slight expansion of the order of 30%. Thus, the layer may be solid, prefluidized or fluidized.

Det flokkulat, der udtømmes via ledningen 5, kan koncentreres meget let ved kendte metoder til væske/faststof-adskil-lelse. En simpel dekantering gør det muligt at opnå en kon-25 centrationsforskel på adskillige multipler af 100- for mikroalgernes vedkommende. Det volumen, der optages af 1 g tørstof efter 10 minutters dekantering i et reagensglas, er af 3 størrelsesordenen 70 cm , og det er et særdeles fordelagtigt resultat.The flocculate discharged via line 5 can be concentrated very easily by known liquid / solid separation methods. A simple decantation allows a concentration difference of several multiples of 100 to be obtained for the microalgae. The volume taken up of 1 g of dry matter after 10 minutes of decantation in a test tube is of the order of 70 cm, which is a very advantageous result.

30 I fig. 2 er der vist en foretrukken variant af gennemførelsen af den her omhandlede fremgangsmåde. I denne figur er de organer, der allerede er beskrevet under henvisning til fig. 1, betegnet med samme henvisningstal med efterstillet apostroftegn.In FIG. 2, there is shown a preferred variant of the implementation of the method of the present invention. In this figure, the means already described with reference to FIG. 1, denoted by the same reference numeral with a subordinate apostrophe sign.

99

DK 162163 BDK 162163 B

Den eneste nævneværdige forskel fra fig. 1 er, at søjlen 1', der indeholder det granulære lag 2', udvider sig oven over dette lag og er overlejret af en søjle 9', hvis tværsnit er større end tværsnittet af søjlen 1'. Under disse betingelser 5 er opstigningshastigheden for væsken i søjlen 9' lavere end i søjlen 1', hvilket bevirker en begunstigelse af koncentrationen af flokkulatet.The only notable difference from FIG. 1, the column 1 'containing the granular layer 2' expands above this layer and is superimposed by a column 9 'whose cross section is larger than the cross section of the column 1'. Under these conditions 5, the rate of rise of the liquid in column 9 'is lower than in column 1', which favors the concentration of the flocculate.

I fig. 1 og 2 er der vist en foretrukken udførelsesform for den foreliggende opfindelse, hvorved det granulære lag 2 el-10 ler 2' gennemstrømmes af en opadgående strøm af den væske, der skal behandles.In FIG. 1 and 2, a preferred embodiment of the present invention is shown in which the granular layer 2 or 2 'is flowed by an upward flow of the liquid to be treated.

Opfindelsen kan dog ligeledes gennemføres med et granulært lag, der gennemstrømmes oppefra og nedefter af suspensionen af mikroskopiske partikler, der skal flokkulere.However, the invention can also be carried out with a granular layer flowing from top to bottom of the suspension of microscopic particles to flocculate.

15 I fig. 3 er denne udførelsesform vist.In FIG. 3, this embodiment is shown.

I denne variant får en søjle 11, der indeholder et granulært lag 12, via en ledning 13 i dens øvre del tilført en væske indeholdende suspenderede mikroskopiske partikler. Afgangsstrømmen indeholdende fnuggene af de flokkulerede partikler 20 udtømmes ved bunden af søjlen 11 via en ledning 14 i retning af den nedre del af et lodret dekanteringsapparat 15.In this variant, a column 11 containing a granular layer 12 is supplied via a conduit 13 in its upper part with a liquid containing suspended microscopic particles. The discharge stream containing the flakes of the flocculated particles 20 is discharged at the bottom of the column 11 via a conduit 14 in the direction of the lower part of a vertical decanting apparatus 15.

I dette dekanteringsapparat 15 stiger afgangsstrømmen fra søjlen 11 i modstrøm til et flokkulat 16 af mikroskopiske partikler, der koncentreres i den nedre del af dekanterings-25 apparatet 15 og udtømmes via en ledning 17. Den delvis rensede væske udtømmes ved den øvre del af dekanteringsappara-tet 15 via en ledning 18, og en del af denne væske kan eventuelt recirkuleres som angivet ovenfor via en ledning 19 og en pumpe 20 til ledningen 13 til tilførsel til søjlen 11.In this decanting apparatus 15, the discharge current from the column 11 increases countercurrent to a flocculate 16 of microscopic particles which is concentrated in the lower part of the decanting apparatus 15 and discharged via a conduit 17. The partially purified liquid is discharged at the upper part of the decanting apparatus. 15 may be recycled as indicated above via a conduit 19 and a pump 20 to the conduit 13 for supply to the column 11.

30 Nedenstående eksempler tjener til illustrering af forskellige anvendelser af den her omhandlede fremgangsmåde.The following examples serve to illustrate various uses of the present process.

1010

DK 162163 BDK 162163 B

Eksempel 1Example 1

Dette eksempel angår anvendelsen af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde til indsamling af fytoplanktoniske mikroalger, der er suspenderet i vand.This example relates to the use of the above-described method for collecting phytoplanktonic microalgae suspended in water.

5 Der gennemføres adskillige forsøg med forskellige typer granulært lag i en lodret søjle med opadstigende strømning og med mikroalger i suspension i vand.Several experiments with various types of granular layer are carried out in a vertical column with upward flow and with microalgae in suspension in water.

I nedenstående tabel er resultaterne af disse forsøg sammenstillet, og tabellen illustrerer effektiviteten af den her om-10 handlede fremgangsmåde.The following table summarizes the results of these experiments, and the table illustrates the effectiveness of the process discussed herein.

i 11i 11

DK 162163 BDK 162163 B

(ti -P P I c -P O Φ O O O o o øiiiu in o ·μ* υ P -H CM CM -t-r-r- q 0 4-) 0 -η m tsi -P Φ(ti -P P I c -P O Φ O O O o oiiiu in o · μ * υ P -H CM CM -t-r-r- q 0 4-) 0 -η m tsi -P Φ

03 (ti I H03 (ti I H

1 Φ tn φ -P 03 q rH q q p o P (ti Φ Φ1 Φ tn φ -P 03 q rH q q p o P (ti Φ Φ

•H Pi Λί tn -P• H Pi Λί tn -P

-P ,ϋ Φ (ti -p o o o o o (ti O T) Φ I—I o o o o o pH q s o o jj m tn tn · · ...-P, ϋ Φ (ti -p o o o o o (ti O T) Φ I — I o o o o pH q s o o y m m tn tn · · ...

q 0Ή g g o o oo v- i- φ q g —- t n cm υ Φ tn tn q -P c C o 0 m -h -p τι*; φ q q -- c q q φ —q 0Ή g g o o oo v- i- φ q g —- t n cm υ Φ tn tn q -P c C o 0 m -h -p τι *; φ q q - c q q φ -

o φ u Po φ u P

•p tn φ φ• p tn φ φ

-p q >φ -P-p q> φ -P

(ti (ti i—f *P O O O O O(ti (ti i-f * P O O O O O

PtnOH o o co o o -P Η Λ ^ cm r- V-T- q -p Φ tn Φ -P Λ g u ^PtnOH o o co o o -P Η Λ ^ cm r- V-T- q -p Φ tn Φ -P Λ g u ^

qOPQOP

0 Φ -P0 Φ -P

I—I tsi -p Φ Λ (ti I Φ EH -P 03 —- >r-H<A° o o otnoI — I tsi -p Λ ti (ti I Φ EH -P 03 —-> r-H <A ° o o otno

φ ^ t— t— CMφ ^ t— t— CM

q> (φ p 1 -P Φ 03 T3 -—· tnt! rH Φ q φ o h •p Λ Λ -P tn o q t n φ -P cm m g -P £| \ x t— - ^ t— ·©. -P g o o P 03 g - P (ti oq> (φ p 1 -P Φ 03 T3 -— · tnt! rH Φ q φ oh • p Λ Λ -P tn oqtn φ -P cm mg -P £ | \ xt— - ^ t— · ©. -P goo P 03 g - P {ti o

co si -Pco si -P

Φ 03 mΦ 03 m

rH CMrH CM

Φ i p g in cm o q p g i i i P ·& —' cn v- cmΦ i p g in cm o q p g i i i P · & - 'cn v- cm

0 -P0 -P

ti 03 otue 03h

1 P1 P

D - φ Φ uh q tn -p π λ; ή (0 (ti (ti Φ 03 (tiD - φ Φ uh q tn -p π λ; 0 (0) ti (ti Φ 03 (ti

PH H -P -P -PPH H -P -P -P

q tn (ΰ Ό HPq tn (ΰ Ό HP

Φ Φ Hq (ti Φ 'Φ +J-PP paj ρ-ρ q ΡΦίΒ ΟΡ Φ Φ (ti ptiTlH farQ ti Η to 12Φ Φ Hq (ti Φ 'Φ + J-PP paj ρ-ρ q ΡΦίΒ ΟΡ Φ Φ (ti ptiTlH farQ ti Η to 12

DK 162163 BDK 162163 B

Ovenstående tabel illustrerer effektiviteten af den her omhandlede fremgangsmåde og viser især, at et granulært lag bestående af formalet, brændt ler med en betydelig kornstørrelse (3-5 mm) overraskende er særlig fordelagtigt til gen-5 nemførelse af den her omhandlede fremgangsmåde.The above table illustrates the effectiveness of the process of this invention and shows in particular that a granular layer consisting of ground, roasted clay with a substantial grain size (3-5 mm) is surprisingly particularly advantageous in carrying out the process of this invention.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer i overensstemmelse hermed en simpel, let gennemførbar og lidet kostbar metode til koncentrering af suspensioner med meget ringe koncentration af mikroskopiske partikler. Det er klart, at denne frem-10 gangsmåde er af særlig interesse ved sin anvendelse til indsamling af mikroalger eller zooplankton, eftersom det ikke ændrer de indvundne mikroorganismers fysisk-kemiske egenskaber, eftersom disse forbliver i levende tilstand i deres naturlige miljø under hele forløbet med koncentreringen og 15 indsamlingen.Accordingly, the present invention provides a simple, easily practicable, and extremely expensive method for concentrating suspensions with very low concentration of microscopic particles. Obviously, this method is of particular interest in its use for the collection of microalgae or zooplankton, since it does not alter the physicochemical properties of the microorganisms recovered, since they remain alive in their natural environment throughout the course of the process. the concentration and the collection.

Eksempel 2Example 2

Dette eksempel angår anvendelsen af den her omhandlede fremgangsmåde til rensning af kommunalt spildevand, der har undergået en forudgående rensning ved simpel dekantering.This example relates to the application of the present method for purification of municipal wastewater which has undergone prior purification by simple decanting.

20 Dette vand, der har en koncentration af suspenderede materialer på mellem 150 og 200mg/liter, gennemstrømmer et fast lag af sand med en kornstørrelse på 300 jim uden tilsætning af noget flokkuleringsreagens.This water, having a concentration of suspended materials of between 150 and 200mg / liter, flows through a solid layer of sand with a grain size of 300 µm without the addition of any flocculating reagent.

Der konstateres en udvidelsesprocentsats for sandlaget på 25 10%.An expansion rate for the sand layer of 25 10% is found.

Det konstateres, at 50% af de suspenderede materialer tilbageholdes ved en passagetid på 1 time, medens 70% af disse materialer tilbageholdes ved en passagetid på 3 timer.It is found that 50% of the suspended materials are retained at a passage time of 1 hour, while 70% of these materials are retained at a passage time of 3 hours.

De tilbageholdte, suspenderede materialer udgør et flokkulat, 13The suspended materials retained form a flocculate, 13

DK 162163 BDK 162163 B

der aflejrer sig på overfladen af det granulære lag. Dette flokkulat kan fjernes periodisk eller kontinuerligt.which deposits on the surface of the granular layer. This flocculation can be removed periodically or continuously.

Claims

A process for continuous flocculation without the addition of reagents of microscopic particles, such as microalgae (i.e., algae measuring between 10 and 30 μια) in a 5 liquid suspension, characterized in passing a first liquid containing microscopic particles in suspension a granular medium (2) until the granular medium is partially or completely clogged by the microscopic particles, to purify the granular medium at least in part by allowing it to flow through the second stream of the liquid and circulating with a greater the cross-sectional velocity, the first liquid, which is between 0.25 and 1 m / h, and that, at the lower layer, seen in the direction of flow of the fluids, flocculate aggregates (4) of the microscopic particles and a discharge stream of partial or completely purified liquid (6).

Process according to claim 1, characterized in that at least part of the discharge liquid (6) is recycled to supply the granular medium (2).

Process according to claims 1-2, characterized in that the granular medium (2) is flowed downwards and upwards by the first and the second liquid to be treated.

Method according to claim 3, characterized in that the granular layer (2) remains in solid layer during the execution of the process.

The method according to claim 3, characterized in that during the clogging phase, the granular medium (2) expands at most approx. 30% by volume.

Process according to claims 1-5, characterized in. DK 162163 B that the granular medium (2) consists of particles with a grain size between 0.005 and 3 cm and a density of approx. 1.1 g / cm3 or more.

Process according to claim 6, characterized in that the granular medium (2) consists of ground, burnt clay with a grain size of between 3 and 5 mm.

Method according to claims 1-7, characterized in that the granular medium (2) is arranged in a vertical or oblique, cylindrical or helical column (1), the part (9 ') located above the medium ( 2), has a larger cross-section than the portion containing the medium.

Use of the method according to claims 1-8 for wastewater purification.