DK175101B1

DK175101B1 - Purifying water by passing upwards with air through reactor

Info

Publication number: DK175101B1
Application number: DK198903299A
Authority: DK
Inventors: Frank Rogalla
Original assignee: Omnium Traitement Valorisa
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 2004-06-01
Also published as: DK329989A; DK329989D0

Abstract

Residual water is biologically purified by passing it as an ascending stream through a reactor or filter with a lower fluidised bed of lighter expanded material and an upper fixed bed of smaller and still lighter material, and passing oxygen-contg. gas with the water in co-current. A reactor or filter for carrying out the process is also claimed.

Description

i DK 175101 B1in DK 175101 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde ifølge krav 1 og en reaktor eller et filter ifølge krav 4 til biologisk rensning af afløbs- eller spildevand, såsom kloakvand, vand fra industrien samt vandforsyningsvand, der skal 5 gøres drikkeligt. Opfindelsen angår især en fremgangsmåde til rensning, hvor det vand, som skal behandles, og en oxygen-holdig luftart bringes til sammen at strømme opad i én reaktor eller biologisk filter, der som filtreringsmiddel er forsynet med en nedre zone med et fluidiseret leje og en øvre 10 zone med et fast leje.The present invention relates to a process according to claim 1 and a reactor or filter according to claim 4 for biological treatment of wastewater or wastewater, such as sewage, industrial water and water supply water, to be made drinkable. In particular, the invention relates to a method of purification in which the water to be treated and an oxygen-containing gas are brought together to flow upwards into one reactor or biological filter, which is provided as a filtering means with a lower zone with a fluidized bed and a upper 10 zone with a fixed bearing.

Det er kendt, at den biologiske behandling af f.eks. vand består i at nedbryde.de organiske urenheder ved indvirkningen af et bundet eller ubundet biomassefilter, der kan indeholde diverse mikroorganismer, såsom bakterier, 15 gærsvampe, protozoer, metazoer etc. Ved processen, hvori der anvendes et ubundet biomassefilter og aktiveret slam, er det umuligt at koncentrere et stort antal af de forskellige arter mikroorganismer, som er relativt vanskelige at bundfælde, hvor biomassekoncentreringen sker ved klaring; processen er 20 altså begrænset til behandlingsmængder, der svarer til DBO (det biologiske oxygenbehov) og DCO (det kemiske oxygenbehov ). I et system med bundet biomassefilter sker koncentreringen af biomassen - med bakterierne - ved vedhæftning på et underlag. Klaringsevnen er så ikke længere det væsentlig-25 ste kriterium, og denne teknik besidder en potentiel rensningsevne, som ligger langt over de konventionelle processers .It is known that the biological treatment of e.g. water consists of decomposing the organic impurities through the action of a bound or unbound biomass filter which may contain various microorganisms such as bacteria, 15 yeast fungi, protozoa, metazoos etc. In the process of using an unbound biomass filter and activated sludge impossible to concentrate a large number of the different species of microorganisms, which are relatively difficult to trap, where the biomass concentration occurs through clearance; the process is thus limited to treatment quantities corresponding to DBO (the biological oxygen demand) and DCO (the chemical oxygen demand). In a system of bonded biomass filter, the concentration of the biomass - with the bacteria - occurs by adhering to a substrate. Clearance is then no longer the most important criterion, and this technique possesses a potential purity that is far above that of conventional processes.

Blandt de bedste processer, som er baseret på ^ rensning ved hjælp af et bundet biomassefilter, kan især 30 nævnes de, der er udviklet og patenteret af ansøgeren, hvor processen, der markedsføres under varemærket BIOCARBONE, og den teknik, der kan udøve processen, i en eneste reaktor med opstigende vandstrøm, omfatter et granulatleje bestående af to forskellige kornstørrelseszoner og to forskellige biolo-35 giske egenskaber, jfr. hvad der kendes fra de franske patenter nr. 78.30282 under publikationsnummer 2 439 749 og nr.Among the best processes based on purification by means of a bonded biomass filter, notably 30 are those developed and patented by the applicant, the process being marketed under the BIOCARBONE trademark and the technique capable of practicing the process. in a single reactor with ascending water flow, comprises a granular bed consisting of two different grain size zones and two different biological properties, cf. What is known from the French Patent Nos. 78,30282 under publication number 2 439 749 and no.

85 13675 under publikationsnummer 2 604 990.85 13675 under publication number 2 604 990.

L/ΓΛ. I Ιϋ IU I O IL / ΓΛ. I Ιϋ IU I O I

2 I ovennævnte teknik, hvor der anvendes et ubundet biomasse£ilter, henviser man her især til processer med fluidiserede lejer, hvori man som materiale til biofiltret anvender produkter med en vægtfylde, som er lavere end 1, 5 hvilket f.eks. er tilfældet for ekspanderende polymere (celleplast) og ved processer, som nu er offentligt tilgængelige i f.eks. fransk patent nr. 1 363 510 fra 1963; britisk patent nr. 1.034.076 fra 1962, hvor forskellige udøvelsesvarianter er omtalt i talrige patentpublikationer, som f.eks.2 In the above-mentioned technique, where an unbound biomass filter is used, reference is particularly made here to processes with fluidized beds, in which products of the biofilter are used having a density lower than 1, which e.g. is the case for expanding polymers (cellular plastics) and by processes now publicly available in e.g. French Patent No. 1,363,510 of 1963; British Patent No. 1,034,076 of 1962 wherein various variants of practice have been disclosed in numerous patent publications, such as e.g.

10 fransk patent nr. 2.330.652, 2.406.664 og 2.538.800, USA-patent nr. 4.256.573, japansk patent nr. 58-153.590 etc.French Patent Nos. 2,330,652, 2,406,664 and 2,538,800, U.S. Patent 4,256,573, Japanese Patent Nos. 58-153,590, etc.

Anvendelsen af disse flotationsmaterialer og fluidiserede granulatlejer er interessant i sig selv, men medfører nogle ulemper og giver ofte ubehageligheder, hvoraf 15 flere har vist sig ved langvarige forsøg, som er blevet udført af ansøgeren. For eksempel, hvis man i et biofilter med en strøm af opstigende vand på små kugler eller partikler med mindre vægtfylde end vand indblæser luft ved filterlejets bund, da bliver varigheden af filtreringsperioderne ikke 20 acceptabel og overfladelaget tilstoppes hurtigt af de suspenderede materialer, som blokerer for luftboblernes passage.The use of these flotation materials and fluidized granular beds is interesting in itself, but brings with it some drawbacks and often causes inconveniences, 15 more of which have been shown by prolonged experiments conducted by the applicant. For example, in a biofilter with a stream of rising water on small spheres or particles with less density than water, air is injected at the bottom of the filter bed, then the duration of the filtering periods becomes unacceptable and the surface layer is quickly clogged by the suspended materials which block the the passage of air bubbles.

Meget hyppige udvaskninger er altså nødvendige. Når man desuden fluidiserer de materialer, som er tungere end vand, såsom grus eller lignende, således som det f.eks. sker i US-patent-25 skrift nr. 4.322.296, bliver det nødvendigt at anvende en betydelig energi til pumpningen af de flydende stoffer, og bibeholdelsen af materialerne inde i reaktoren bliver vanskelig at styre. For at afhjælpe denne ulempe i forbindelse med forbruget af energi, er det blevet foreslået at anvende et 30 fluidiseret leje af lette materialer med indblæsning af luft ved lejets bund, men med en tilførsel af nedstrømmende vand, USA-patent nr. 4.256.573 og japansk patent nr. 58.153590 som allerede nævnt. Alligevel indfanges luftboblerne i materialets indre ved en vis hastighed i det nedstrømmende vand 35 eller bliver ført med væskestrømmen, og reaktoren kan ikke beluftes korrekt.Thus, very frequent washouts are necessary. In addition, when fluidizing materials heavier than water, such as gravel or the like, is fluidized. In US Patent No. 4,322,296, considerable energy is needed to pump the liquids and retention of the materials inside the reactor becomes difficult to control. In order to alleviate this disadvantage in connection with the consumption of energy, it has been proposed to use a fluidized bed of light materials with air supply at the bottom of the bed, but with a supply of flowing water, US Patent 4,256,573 and Japanese Patent No. 58.153590 as already mentioned. Nevertheless, the air bubbles are trapped in the interior of the material at a certain rate in the downstream water 35 or are fed with the liquid flow and the reactor cannot be aerated properly.

Med henblik på at afhjælpe de anførte ulemper er DK 175101 B1 3 der udført talrige forsøg hos ansøgeren for at udnytte alle fordele ved et fluidiseret leje, idet man søger at undgå bobler, der indfanges på overfladen, tilstopning af lejerne, spild af energi, vanskeligheder med afvaskning af det 5 filtrerende leje etc.In order to alleviate the drawbacks mentioned, DK 175101 B1 3 has made numerous attempts on the applicant to utilize all the benefits of a fluidized bed, seeking to avoid bubbles trapped on the surface, clogging of the bearings, waste of energy, difficulty with washing off the filtering bed etc.

v Disse vanskeligheder er blevet overvundet ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved de i den kendetegnende del af krav 1 angivne foranstaltninger.These difficulties have been overcome by a method according to the invention which is characterized by the measures specified in the characterizing part of claim 1.

I praksis og ifølge en foretrukket udførelsesform søges 10 følgende formel tilfredsstillet:In practice and according to a preferred embodiment, the following formula is sought to be satisfied:

Dl = S2 - SLD1 = S2 - SL

D2 SI - SL (1) hvor Dl, SI svarer til henholdsvis partiklernes middeldiameter og det nederste lejes massefylde. D2, S2: samme 15 definition som ovenfor, men for det øverste leje og SL står for væskens massefylde, hvorhos Dl er beliggende mellem 3 og 15 mm, massefylden SI er beliggende mellem 300 og 800 g/1, D2 er beliggende mellem 1 og 10 mm, medens massefylden S2 er beliggende mellem 20 og 100 g/1.D2 SI - SL (1) where D1, SI correspond to the mean diameter of the particles and the density of the lower bed respectively. D2, S2: same definition as above, but for the upper bed and SL stands for the density of the liquid, where D1 is between 3 and 15 mm, the density S1 is between 300 and 800 g / l, D2 is between 1 and 10 mm, while the density S2 is between 20 and 100 g / l.

20 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udøves altså for kombinationen af de to nævnte lejer, det ene oven på det andet, og med materialer, som er lettere end vand, men hvor egenskaberne som kornstørrelser, vægtfylder, lejehøjder, således som beskrevet senere i beskrivelsen, er forskellige 25 for at opnå dels en fluidisering af det nedre leje efter indblæsning af den oxygenberigede luft uden mærkbar forstyrrelse i det øvre leje, og dels en "automatisk" omstrukture-) ring eller separering af de to lag eller lejer i de lette materialers ekspansionsfase under modstrømsudvaskningen. Ved 30 fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås derfor med fluidise-ret leje nederst og fast leje øverst bedst mulig vandrensning og mindre tilbøjelighed til tilstopning af lejet. Ovennævnte funktioner finder tydeligvis sted, når den førnævnte formel (1) er tilfredsstillet. I hvile trykkes eller klæber de to 35 lejer af materiale, som er lettere end vand, mod hinanden som følge af deres forskellige vægtfylde. Denne gruppering eller tilstand bibeholdes under filtrets modstrømsudvaskning. Når UK 1/51U1 B1 4 luften indføres ved filtrets bund via en fordelingsindretning, vil blandingen af luft og vand, som går gennem materialet, have en vægtfylde, som svarer til den, som de partikler har i det førnævnte nedre lag: dette nedre leje bliver 5 således fluidiseret af de oxygenberigede luftboblers opadstigende bevægelse, hvilket frembringer en intens omsætning mellem luften, vandet, der skal behandles, og den "bio-film”, * som hæfter sig til partiklerne i lejet.The method according to the invention is thus practiced for the combination of the two mentioned bearings, one on top of the other, and with materials which are lighter than water, but in which the properties such as grain sizes, weights, bed heights, as described later in the description, are different 25 to achieve, on the one hand, fluidization of the lower bed after blowing in the oxygen-enriched air without noticeable disturbance in the upper bed, and on the other, an "automatic" restructuring or separation of the two layers or beds in the expansion phase of the light materials during countercurrent leaching. . Therefore, by the method of the invention, with fluidized bed at the bottom and fixed bed at the top, the best possible water purification and less inclination to clog the bed is achieved. The above functions obviously take place when the aforementioned formula (1) is satisfied. At rest, the two 35 beds of material lighter than water are pressed against each other due to their different density. This grouping or state is maintained during the countercurrent washout of the filter. When the UK 1 / 51U1 B1 4 air is introduced at the bottom of the filter via a distribution device, the mixture of air and water passing through the material will have a density similar to that of the particles in the aforementioned lower layer: this lower bed 5 is thus fluidized by the upward motion of the oxygen-enriched air bubbles, which produces an intense reaction between the air, the water to be treated, and the "bio-film" * which adheres to the particles in the bed.

Ifølge en fordelagtig udførelsesform for opfindel-10 sen er den øverste overflade i det øvre faste leje, således som ovenfor defineret, overlejret af et støttelag af partikler, ligeledes i et let materiale, hvis egenskaber vil blive defineret i det efterfølgende.According to an advantageous embodiment of the invention, the upper surface of the upper solid bed, as defined above, is overlaid by a support layer of particles, also in a light material whose properties will be defined hereafter.

For det øvre faste leje kan højden variere fra 0,5-15 3 meter. Sluttelig i tilfældet med den ovennævnte udførelses form kan det øvre lag, som er overlejret på det øvre leje, hensigtsmæssigt omfatte partikler af en størrelse fra 3-20 mm, af en massefylde på 10-50 g/1 og være af en laghøjde eller lagtykkelse på 0,10-0,50 meter.For the upper fixed bed the height can vary from 0.5-15 3 meters. Finally, in the case of the above embodiment, the upper layer superposed on the upper bed may conveniently comprise particles of size from 3-20 mm, a density of 10-50 g / l and of a layer height or layer thickness. of 0.10-0.50 meters.

20 De lette materialepartikler, der ifølge opfindelsen kan anvendes som filtermedium/bakteriel bærer, er i og for sig kendte produkter. Hertil kan anvendes ekspanderede plastmaterialer med lukkede celler, såkaldt celleplast, såsom po-lyolefiner, polystyrener, polymere og copolymere syntetiske 25 kautsjukker etc., lette mineralmaterialer af typerne ler, ekspanderet skifer eller endog celluloseprodukter, som f .eks. træpartikler. Disse materialers granulater, korn eller partikler kan optræde i flere former, fortrinsvis som kugler, cylindre, linser eller andre former. I praksis og af hensyn 30 til en tilfredsstillende udøvelse af fremgangsmåden er det i vigtigt, at de ifølge opfindelsen anvendte, lette partiklers specifikke vægt aftager i retning fra det nedre lag, idet fluidiserede leje til det øvre leje helt op til det førnævnte bærelag. For eksempel kan områderne for de massefylder ligge 35 fra 0,5-0,8 g/cm3 i det fluidiserede leje, fra 0,03-0,1 g/cm3 i det faste leje og fra 0,005-0,08 g/cm3 i det øvre støttelag.The light material particles which can be used as filter medium / bacterial carrier according to the invention are products known per se. For this, expanded closed-cell plastic materials, so-called cellular plastics, such as polyolefins, polystyrenes, polymeric and copolymeric synthetic rubber sugars, etc., can be used to light clay mineral materials, expanded slate or even cellulose products such as e.g. wood particles. The granules, grains or particles of these materials may appear in several forms, preferably as bullets, cylinders, lenses or other forms. In practice, and for the sake of a satisfactory practice of the method, it is important that the specific weight of the light particles used in the invention decreases towards the lower layer, fluidized bed to the upper bed up to the aforementioned support layer. For example, the ranges of the bulk densities may range from 0.5-0.8 g / cm 3 in the fluidized bed, from 0.03-0.1 g / cm 3 in the solid bed, and from 0.005-0.08 g / cm 3 in the upper support layer.

Fremgangsmådens øvrige ejendommeligheder vil blive DK 175101 B1 5 nærmere belyst i det følgende.The other peculiarities of the process will be further elucidated in the following.

Opfindelsen angår desuden en reaktor eller et biologisk filter af den i indledningen til krav 4 angivne art, og som er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af 5 krav 4 angivne.The invention further relates to a reactor or biological filter of the kind set forth in the preamble of claim 4 and which is characterized by the characterizing part of claim 4.

v Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere for klaret i forbindelse med nogle udførelsesformer og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et anlæg til behandling af vand i et prin-10 cipskema, fig. 2 et andet anlæg vist i større målestokforhold, og fig. 3 en si til reaktorloftet.The invention will now be further elucidated in connection with some embodiments and with reference to the drawings, in which: FIG. 1 shows a plant for treating water in a principle diagram; FIG. 2 shows another plant shown on a larger scale, and FIG. 3 a say to the reactor ceiling.

En reaktor 1 omfatter som vist i fig. 1 i sin nedre del et rum 2 til fortykning og tømning af slam; derefter et 15 indblæsningssystem for iltberigende medium 3, et leje 4, som kan fungere ved fluidisering, en del 5 af det faste leje, derefter det øvre bærelag 6, der holdes på plads af den perforerede plade 7, som tjener som loft; og sluttelig den øvre frie zone 8, som tjener som udvaskningsreserve, hvor det be-20 handlede vand bliver tømt ud via et rør 9 og derefter opsamlet ved 10.A reactor 1 comprises, as shown in FIG. 1 in its lower part a compartment 2 for thickening and emptying of sludge; then an oxygen-enriching medium 3 supply system, a fluidizing bed 4, part 5 of the fixed bed, then the upper support layer 6 held in place by the perforated plate 7 serving as a ceiling; and finally, the upper free zone 8, which serves as a washout reserve, where the treated water is discharged via a pipe 9 and then collected at 10.

Væsken, som skal behandles, tilføres via et rør 11 og indledes i zonen 2 under indblæsningsindretningen 3 for oxygenrig luftart, idet den sidstnævnte indretning kan være 25 placeret under lejet 4 som vist i fig. 1, eller i den neder-ste del af dette leje 4. Som forklaret i det foregående vil lagene eller lejerne 4, 5 og 6 i hvile blive holdt an mod hinanden under indvirkning af deres forskellige vægtfylder eller massefylder; når luften eller den oxygenrige luftart, 30 indføres i bunden af reaktoren 1 ved 3, vil blandingen af luft og vand fluidisere partiklerne i lejet 4 som følge af boblernes bevægelser, hvilket muliggør en intens omsætning mellem luftarten, vand, der skal behandles, og den biofilm, som hæfter sig til partiklerne. Under denne operation for-35 bliver lejet 5 og det øvre lag 6 i en ikke-turbulent tilstand, deraf udtrykket fast leje anvendt i nærværende beskrivelse.The liquid to be treated is supplied via a pipe 11 and introduced into the zone 2 under the oxygen rich gas supply air blower 3, the latter device being located under the bed 4 as shown in FIG. 1, or in the lower part of this bed 4. As explained above, the layers or bearings 4, 5 and 6 at rest will be held together against one another under the influence of their different weights or densities; when the air or oxygen rich gas 30 is introduced into the bottom of the reactor 1 at 3, the mixture of air and water will fluidize the particles in the bed 4 as a result of the bubble movements, allowing an intense reaction between the gas species, water to be treated and the biofilms that adhere to the particles. During this operation, the bed 5 and the upper layer 6 are in a non-turbulent state, hence the term solid bed is used herein.

6 DK 175101 B1 På grund af det suspenderede materiales akkumulering og den biologiske vækst i det indre af det filtrerende leje, bliver materialet progressivt opslæmmet. Tryktabets stigning kan følges ved manometermåling eller ved iagttagelse 5 af væskeniveauets stigning i væskestandsrøret 12 til måling af trykket eller tryktabet. Ophobningen eller tilbageholdelsen af partiklerne kan forbedres ved tilsætning ' af et flokkuleringsmiddel.6 DK 175101 B1 Due to the accumulation of the suspended material and the biological growth of the interior of the filtering bed, the material is progressively suspended. The increase in pressure can be followed by pressure gauge or by observing the rise of the fluid level in the fluid level tube 12 to measure the pressure or pressure loss. The accumulation or retention of the particles can be improved by the addition of a flocculant.

Når en forud fastlagt tryktabsværdi er nået, sættes 10 lejets udvaskning i gang. Dertil bliver en skylleventil 13 åbnet, indtil den ønskede udvaskningshastighed opnås. Den hurtige strømning modstrøms til den behandlede og i den øvre del af reaktoren lagrede væske muliggør materialets ekspansion eller fluidisering. Til hver materialegranulatstørrelse 15 og -vægtfylde kan der vælges udvaskningshastighed som funktion af materialets ønskede ekspansion.When a predetermined pressure loss value has been reached, the wash of the bed 10 is started. In addition, a flush valve 13 is opened until the desired leaching rate is achieved. The rapid flow countercurrent to the treated liquid and stored in the upper part of the reactor enables expansion or fluidization of the material. For each material granule size and density, leaching rate can be selected as a function of the material's desired expansion.

Den hurtige passage i modstrøm gør det muligt at bortskylle materialerne, der er afsat i mellemrummene og at løsne den overskydende biomasse, som er akkumuleret på over-20 fladen af materialet, men udvaskningshastigheden kan vælges således, at en aktiv biofilm sikres bibeholdt i materialet.The rapid countercurrent passage allows the materials deposited in the interstices to be flushed away and to release the excess biomass accumulated on the surface of the material, but the leaching rate can be selected such that an active biofilm is maintained in the material.

Dette tillader efter tømning af zonen eller lageret 8 og lukning af ventilen 13, igen at iværksætte tilførsel af en charge eller påfyldning svarende til chargen før 25 udvaskningen.This, after emptying the zone or storage 8 and closing the valve 13, again initiates the supply of a charge or filling corresponding to the charge before the wash-out.

Tilledningen ved 11 af spildevandet oven over klaringskammeret 2 tillader at fortykke slammet, når rensningen sker i granulatlejet. Selve slammet samles i et kammer 15 og udtømmes derfra af en pumpe 16. En recirkulering af det 30 rensede spildevand ved hjælp af en pumpe 14 tillader eventuelt at forbedre fordelingen eller at medbringe nitrater i forfiltreringszonen.The feed at 11 of the effluent above the clearing chamber 2 allows the sludge to thicken as the purification takes place in the granulate bed. The sludge itself is collected in a chamber 15 and discharged therefrom by a pump 16. A recycling of the 30 purified wastewater by means of a pump 14 optionally allows to improve the distribution or bring nitrates into the pre-filtration zone.

For at forlænge perioderne mellem udvaskningerne, kan meget korte vandskylninger ved hver åbning af ventilen 35 13 ske periodisk for at sprede materialet og tillade forure ningspartiklerne at trænge dybere ind i det filtrerende leje.In order to extend the periods between the wash-outs, very short water rinses at each opening of the valve 35 13 can occur periodically to disperse the material and allow the contaminant particles to penetrate deeper into the filtering bed.

Disse små vaskeoperationer fjerner i højere grad ophobet slam DK 175101 B1 7 i den nedre del af filtret, som ikke mere er belastet af suspenderet materiale. De hurtige skylninger kan ske på en sådan måde, at der opnås et ensartet trykfald i hele filtreringsmiljøets højde. Dette gør det muligt at undgå eller 5 spare reguleringsorganer til den ligelige fordeling mellem v den oxygenrige luftart og vandet.These small washing operations to a greater extent remove accumulated mud DK 175101 B1 7 in the lower part of the filter, which is no longer loaded with suspended material. The quick rinses can be done in such a way that a uniform pressure drop is achieved throughout the height of the filtration environment. This makes it possible to avoid or save regulators for the equal distribution between the oxygen rich gases and the water.

For at undgå en for stærk sammenpresning af lejet ved en fortsat indblæsning, kan der udføres en pulsering af luft eller den oxygenrige luftart. Indblæsningen af luft kan 10 bibeholdes under udvaskningen, pulseret eller ej, til fremme af lejets ansamlingsfjernelse eller udspuling.In order to avoid too strong compression of the bed by a continued blow-in, a pulsation of air or the oxygen-rich gas can be performed. The supply of air may be maintained during the leaching, pulsed or not, to promote the accumulation removal or flushing of the bed.

Ved en fordelagtig udførelsesform for fremgangsmåden kan et batteri af flere filtre kombineres. Et fælles vandniveau vil forsyne de respektive væskestands- eller tryk-15 målerør 12 ved hvert filter. Målerørene, der sættes under tryk, undgår det overtryk, der opstår ved en eventuel tilfældig tilstopning under samtidig fuldstændig kompensering for fortsat tilstopning. Med denne vandtilførsel ved tyngdekraftens indvirkning kan den afgivne mængde let måles og regule-20 res ved hjælp af afløbsåbningerne.In an advantageous embodiment of the method, a battery of multiple filters can be combined. A common water level will supply the respective liquid level or pressure gauge tubes 12 at each filter. The pressure tubes placed under pressure avoid the overpressure that arises from any accidental clogging while at the same time fully compensating for continued clogging. With this water supply by the effect of gravity, the amount dispensed can be easily measured and regulated by the drain openings.

Lagerkamrene for et filterbatteris udvaskningsvand vil være forbundet hydraulisk. Derved vil det rensede vand fra de filtre, der er i funktion, vedligeholde tilførslen af skyllevand til det eller de filtre, som er under ansamlings-25 fjernelse eller udskylning, hvilket gør det muligt at bestemme højden og rumfanget for de over hinanden anbragte kamre i det filtrerede leje, hvor dimensionerne kan blive kalkuleret som funktion af den afgivne mængde og antallet af filtre.The storage chambers for the leaching water of a filter battery will be hydraulically connected. Thereby, the purified water from the operating filters will maintain the supply of rinsing water to the filter (s) under collection or rinsing, which allows the height and volume of the superimposed chambers to be determined in the filtered bed, where the dimensions can be calculated as a function of the quantity dispensed and the number of filters.

En anden installation til behandling af vand ifølge 30 opfindelsen, men indeholdende forskellige modifikationer i udførelsen og anvendelsen af reaktoren, er vist i fig. 2.Another installation for treating water according to the invention, but containing various modifications in the design and use of the reactor, is shown in FIG. 2nd

I en første udførelsesform kan spredeindretningen 3 for oxygenrig luftart erstattes af en indføring af en særlig type vand, der i det følgende benævnes "hvidtvand", 35 d.v.s. vand, som er mættet med luftbobler dannet på kendt vis ved diffusion under tryk af luft i vand. Dette vand kan om ønsket består af en del af det behandlede vand, som kommer DK 175101 B1 8 ud ved 9 øverst på reaktoren 1.In a first embodiment, the oxygen rich gaseous diffuser 3 may be replaced by an introduction of a particular type of water, hereinafter referred to as "white water", i.e. water which is saturated with air bubbles formed in a known manner by diffusion under pressure of air in water. If desired, this water may comprise a portion of the treated water coming out at 9 at the top of the reactor 1.

I en anden udførelsesform, se fig. 2, er der i den nederste del af reaktoren 1 i niveau med bunden af lejet 4, som vil være fluidiseret, en pakning 17, der hensigtsmæssigt 5 kan bestå af tekstilmateriale, som f.eks. krydsende filamenter i geotekstiler eller lignende produkter. Denne pakning, der er indrettet til at lade luft og vand passere, tjener som bæreorgan for de faste bakterier og har til opgave allerede her at fjerne en del af forureningen af det vand, der skal 10 behandles, når det ved 11 strømmer ind i reaktoren 1.In another embodiment, see FIG. 2, in the lower part of the reactor 1, at the bottom of the bed 4, which will be fluidized, there is a gasket 17 which may conveniently consist of textile material such as e.g. intersecting filaments in geotextiles or similar products. This package, designed to allow air and water to pass through, serves as the carrier for the solid bacteria and has the task here already to remove part of the contamination of the water to be treated as it flows into the reactor at 11 first

I en yderligere ud.førelsesform er der installeret en jævnt fordelende skillevæg 18 i højde med grænsefladen for materiale-vand. Denne skillevæg af typen gitter eller tremmerist tillader ensartet at fordele og lede iltningsmediet, 15 forsyningsvandet, som skal behandles, og skyllevandsstrømmen.In a further embodiment, an evenly dividing partition 18 is installed at the height of the material-water interface. This grating or grating type partition allows uniform distribution and directing of the oxygenation medium, the supply water to be treated, and the flushing stream.

Desuden gør den det muligt at opbryde den kompakte masse eller det stempel, der dannet af filtratmaterialet, når den sidste filtervask med skyllestrøm finder sted.In addition, it enables the compact mass or piston formed by the filtrate material to break up when the last rinse flow filter wash occurs.

I en yderligere udførelsesform kan der i højde med 20 det faste leje 5 være en yderligere indstrømningsindretning 19 til at bringe røre i grænsefladezonen: materiale-vand.In a further embodiment, at the level of the fixed bed 5, there may be a further inflow device 19 for stirring in the interface zone: material-water.

Indstrømningsmediet kan være enten et iltet medium, herunder "hvidtvand", eller skyllevand under tryk. Således kan overfladekolmationer eller -tilstopninger undgås, og de 25 kan lettere løsnes, når de dannes.The inflow medium may be either an oxygenated medium, including "white water", or pressurized rinsing water. Thus, surface collisions or blockages can be avoided and the 25 can be loosened more easily when formed.

I en yderligere udførelsesform, der ligeledes er vist i fig. 2, kan en anden skillevæg 20 være anbragt under reaktorens 1 loft 7. Denne skillevæg af samme type som føromtalte skillevæg 18, tjener især til fremme af den ligelige 30 fordeling af det behandlede spildevand og oxygeneringsmediet.In a further embodiment, also shown in FIG. 2, a second partition 20 may be placed below the ceiling 7. of the reactor 1, this partition of the same type as the aforementioned partition 18, in particular serves to promote the equal distribution of the treated wastewater and the oxygenation medium.

For bedre at forstå de fordele, som fremgangsmåden og installationen ifølge opfindelsen medfører, vil der i det følgende blive omtalt nogle illustrative udførelseseksempler.In order to better understand the advantages of the method and installation according to the invention, some illustrative exemplary embodiments will be described below.

Eksempel 1 35 Der er blevet foretaget behandling ifølge opfindel sens fremgangsmåde af forskellige typer spildevand i et prototypeanlæg af den i fig. 1 viste art med to reaktorudfø- DK 175101 B1 9 relsesformer, hvis tekniske data er opstillet nedenfor:Example 1 35 Treatment has been carried out according to the method of the invention for various types of wastewater in a prototype plant of the type shown in FIG. 1 with two reactor embodiments, the technical data of which are set out below:

Lei eparametre Reaktor 1 Reaktor 2Hire eparameters Reactor 1 Reactor 2

Tilbageholdelses- Metalsi maske- Filterkurvsdæk system i loftet 7 vidde: 5 mm 0 spaltebredde:2 mm 5 Bærelaget 6 Ekspanderet Ekspanderet polystyren polystyren specifikke vægt 0,01 0,02 k kornstørrelse i mm 6-10 3-5 højde i m 0,20 0,30 10 Filterlaget 5 Ekspanderet Ekspanderet polyethylen polyethylen specifikke vægt 0,03 0,03 kornstørrelse i mm 3-5 2-3 højde i m 1,5 2,5 15 Det fluidiserede lejes lag 4 Letteregjort Ekspanderet polypropylen skifer specifikke vægt 0,8 0,6 kornstørrelse i mm 10-15 5-6 20 højde i m 1,5 0,5Retention Metalsi mask- Filter basket tire system in the ceiling 7 width: 5 mm 0 slit width: 2 mm 5 Carrier layer 6 Expanded Expanded polystyrene polystyrene specific weight 0.01 0.02 k grain size in mm 6-10 3-5 height im 0.20 0 , 30 10 Filter layer 5 Expanded Expanded polyethylene polyethylene specific weight 0.03 0.03 grain size in mm 3-5 2-3 height in 1.5 2.5 15 Fluidized bed layer 4 Lettered Expanded polypropylene slate specific weight 0.8 0 , 6 grain size in mm 10-15 5-6 20 height im 1.5 0.5

De øvrige væsentlige egenskaber og de vigtigste resultater, der blev opnået, er anført i nedenstående tabel: Vandmængde til behandling, 25 liter/time 120 120 luft m3/time 250 1500The other essential properties and main results obtained are given in the table below: Water volume for treatment, 25 liters / hour 120 120 air m3 / hour 250 1500

Filteroverflade, m2 0,03 0,5Filter surface, m2 0.03 0.5

Behandlingstemperatur, °C 15 15Treatment temperature, ° C 15 15

Anvendte specifikke belastning 30 i kg/m3 pr. dag DCO 15 5 DBO 7,5 2,5 NTK 1,5 0,5Specific load applied 30 in kg / m3 per day DCO 15 5 DBO 7.5 2.5 NTK 1.5 0.5

Spildevandstilgang, mg/1 35 DCO 500 500 DBO 250 250 MES 200 200 NTK 50 50Sewage access, mg / 1 35 DCO 500 500 DBO 250 250 MES 200 200 NTK 50 50

Spildevandsafgang, mg/1 40 DCO 70 50 DBO 20 10 MES 20 10 NTK 30 5Wastewater discharge, mg / 1 40 DCO 70 50 DBO 20 10 MES 20 10 NTK 30 5

Bemærk, at den anvendte specifikke belastning svarer til 45 mængden af DCO, DBO og NTK behandlet pr. m3 filter i løbet af 24 timer.Note that the specific load used corresponds to the amount of DCO, DBO and NTK processed per m3 filter in 24 hours.

Virkningsgrad i % Reaktor 1 Reaktor 2 DCO 86 90 DBO 92 96 50 NTK 40 90 MES = materiale i suspension NTK = organisk nitrogen ifølge Kjeldahl DK 175101 B1 10Efficiency in% Reactor 1 Reactor 2 DCO 86 90 DBO 92 96 50 NTK 40 90 MES = material in suspension NTK = organic nitrogen according to Kjeldahl DK 175101 B1 10

Eksempel 2Example 2

Forsøgene vedrører behandling i en reaktor af den 1 fig. 1 viste type af et overfladevand for at gøre det drikkeligt og især med henblik på den biologiske nitrifikation.The experiments relate to treatment in a reactor of FIG. 1 to make it drinkable and especially for the purpose of biological nitrification.

5 Det fluidiserede lejes materiale bestod af ekspan deret skifer af en massefylde på 0,5, en kornstørrelse på ca.The material of the fluidized bed consisted of expanded slate of a density of 0.5, a grain size of approx.

i 2 mm og en lejehøjde på 0,50 m. Det filtrerende lag eller det faste leje var af ekspanderet polystyren af en massefylde på 0,03, en kornstørrelse på 1 mm og en laghøjde på 0,5 m. Der 10 var ikke her noget bærelag under det faste leje.in 2 mm and a bed height of 0.50 m. The filtering layer or solid bed was of expanded polystyrene of a density of 0.03, a grain size of 1 mm and a layer height of 0.5 m. some support layer under the fixed bearing.

Driftstemperaturen var ca. 10°C ved en filtreringshastighed på 10 m/time og en beluftningshastighed for luften på 5 m/time.The operating temperature was approx. 10 ° C at a filtration rate of 10 m / h and an aeration rate of 5 m / h.

Det konstateredes, at gennemsnitsværdien for NH4 15 gennem reaktoren fra tilgangen for det vand, der skal behandles, og til afgangen for det denitrificerede vand var 3,5 til 0,1 mg/1.It was found that the average value of NH 4 through the reactor from the inlet of the water to be treated to the outlet of the denitrified water was 3.5 to 0.1 mg / l.

Indenfor opfindelsens rammer er det naturligvis klart, at en eller flere af de i fig. 2 viste udførelsesfor-20 mer også kan anvendes. I øvrigt kan tilførslen af vand til behandling og/eller den iltrige luftart ske intermitterende.Of course, within the scope of the invention, it is clear that one or more of the embodiments of FIG. 2 can also be used. In addition, the supply of water for treatment and / or the oxygen-rich gases can be intermittent.

Ifølge en fordelagtig udførelsesform, som er vist i fig. 3, kan indretningen til tilbageholdelse eller loftet 7 være forsynet med sikurve, som gør det muligt under filter-25 vaskeoperationerne at danne et tryktab eller -fald, der er tilstrækkeligt lavt til at undgå at forøge den nødvendige vandhøjde oven over loftet eller dækket 7.According to an advantageous embodiment shown in FIG. 3, the restraint device or ceiling 7 may be provided with safety curves which enable, during filter washing operations, a pressure drop or drop sufficiently low to avoid increasing the required water height above the ceiling or deck 7.

I en særlig interessant udførelsesform er sikurvene udformet til at blive fastgjort direkte foroven i reaktoren 30 i dækkets eller loftets 7 niveau. Sikurvene har aftagende diametre 21, 22, 23 og eventuelt et beskyttelsesgitter foroven ved 24.In a particularly interesting embodiment, the safety curves are designed to be fixed directly to the top of the reactor 30 at the level of the deck or ceiling 7. The safety curves have decreasing diameters 21, 22, 23 and optionally a guard grid at the top at 24.

Anbringelsen af sådanne sikurve i dækket 7 gør det muligt at undgå enhver lejehåndtering.The placement of such safety curves in the tire 7 makes it possible to avoid any bearing handling.

Claims

A method for biological purification of wastewater by passing the water to be treated in an upward flow together with an oxygen rich gas in a single biological reactor in 5 or filter, provided as a filtering means with a lower zone with a fluidized bed and an upper zone with a fixed bed, characterized in that the particles in said beds are made up of expanded materials whose specific weight is less than water and that the particles in the fixed bed are both smaller and lighter than the particles of the fluidized bed.

Process according to claim 1, characterized in that the particles in said bearings satisfy the formula: D1 = S2 - SL

D2 S1 - SL (1) where D1, S1 correspond to the mean diameter and density of the particles in the lower fluidized bed, respectively, and D2, S2 have the same definitions as above, but for the upper fixed bed, while SL is the density of the liquid where D1 is 20 located between 3 and 15 mm, SI between 300 and 800 g / l, D2 is located between 1 and 10 mm and S2 between 20 and 100 g / l.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the upper surface of the upper solid bed is overlaid by a support layer of particles in a lightweight material and the heights of the respective beds can vary from 0.20 to 2. m for the lower bed and 0.50 to 3 m for the upper bed, and the density of the bearings or for the layers of the light particles decreases upwards from the size range 0.5 - 0.8 in the fluidized bed to the size range 0.005 - 0.08 g / cm3 for the support layer.

A biological reactor or filter for carrying out the process according to one or more of claims 1 to 3, and as calculated from below and upwards, a zone (2) for UI IU I D1 thickening and emptying the slurry of the cleaning operation, a device (3 ) for supplying oxygen-rich gases, a zone of filter materials, a holding device (7), a storage or storage zone (8) for washing water, at the top of which 5 means (9, 10) are provided for emptying the treated water, said reactor further provided in a pump (14) for recycling the treated water, characterized in that said zone of filter materials is constituted by a first layer of light particles or 10 fluidized bed (4), of a second layer of particles having lesser density or fixed bed (5) and above a support layer (6) of even lighter particles, and by including a liquid level tube (12) for pressure measurement or for measuring pressure loss, which tube is arranged throughout the reactor (1) H eye, 15 and for collecting the sludge a container (15) and a pump (16) for pumping out the sludge.

Reactor according to claim 4, characterized in that it has means for ensuring that the supply of wastewater or water to be purified and / or of the oxygen-rich gaseous gas is intermittent and interrupted by rapid water rinsing.

Reactor according to claim 4 or 5, characterized in that it comprises a system of flow evenly distributing grids or bars of ice type, both at the height of the material-water interface (18) and partly at (20) 25 below. the tire of the reactor (7).

Reactor according to claim 5, characterized in that, at the height of the bottom of the fluidized bed (4), it comprises a packing means (17) of textile material for supporting bacteria for bacteria. 1

Reactor according to claims 6 and 7, characterized in that it comprises at the height of the fixed bed (5) another injection device (19) for oxygen-enriched gaseous and / or pressurized rinsing water. DK 175101 B1

Reactor according to one or more of claims 4 to 8, characterized in that the injection device (3), instead of oxygen-enriched gases, is adapted to be used for injecting water which is saturated with air.

Reactor according to one or more of claims 4 to 9, characterized in that the retaining device or tire (7) is provided with removably arranged safety curves (21, 22, 23) at the top of the reactor.