EP0588842A1 - Festbettreaktor zur biologischen behandlung von abwässern - Google Patents

Festbettreaktor zur biologischen behandlung von abwässern

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EP0588842A1
EP0588842A1 EP92911172A EP92911172A EP0588842A1 EP 0588842 A1 EP0588842 A1 EP 0588842A1 EP 92911172 A EP92911172 A EP 92911172A EP 92911172 A EP92911172 A EP 92911172A EP 0588842 A1 EP0588842 A1 EP 0588842A1
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EP
European Patent Office
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carrier
bed reactor
fixed bed
reactor according
elements
Prior art date
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Ceased
Application number
EP92911172A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Rausch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mesroc Vertrieb Technischer Produkte GmbH
Original Assignee
Mesroc Vertrieb Technischer Produkte GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0588842A1 publication Critical patent/EP0588842A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/101—Arranged-type packing, e.g. stacks, arrays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/06—Aerobic processes using submerged filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to a fixed bed reactor with at least two stages for the biological treatment of waste water according to the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is therefore to provide a fixed bed reactor in which the resulting bio-sludge does not cause blockages and is available to the greatest extent possible for a material conversion and in which the carrier material is arranged in such a way that a uniform flow around the largest possible area of the Carrier material is made possible.
  • flat, curved, straight or tubular support elements are used in the fixed bed reactor in such a way that the direction of flow of the liquid to be cleaned is parallel to the large areas of the support elements.
  • Such support elements can e.g. Plates or tubes made of a porous sintered plastic material, in which coarser, very fine-pored grains of activated carbon or Liapor, partially open to the surface, are advantageously enclosed.
  • the plates or pipes can be flat elements or profiled, e.g. wavy or trapezoidal, body.
  • the size of the distance between the plates should be as small as possible in order to have the largest possible exchange area in the To be able to accommodate the reactor. On the other hand, it must not fall below a minimum value in order to avoid the risk of constipation.
  • the optimization of the minimum column width depends on the mycelium formation of the microorganisms used in each case and can be determined experimentally. The type of microorganisms is determined by the pollutant content of the substrate to be cleaned. The optimization of the minimum column width also includes that the column width across the cross-section is the same everywhere, otherwise the flow resistance in the columns would be different, which would result in an uneven flow through the reactor cross-section and thus an uneven material conversion.
  • the plates are arranged in a ring, the rings formed in this way having a different diameter and being arranged coaxially one inside the other at equal intervals.
  • the carrier elements are tubes of different diameters, which are arranged concentrically one inside the other.
  • the characteristic of the laminar flow form is the absence of the macroscopic exchange processes in the fluid transversely to the flow direction, which in turn means that the metabolism by the microorganisms only in the immediate carrier elements, i.e. Plate surface takes place where the liquid comes into contact with the microorganisms.
  • An economical reactor design therefore makes it necessary to mix the liquid as often as possible in order to gradually bring all pollutant components into contact with the microorganisms.
  • a plurality of carrier packs each consisting of a plurality of carrier elements, ie plates, one behind the other, as viewed in the direction of flow, the plates of two successive carrier packs advantageously being arranged with respect to one another in such a way that one plate stands above a gap or vice versa.
  • the packages are offset from one another by an angle of, for example, 30 °.
  • the ratio of the reactor diameter to the height of the carrier packages can be 4: 1.
  • the reactor in a loop arrangement, i.e. to allow multiple flow through the carrier packages by pumping.
  • the liquid is sucked off behind the individual loop stages and fed back to the beginning of the loop.
  • the liquid withdrawn from the previous stage, or the newly supplied liquid, and the liquid fed back from the subsequent stage come into contact with one another and mix. This mixing becomes particularly intense when the discharge of the previous stage is behind the supply of the following stage and the outlet direction of the liquid is downwards, i.e. in the direction of flow. takes place against the main flow direction.
  • Another advantage of the multiple loop arrangement can be seen in an improvement in the controllability or the uniformity of the pH in the reactor. It can happen that the pH setpoint deviates from the permissible range (eg +/- 0.5) at one point of the reactor and requires an acid or alkali metering to compensate. With only one The system becomes sluggish the longer the controlled system is, the larger the reactor volume for a given flow rate. Large fluctuations around the setpoint and long control times are inevitable.
  • the subdivision of the reactor volume into several small sub-areas, ie stages with successive carrier packs, with their own pumping facility makes fast regulation possible, which can also start at the sub-area where the deviation is detected. For this purpose, each sub-area has its own pH measuring point.
  • control loops can be cascaded with the same aim of more quickly correcting the fault.
  • Crucial for an economical reactor operation is an even distribution of the polluted liquid over the cross section of the reactor in order to achieve an optimal degradation rate of the pollutant.
  • the distribution becomes more uniform the more inlet openings are regularly distributed over the cross section of the reactor. It is advantageous to adapt this arrangement to the reactor cross-section, i.e. In the case of circular reactor cross sections, the number of inlet openings should be arranged as evenly as possible on concentric circles. Also the
  • the radiation flow in the free jet is related to the vertical flow of a baffle plate or the Flow around rotationally symmetrical profiles, both of which can be used in the reactor according to the invention.
  • Fig. 2 a section to Fig. 1;
  • Fig. 5 is a schematic representation of a
  • a profiled plate as a carrier element.
  • the carrier package according to the invention according to FIGS. 1 and 2 consists of tubular carrier elements 1 of different diameters, which are arranged concentrically one inside the other.
  • the carrier elements 1 are fastened on connecting webs 3 of two annular disks 2a, 2b and are stretched between these disks 2a, 2b.
  • the support elements are held in sockets 4a, 4b, which are screwed, glued or welded onto the connecting webs.
  • the annular disks 2a, 2b are detachably connected to one another with threaded rods 5a and screws 5b.
  • threaded bores 6 are made in the center of the carrier package, into which threaded rods 7 are screwed for introducing the carrier packages into the reactor can.
  • claws or blocks are each arranged at the same height, on which the lower annular disk 2b rests.
  • the annular disks 2a, 2b are provided with recesses 8 lying one above the other, which are dimensioned such that they fit over the claws or blocks . If the intended row of claws or blocks is reached, a small turn is sufficient to leave the carrier package on. Due to their own weight and the low flow, it is normally not necessary to attach the carrier packs further, however, if necessary, they can be screwed onto the claws or blocks, for example.
  • the 3 consists of a plurality of carrier packs 10, which are arranged in a reactor housing 9 at a distance from one another and are arranged between the reactor inlet 12 and outlet 13, as described in more detail in relation to FIGS. 1 and 2, on the inner wall of the reactor fixed claws 11 rest.
  • Each level i.e. after each carrier package 10, a pump device 14 is assigned, which sucks off part of the liquid, which emerges from a carrier package 10 and supplies this part of the liquid to the reactor below this carrier package 10 again.
  • the loops formed in this way can include one or more carrier packs 10.
  • Baffle plates 15 are arranged for better mixing of the different streams, reactor inlet 12, in which liquid from stages located further up is also returned.
  • reactor inlet 12 in which liquid from stages located further up is also returned.
  • the support elements 1 and the columns arranged between them one above the other. As stated above, however, it is advantageous to provide an offset here.
  • FIG. 4 shows a liquid supply which can be connected to one of the pump devices mentioned in FIG. 3.
  • This liquid supply consists of an inlet pipe 20, which is connected to a ring line 21, from which branch lines 22, 22 ′ of inward length are directed.
  • the branch lines 22, 22 ' have at their ends fork-shaped pipe sections 23, 23', at the ends of which in turn there are inlet openings 24 for the liquid.
  • the branch lines 22, 22 'and the pipe sections 23, 23' are arranged so that the inlet openings 24 lie on two or more of the concentric circles presented. The same amount of water should advantageously exit at each opening 24.
  • the individual branch lines can also each be connected directly to pump devices.
  • the inlet openings 24 point downward, with a baffle plate flowing vertically at a distance of, for example, 10 mm from them.
  • a baffle plate flowing vertically at a distance of, for example, 10 mm from them.

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Description

Beschreibung
Festbettreaktor zur biologischen Behandlung von Abwässern
Die Erfindung betrifft einen Festbettreaktor mit mindestens zwei Stufen zur biologischen Behandlung von Abwässern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, daß der mikrobiell erfolgte Stoffumsatz in biologischen Prozessen effizienter ist, wenn die dabei mitwirkenden Mikroorganismen nicht frei umherschwimmen, sondern auf Trägermaterialien fixiert sind und dort Kolonien bilden können. Weiter sind eine Reihe verschiedenartiger Trägermaterialien bekannt, wie z.B. poröses Sinterglas, hochporöse Stoffe wie Diathomerde oder Lavagestein, Kunstschaumstoff und gesintertes, poröses Thermoplast. Diese Trägerstoffe können je nach ihren Eigenschaften mit regelmäßigen und unregelmäßigen Formen sowohl im Festbettverfahren, als auch im Fließbett verwendet werden.
Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß bei der Verwendung solcher Trägermaterialien im Festbett, z.B. in der Form von unregelmäßig geschütteten Rohrabschnitten, der bei jedem mikrobiellen Stoffumsatz entstehende Bioschlamm allmählich kleine Zwischenräume auffüllt, dadurch die Durchströmung erschwert und auch für einen Stoffumsatz nicht zur Verfügung steht. Nachteilig ist bei geschütteten Trägerelementen außerdem die uneinheitliche Durchströmung, die durch die Möglichkeit des Entmischens von größeren und kleineren Elementen noch weiter verschlechtert werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Festbettreaktor zu schaffen, bei dem der entstehende Bioschlamm keine Verstopfungen hervorruft und in möglichst großem Umfang für einen Stoffumsatz zur Verfügung steht und bei dem das Trägermaterial so angeordnet ist, daß eine gleichmäßige Umströmung einer möglichst großen Fläche des Trägermaterials ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.
Besondere Ausführungen und Fortbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.
Erfindungsgemäß werden in den Festbettreaktor flache, gebogene, gerade oder rohrförmige Trägerelemente derart eingesetzt, daß die Strömungsrichtung der zu reinigenden Flüssigkeit parallel zu den großen Flächen der Trägerelemente liegt.
Solche Trägerelemente können z.B. Platten oder Rohre aus einem porösen SinterkunstStoff sein, in denen vorteilhafterweise gröbere, sehr feinporige Körner aus Aktivkohle oder Liapor, zum Teil zur Oberfläche hin offen, eingeschlossen sind. Die Platten oder Rohre können ebene Elemente, oder aber auch profilierte, z.B. wellig oder trapezförmig, Körper sein.
In einer Ausführung der Erfindung werden mehrere Platten parallel zueinander angeordnet und füllen den gesamten Reaktorquerschnitt aus. Die Größe des Abstands der Platten zueinander soll einerseits möglichst gering sein, um eine möglichst große Austauschfläche im Reaktor unterbringen zu können. Andererseits darf er einen Mindestwert nicht unterschreiten, um die Gefahr von Verstopfungen zu vermeiden. Die Optimierung der MindestSpaltenbreite hängt von der Mycelbildung der jeweils verwendeten Mikroorganismen ab und ist experimentell zu ermitteln. Die Art der Mikroorganismen wird vom Schadstoffinhalt des zu reinigenden Substrates bestimmt. Die Optimierung der Mindestspaltenbreite schließt weiterhin ein, daß die Spaltenbreite über den Querschnitt hin gesehen überall gleich groß ist, da anderenfalls der Strömungswiderstand in den Spalten unterschiedlich groß wäre, was eine ungleichmäßige Durchströmung des Reaktorquerschnitts und damit einen ungleichmäßigen Stoffumsatz zur Folge hätte.
In einer anderen Ausführung der Erfindung sind die Platten ringförmig angeordnet, wobei die so gebildeten Ringe einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und koaxial in gleichen Abständen ineinander angeordnet sind.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Trägerelemente Rohre unterschiedlichen Durchmessers, die konzentrisch ineinander angeordnet sind.
Die Anordnung der Spalte in Form koaxialer Ringe oder Rohre oder paralleler Platten ist erfindungsgemäß gleichermaßen möglich. Entscheidend für die Optimierung ist die dabei zur Verfügung stehende äußere Plattenaustauschflache, der die für die
Gesamtwirksamkeit des Stoffaustauschs wirksame Porenoberfläche direkt proportional ist. Beispielsweise ist bei einem Reaktor von 1,2 m Innendurchmesser, einer Platteήstärke von 18 mm, einer Spaltenbreite a = 15 mm, wie es für Brauereiabwässer günstig ist, und einer Plattenhöhe von 0,3 m die äußere Austauschfläche bei konzentrischen Ringen 20 m2, bei parallelen, geraden Platten 19 m2, sofern die effektive Oberfläche der Platten infolge Strukturierung 2,7-fach größer als diejenige einer planen Platte gleicher Abmessungen ist.
Betrachtet man die für den biologisch anaeroben Abbau notwendige Durchströmgeschwindigkeit, bzw. Verweilzeit des Substrates, so kommt man einerseits auf sehr lange Zeiten im Verhältnis zur Reaktorhöhe und andererseits auf sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten. So ergibt sich für das vorstehende Beispiel eine Geschwindigkeit in der Größenordnung v = 10 ° m/s. Die hierbei berechnete Reynoldzahl ergibt ca. 1,0, was eindeutig auf eine rein laminare Strömungsform hinweist.
Das Kennzeichen der laminaren Strömungsform ist das Fehlen der makroskopischen Austauschvorgänge im Fluid quer zur Strömungsrichtung, was wiederum bedeutet, daß der Stoffumsatz durch die Mikroorganismen nur in unmittelbarer Trägerelementen, d.h. Plattenoberfläche stattfindet, wo die Flüssigkeit mit den Mikroorganismen in Berührung kommt. Eine wirtschaftliche Reaktorbauweise macht es daher notwendig, die Flüssigkeit möglichst oft zu vermischen, um sukzessiv alle Schadstoffanteile mit den Mikroorganismen in Berührung zu bringen.
Erfindungsgemäß wird hierfür vorgeschlagen, in Strömungsrichtung gesehen mehrere Trägerpakete aus jeweils mehreren Trägerelementen, d.h. Platten, hintereinander anzuordnen, wobei die Platten von zwei aufeinanderfolgenden Trägerpaketen vorteilhafterweise zueinander so angeordnet sind, daß jeweils eine Platte über einem Spalt, bzw. umgekehrt, steht. Eine ähnliche Wirkung wird dadurch erzielt, daß bei Trägerpaketen aus geraden, parallelen Platten, die Pakete jeweils um einen Winkel von z.B. 30° zueinander zu versetzen.
Als günstig hat sich erwiesen, die Höhe der Trägerpakete möglichst klein zu halten, wobei zum Beispiel das Verhältnis Reaktordurchmesser zur Höhe der Trägerpakete 4 : 1 betragen kann.
Zur Verlängerung der Verweilzeit, bzw. zur Verringerung der Reaktorbauhöhe ist es vorteilhaft, den Reaktor in Schlaufenanordnung auszuführen, d.h. ein mehrfaches Durchströmen der Trägerpakete durch Umpumpen zu ermöglichen. Hinter den einzelnen Schlaufenstufen wird jeweils die Flüssigkeit abgesaugt und dem Schlaufenanfang wieder zugeführt. Dabei kommen die abgezogene Flüssigkeit der vorhergehenden Stufe, bzw. die neu zugeführte Flüssigkeit, und die wieder zugeführte Flüssigkeit der nachfolgenden Stufe miteinander in Berührung und vermischen sich. Diese Vermischung wird besonders intensiv, wenn in Strό ungsrichtung gesehen der Abzug der vorhergehenden Stufe hinter der Zufuhr der folgenden Stufe liegt und die Austrittsrichtung der Flüssigkeit nach unten, d.h. entgegen der Hauptströmungsrichtung erfolgt.
Ein weiterer Vorteil der mehrfachen Schlaufenanordnung ist in einer Verbesserung der Regelfähigkeit, bzw. der Gleichmäßigkeit des pH-Wertes im Reaktor zu sehen. Es kann vorkommen, daß an einer Stelle des Reaktors der pH-Sollwert von der zulässigen Bandbreite (z.B. +/- 0,5) abweicht und zum Ausgleich eine Säure-, bzw. Laugenzudosierung nötig macht. Bei nur einer einzigen Regelstrecke wird das System umso träger, je größer bei gegebener Durchströmgeschwindigkeit das Reaktorvolumen ist. Große Schwankungen um den Sollwert und lange Regelzeiten sind unvermeidlich. Die Unterteilung des Reaktorvolumens in mehrere kleine Teilbereiche, d.h. Stufen mit aufeinanderfolgenden Trägerpaketen, mit eigener Umpumpmöglichkeit, macht eine schnelle Regelung möglich, die zudem noch an dem Teilbereich ansetzen kann, an dem die Abweichung erkannt wird. Hierzu erhält jeder Teilbereich eine eigene pH-Meßstelle. Eine
Kaskadenschaltung der Regelkreise kann mit dem gleichen Ziel einer schnelleren Ausregelung der Störung erfolge .
Von entscheidender Bedeutung für eine wirtschaftliche Reaktorbetriebsweise ist eine gleichmäßige Verteilung der schadstoffbeladenen Flüssigkeit auf den Reaktorquerschnitt, um eine optimale Abbaurate des Schadstoffs zu erzielen. Die Verteilung wird umso gleichmäßiger, je mehr Eintrittsöffnungen regelmäßig über den Reaktorquerschnitt verteilt sind. Es ist vorteilhaft, diese Anordnung dem Reaktorquerschnitt anzupassen, d.h. bei kreisrunden Reaktorquerschnitten die Zahl der Eintrittsöffnungen möglichst gleichmäßig auf konzentrischen Kreisen anzuordnen. Auch die
Vermischung wird intensiver, je mehr Eintrittsöffnungen vorhanden sind und wenn dadurch eine kleinere Austrittsgeschwindigkeit relativ eine größere Flüssigkeitsmenge mit sich zu einem Freistrahl reißt, als eine größere Austrittsgeschwindigkeit. Da darüber hinaus nahezu alle Freistrahlen turbulent sind, wird die angestrebte Vermischung und gleichmäßige Verteilung weiter begünstigt. Der Strahlenverbreitung im Freistrahl strömungsmechanisch verwandt ist die senkrechte Anströmung einer Prallplatte oder die Umströmung rotationssymmetrischer Profile, wobei beides im erfindungsgemäßen Reaktor angewandt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1) ein erfindungsgemäßes Trägerpaket;
Fig. 2) einen Schnitt zu Fig. 1;
Fig. 3) eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Festbettreaktors;
Fig. 4) eine Anordnung zur Flüssigkeitszuführung;
Fig. 5) eine schematische Darstellung eines
Flüssigkeitsaustritts mit Prallplatte;
Fig. 6) eine profilierte Platte als Trägerelement.
Das erfindungsgemäße Trägerpaket gemäß Fig. 1 und Fig. 2 besteht aus rohrförmigen Trägerelementen 1 unterschiedlichen Durchmessers, die konzentrisch ineinander angeordnet sind. Die Trägerelemente 1 sind auf Verbindungsstegen 3 zweier ringförmiger Scheiben 2a, 2b befestigt und werden zwischen diesen Scheiben 2a, 2b gespannt. An ihren Enden sind die Trägerelemente in Fassungen 4a, 4b gehalten, die auf den Verbindungsstegen aufgeschraubt, aufgeklebt oder aufgeschweißt sind. Die ringförmigen Scheiben 2a, 2b werden mit Gewindestangen 5a und Schrauben 5b lösbar miteinander verbunden. In den Verbindungsstegen 3 sind in der Mitte des Trägerpakets Gewindebohrungen 6 angebracht, in die Gewindestangen 7 zum Einbringen der Trägerpakete in den Reaktor eingeschraubt werden können. Um die Trägerpakete an der Innenwand des Reaktors zu befestigen, werden dort Pratzen oder Klötze jeweils auf gleicher Höhe angeordnet, auf denen die untere ringförmige Scheibe 2b aufliegt. Um die Trägerpakete an Pratzen bzw. Klotzreihen vorbeiführen zu können, wenn mehrere Trägerpakete in dem Reaktor angebracht werden sollen, sind die ringförmigen Scheiben 2a, 2b mit übereinanderliegenden Aussparungen 8 versehen, die so bemessen sind, daß sie über die Pratzen, bzw. Klötze passen. Ist die vorgesehene Reihe von Pratzen bzw. Klötzen erreicht, genügt eine kleine Drehung, um das Trägerpaket aufliegen zu lassen. Durch ihr Eigengewicht und die geringe Strömung ist es normalerweise nicht nötig, die Trägerpakete weiter zu befestigen, jedoch können sie im Bedarfsfall auf den Pratzen, bzw. Klötzen z.B. festgeschraubt werden.
Der Festbettreaktor gemäß Fig. 3 besteht aus mehreren, in einem Reaktorgehäuse 9 in einem Abstand zueinander angeordneten und zwischen Reaktoreinlauf 12 und - auslauf 13 angeordneten Trägerpaketen 10, wie sie zu Fig. 1 und 2 näher beschrieben sind, die auf an der Innenwand des Reaktors befestigten Pratzen 11 aufliegen. Jeder Stufe, d.h. nach jedem Trägerpaket 10, ist eine Pumpvorrichtung 14 zugeordnet, die einen Teil der Flüssigkeit absaugt, die aus einem Trägerpaket 10 austritt und diesen Teil der Flüssigkeit dem Reaktor unterhalb dieses Trägerpakets 10 wieder zuführt. Die so gebildeten Schlaufen können sowohl eines, oder auch mehrere Trägerpakete 10 einschließen. Im Bereich des
Reaktoreinlaufs 12, in den auch Flüssigkeit aus weiter oben befindlichen Stufen wieder zurückgeführt wird, sind zur besseren Vermischung der verschiedenen Ströme Prallplatten 15 angeordnet. In dieser schematischen Darstellung sind die Trägerelemente 1 und die Spalten zwischen diesen übereinander angeordnet. Wie weiter oben ausgeführt, ist es jedoch vorteilhaft, hier einen Versatz vorzusehen.
Fig. 4 zeigt eine Flüssigkeitszuführung, die mit einer der in Fig. 3 erwähnten Pumpvorrichtungen verbunden sein kann. Diese Flüssigkeitszuführung besteht aus einem Einleitungsrohr 20, das mit einer Ringleitung 21 verbunden ist, von der aus nach innen gerichtete Abzweigleitungen 22, 22' unterschiedlicher Länge ausgehen-. Die Abzweigleitungen 22, 22' weisen an ihren Enden gabelförmig verzweigte Rohrabschnitte 23, 23' auf, an deren Enden wiederum Eintrittsöffnungen 24 für die Flüssigkeit angordnet sind. Die Abzweigleitungen 22, 22' und die Rohrabschnitte 23, 23' sind dabei so angeordnet, daß die Eintrittsöffnungen 24 auf zwei oder mehr vorgestellten konzentrischen Kreisen liegen. An jeder Öffnung 24 soll vorteilhafterweise gleichviel Wasser austreten. Statt über eine Ringleitung 21 können die einzelnen Abzweigleitungen auch jeweils direkt mit Pumpvorrichtungen verbunden sein.
Die Eintrittsöffnungen 24 weisen, wie in Fig. 5 skizziert, nach unten, wobei in einem Abstand von z.B. 10 mm von ihnen eine Prallplatte senkrecht angeströmt wird. Hierdurch, durch die Umströmung der Rohrprofile der Abzweigleitungen 22, 22' und der Rohrabschnitte 23, 23' und durch die Vorgänge der Strahlausbreitung, verbreitert sich der aufsteigende Strahl in Richtung auf das nächstliegende Trägerpaket. Die Strahlen, die nebeneinander sich verbreiternd aufsteigen, sollen sich bei Erreichen des Trägerpakets wenigstens berühren oder überlagern. Fig. 6 zeigt schließlich einen Abschnitt eines profilierten Trägerelements 30, welches an den Enden in Führungen 31 eingesetzt oder eingegossen ist. Zur Vergrößerung der Oberfläche weist das Trägerelement trapezartige Strukturen 32 auf.

Claims

Ansprüche
1. Festbettreaktor mit mindestens zwei Stufen zur biologischen Behandlung von Abwässern, wobei der Reaktor ein Behälter ist, der ein fest darin angeordnetes Trägermaterial für Mikroorganismen enthält, wobei dieses Trägermaterial von der zu reinigenden Flüssigkeit umströmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Trägermaterial aus flachen, geraden, gebogenen oder rohrförmigen Trägerelementen (1) besteht und daß die Strömungsrichtung parallel zu den großen Flächen der Trägerelemente (1) liegt.
2. Festbettreaktor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerelemente (1) ringförmig angeordnet sind, wobei die Ringe unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und koaxial ineinander angeordnet sind.
3. Festbettreaktor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerelemente (1) rohrförmig ausgeführt sind, einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und konzentrisch ineinander angeordnet sind.
4. Festbettreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Trägerelemente (1) ein Trägerpaket (10) bilden, und daß in den mindestens zwei aufeinanderfolgenden, verbundenen Stufen jeweils Trägerpakete (10) angeordnet sind.
5. Festbettreaktor nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerpakete (10) derart übereinander angeordnet sind, daß sich jeweils Platten über Spalten oder umgekehrt befinden.
6. Festbettreaktor nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerpakete (10) aus parallel zueinander angeordneten Platten bestehen und daß jedes Trägerpaket (10) zu dem nächsten um einen Winkel versetzt ist.
7. Festbettreaktor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Versatz der Trägerpakete (10) zueinander jeweils 30° beträgt.
8. Festbettraktor nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , daß der Durchflußströmung, bestimmbar zwischen Reaktorein- und auslauf (12, 13) durch schlaufenartige Zwischenabsaugungen und Wiederzufuhr zwischen den einzelnen Trägerpaketen (10) ein- und/oder mehrfach hintereinander eine weitere Strömungskomponente überlagert wird, die eine frei wählbare Geschwindigkeit und Verweildauer im Reaktor in den Zwischenräumen zwischen den Trägerelementen (1) ermöglicht.
9. Festbettreaktor nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der schlaufenartigen Absaugung die Absaugeöffnungen der nachfolgenden Stufe in Strömungsrichtung gesehen hinter den Eintrittsöffnungen der vorhergehenden Stufe liegen.
10. Festbettreaktor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Stufe eine pH-Meßstelle zugeordnet ist.
11. Festbettreaktor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gleichmäßig über den Reaktorquerschnitt zu verteilende Flüssigkeitsmenge durch regelmäßig über den Reaktorquerschnitt verteilte und nach unten, d.h. entgegengesetzt zur Hauptströmungsrichtung gerichtete Eintrittsöffnungen (24) geführt wird.
12. Festbettreaktor nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß den Eintrittsöffnungen (24) Prallplatten (15) vorgesetzt sind.
13. Festbettreaktor nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerelemente (10) an zwei Einspannenden gefaßt und diese Fassungen (4a, 4b) jeweils mit ringförmigen Scheiben (2a, 2b) verbunden sind, die wiederum mittels Gewindestangen (5a) zu einem 5 Trägerpaket (10) verschraubt sind.
14. Festbettreaktor nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 10. daß die Trägerpakete (10) jeweils mittels einer in der Achse der Trägerpakete (10) einschraubbaren Gewindestange (7) in den Reaktor eingesetzt sind.
5 15. Festbettreaktor nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , daß die Trägerelemente (1) aus einem Material bestehen, das in die Fassungen (4a, 4b) eingegossen ist.
EP92911172A 1991-06-08 1992-06-05 Festbettreaktor zur biologischen behandlung von abwässern Ceased EP0588842A1 (de)

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DE4118927 1991-06-08
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JP (1) JPH06509973A (de)
DE (1) DE4118927A1 (de)
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