EP2874956A1 - Anaerobe abwasserbehandlung mit schlammentgasung und schlammrückfuhr sowie behandlungsanlage - Google Patents

Anaerobe abwasserbehandlung mit schlammentgasung und schlammrückfuhr sowie behandlungsanlage

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Publication number
EP2874956A1
EP2874956A1 EP13734439.6A EP13734439A EP2874956A1 EP 2874956 A1 EP2874956 A1 EP 2874956A1 EP 13734439 A EP13734439 A EP 13734439A EP 2874956 A1 EP2874956 A1 EP 2874956A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
biosludge
wastewater
reactor vessel
waste water
discharged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13734439.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Gommel
Ronald Mulder
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.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2874956A1 publication Critical patent/EP2874956A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • 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
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
    • 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
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2846—Anaerobic digestion processes using upflow anaerobic sludge blanket [UASB] reactors
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the invention relates to a method for biological wastewater treatment by means of anaerobic microorganisms having biosludge, wherein the biosludge is located in a reactor vessel, the waste water is supplied below the biosludge, the biosludge flows through from bottom to top and is discharged above the biosludge.
  • the invention also relates to plants for biological, anaerobic wastewater treatment comprising a reactor vessel containing anaerobic microorganisms containing biosludge and at least one inlet for the wastewater to be cleaned in the lower part and at least one overflow for discharging the wastewater and at least one separator for separation in the upper part of the biogas produced in the wastewater treatment of the purified wastewater, in particular for carrying out the method.
  • wastewater treatment For wastewater treatment, a variety of mechanical, chemical and biological processes and corresponding reactors are known.
  • biological wastewater treatment the wastewater to be treated with aerobic or anaerobic microorganisms is contacted, which contains the organic impurities contained in the wastewater in the case of aerobic microorganisms predominantly to carbon dioxide, biomass and water and in the case of anaerobic microorganisms mainly to carbon dioxide and methane and only reduce a small part to biomass.
  • the biological wastewater treatment methods are increasingly carried out recently with anaerobic microorganisms, because in the anaerobic wastewater treatment not with high energy consumption oxygen in the bioreactor must be introduced when cleaning energy-rich biogas is generated, which can subsequently be used to generate energy, and significantly lower amounts of surplus sludge are generated.
  • the reactors for anaerobic wastewater treatment are divided into contact sludge reactors, UASB reactors, EGSB reactors, fixed bed reactors and fluidized bed reactors.
  • microorganisms in fixed bed reactors to stationary support materials and the microorganisms in fluidized bed reactors adhere to freely movable, small carrier material the microorganisms are used in the UASB and EGSB reactors in the form of so-called pellets.
  • UASB upflow anaerobic sludge blanket
  • EGSB expanded granular sludge bed
  • the wastewater or a mixture of wastewater to be purified and already purified wastewater from the outlet of the anaerobic reactor is fed to the reactor via an inlet in the lower reactor region and passed through a sludge bed containing microorganism pellets located above the feed.
  • the microorganisms When decomposing the organic compounds from the wastewater, the microorganisms form in particular methane and carbon dioxide-containing gas (which is also referred to as biogas), which partially accumulates in the form of small bubbles on the microorganism pellets and partly rises in the form of free gas bubbles in the reactor upwards. Due to the accumulated gas bubbles, the specific gravity of the pellets decreases, which is why the pellets in the reactor go up climb.
  • separators are usually arranged in the middle and / or upper part of the reactor, under the ridge of which biogas accumulates, which forms a gas cushion, including a flotation layer of microorganism pellets and wastewater is located.
  • Purified water freed of gas and microorganism pellets rises in the reactor and is withdrawn via overflows at the top of the reactor.
  • Such processes and corresponding reactors are described, for example, in EP 0 170 332 A and in EP 1 071 636 B.
  • the object of the invention is therefore to counteract the reduction of the degradation efficiency of the reactor as efficiently as possible.
  • the object was achieved with regard to the method in that discharged together with the wastewater from the reactor vessel Bioschlamnn degassed and at least partially returned to the reactor vessel.
  • the biosludge discharged with the waste water must be separated and degassed before it can be returned to the reactor vessel.
  • the degassing of the biosludge can take place before or during the separation of the same.
  • the shearing forces rupture layers which hinder the release of gas or even partially peeled off the biosludge.
  • the degassing of the biosludge can also be promoted if the biosludge discharged together with the wastewater is subjected to centrifugal forces for degassing. Shearing forces can also be generated by the centrifugal forces.
  • the shear or centrifugal forces should only be so great that, although the outer layers of the biosludge (pellets) are affected, but the pellets are not destroyed.
  • Gas obstruction is often due to gas bubbles within the pellets or under a skin or layer that forms around the pellets.
  • These layers or skins can be formed by polymers contained in the wastewater or by the bacteria themselves.
  • the so degassed pellets can easily with components detached therefrom on suitable and well-known facilities, such as sieves, or the like. retained and returned, for example via a low-shear pump back into the reactor vessel.
  • the degassing and separation of the biosludge can be done by means of a hydrocyclone.
  • the wastewater discharged from the reactor vessel is passed into the hydrocyclone and any resulting heavy particles are at least partially returned to the reactor vessel.
  • Hydrocyclones are well suited to concentrate heavy particles (biosludge) and light parts (wastewater) by centrifugal forces and to separate them separately via the outlet or the separator.
  • the hydrostatic pressure at the outlet of the reactor vessel can be utilized.
  • This type of degassing and separation also has the advantage that flocculent biosludge, which is not normally desired in the reactor, is passed as a lightweight part with the wastewater.
  • the inner diameter of the hydrocyclone should be greater than 20 cm, preferably greater than 25 cm.
  • the separation of the biosludge can also be carried out with the aid of a sieve, through which the effluent discharged from the reactor vessel is passed.
  • the shear forces created by the retention of the biosludge on the sieve can sometimes be sufficient for degassing.
  • the resulting rejects can be at least partially recycled to the reactor vessel without further treatment.
  • larger forces are required for the degassing of the biosludge, which is why the screen should be part of a sorter, in particular a pressure sorter.
  • a rotational flow is generated in the sorter on the inlet side of the screen via a rotor, which leads to the formation of appropriate centrifugal forces.
  • the wastewater passes through the screen, while the biosludge degassed due to the centrifugal and shear forces can be retained on the screen and returned to the reactor vessel.
  • the effluent from the reactor vessel wastewater for degassing the entrained biosludge can be passed through a centrifugal pump. Again, the rotational flow in the centrifugal pump leads to the formation of sufficiently high centrifugal forces without destroying the biosludge. The so degassed biosludge can then be separated in a subsequent treatment unit of the wastewater and at least partially recycled to the reactor vessel.
  • the following treatment unit for separating the biosludge can be formed by the sedimentation in which the biosludge settles.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a reactor vessel 3
  • Figure 2 a partial plant scheme for wastewater treatment
  • Figure 3 another system sub-scheme.
  • the bioreactor shown in Figure 1 comprises a reactor vessel 3, which is cylindrical in its middle and upper part and tapers in its lower part downwardly conically.
  • the inlet distribution system 4 for supplying the waste water 1 to be cleaned is housed.
  • separators 6 In the middle and upper reactor vessel 3 there are two separators 6. These separators 6 can each have multiple gas hoods or even multiple layers of gas hoods.
  • a gas separation device 14 is arranged, which is connected to the two separators 6 via the lines 13.
  • a sink line 12 leads from the bottom of the gas separation device 14 into the lower part of the reactor vessel 3.
  • a sediment discharge 15, 15 solids or a suspension of solid and liquid from the reactor vessel 3 can be withdrawn through the sediment discharge and via the inlet 4 liquid to Rinsing the lower reactor vessel part can be introduced.
  • the feed distribution system 4 is formed by a plurality of inlets 4, which are arranged uniformly at the bottom of the reactor vessel 3, here the inner wall of the funnel and lead to the wastewater to be purified 1 in the reactor vessel 3.
  • a high number of controllable feed lines 4 makes it possible to adjust the distribution of the supplied waste water 1 at the bottom of the reactor vessel 3.
  • the introduced wastewater 1 flows slowly from the feeds 4 in the reactor vessel 3 upwards until it enters the microorganism-containing biosludge 2.
  • the microorganisms contained in the biosludge 2 decompose the organic impurities contained in the waste water 1 mainly to methane and carbon dioxide gas.
  • the generated gases produce gas bubbles, the larger of which detach from the biosludge 2 and bubble in the form of gas bubbles through the medium, whereas small gas bubbles remain attached to the biosludge 2 (pellets).
  • the free gas bubbles catch in the gas hoods of the separator 6 and form a gas cushion.
  • the gas collected in the gas hoods as well as pellets and water from the flotation layer are optionally mixed with each other via a mixing chamber, not shown, and passed via line 13 into the gas separation device 14.
  • the remaining gas bubbles are collected in the upper separator 6 and fed via line 13 into the gas separation device 14.
  • the now purified wastewater 1 rises from the upper separator 6 further up until it is withdrawn through the overflows 5 from the reactor vessel 3 and discharged through a drain line.
  • the gas separation device 14 the gas separates from the remaining water and the microorganism pellets, wherein the suspension of pellets and the waste water 1 is recirculated via the sink line 12 into the reactor vessel 3.
  • the outlet opening of the sinking line 12 opens into the lower part of the reactor vessel 3, where the recycled suspension of pellets and waste water 1 with the, the reactor via the feeds 4 supplied wastewater 1 is mixed, after which the cycle begins again.
  • the calcareous sediment collecting at the top of the reactor vessel 3 can be withdrawn continuously or batchwise from the reactor as required.
  • hydrocyclone 7 offers the advantage that the admission pressure of the wastewater 1 can be used for generating the flow in the hydrocyclone 7.
  • the inner diameter of the hydrocyclone 7 should be greater than 20 cm.
  • the sorter 8 the centrifugal and shear forces are generated by a rotor, which is present on the inlet side of the most cylindrical screen. While the wastewater 1 passes through the sieve together with flocculent biosludge 2, the active biosludge 2 is retained on the sieve and can be cleared away from it by the rotor.
  • the degassing takes place simultaneously with the separation of the biosludge 2 from the effluent. 1 While the wastewater 1 can be further treated, the biosludge 2 is optionally returned via a low-shear pump 1 1 in the reactor vessel 3.
  • the degassed and thus relatively heavy biosludge 2 settles on the ground and can be returned from there by means of low-shear pump 1 1 to the reactor vessel 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie dazugehörige Anlagen zur biologischen Abwasserreinigung mittels anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamms (2), wobei sich der Bioschlamm (2) in einem Reaktorbehälter (3) befindet, das Abwasser (1) unterhalb des Bioschlamms (2) zugeführt wird, den Bioschlamm (2) von unten nach oben durchströmt und oberhalb des Bioschlamms (2) abgeführt wird. Dabei soll einer Verminderung der Abbauleistung dadurch begegnet werden, dass gemeinsam mit dem Abwasser (1) aus dem Reaktorbehälter (3) abgeführter Bioschlamm (2) entgast und zumindest teilweise in den Reaktorbehälter (3) zurückgeführt wird.

Description

ANAEROBE ABWASSERBEHANDLUNG MIT SCHLAMMENTGASUNG UND
SCHLAMMRÜCKFUHR SOWIE BEHANDLUNGSANLAGE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung mittels anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamms, wobei sich der Bioschlamm in einem Reaktorbehälter befindet, das Abwasser unterhalb des Bioschlamms zugeführt wird, den Bioschlamm von unten nach oben durchströmt und oberhalb des Bioschlamms abgeführt wird. Die Erfindung betrifft auch Anlagen zur biologischen, anaeroben Abwasserreinigung umfassend einen Reaktorbehälter, welcher anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamm enthält und im unteren Teil wenigstens einen Zulauf für das zu reinigende Abwasser und im oberen Teil wenigstens einen Überlauf zur Abfuhr des Abwassers sowie wenigstens einen Abscheider zur Trennung zumindest des bei der Abwasserreinigung entstehenden Biogases von dem gereinigten Abwasser aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Abwasserreinigung sind eine Vielzahl von mechanischen, chemischen sowie biologischen Verfahren und entsprechende Reaktoren bekannt. Bei der biologischen Abwasserreinigung wird das zu reinigende Abwasser mit aeroben oder anaeroben Mikroorganismen kontaktiert, welche die in dem Abwasser enthaltenen organischen Verunreinigungen im Falle von aeroben Mikroorganismen überwiegend zu Kohlendioxid, Biomasse und Wasser und im Falle von anaeroben Mikroorganismen vorwiegend zu Kohlendioxid und Methan und nur zu einem geringen Teil zu Biomasse abbauen.
Dabei werden die biologischen Abwasserreinigungsverfahren in jüngster Zeit zunehmend mit anaeroben Mikroorganismen durchgeführt, weil bei der anaeroben Abwasserreinigung nicht unter hohem Energieaufwand Sauerstoff in den Bioreaktor eingeführt werden muss, bei der Reinigung energiereiches Biogas erzeugt wird, welches nachfolgend zur Energiegewinnung eingesetzt werden kann, und deutlich geringere Mengen an Überschussschlamm erzeugt werden. Je nach der Art und Form der eingesetzten Biomasse werden die Reaktoren für die anaerobe Abwasserreinigung in Kontaktschlammreaktoren, UASB-Reaktoren, EGSB- Reaktoren, Festbettreaktoren und Fließbettreaktoren unterteilt.
Während die Mikroorganismen bei Festbettreaktoren an ortsfesten Trägermaterialien und die Mikroorganismen bei Fließbettreaktoren auf frei beweglichen, kleinem Trägermaterial anhaften, werden die Mikroorganismen bei den UASB und EGSB- Reaktoren in Form von sogenannten Pellets eingesetzt. Im Unterschied zu UASB(upflow anaerobic Sludge blanket; anaerobe Aufströmschlammbett) -Reaktoren sind EGSB-(expanded granulär Sludge bed; expandierte, granuläre Schlammbett) - Reaktoren höher und weisen bei gleichem Volumen eine deutlich kleinere Grundfläche auf.
Bei den UASB und EGSB-Reaktoren wird dem Reaktor über einen Zulauf im unteren Reaktorbereich kontinuierlich zu reinigendes Abwasser oder eine Mischung aus zu reinigendem Abwasser und bereits gereinigtem Abwasser aus dem Ablauf des Anaerobreaktors zugeführt und durch ein oberhalb des Zulaufs befindliches, Mikroorganismenpellets enthaltendes Schlammbett geführt.
Beim Abbau der organischen Verbindungen aus dem Abwasser bilden die Mikroorganismen insbesondere Methan und Kohlendioxid enthaltendes Gas (welches auch als Biogas bezeichnet wird), das sich teilweise in Form kleiner Bläschen an den Mikroorganismenpellets anlagert und teilweise in Form freier Gasbläschen in dem Reaktor nach oben steigt. Aufgrund der angelagerten Gasbläschen sinkt das spezifische Gewicht der Pellets, weshalb die Pellets in dem Reaktor nach oben steigen. Um das gebildete Biogas und die aufsteigenden Pellets von dem Wasser zu trennen, sind in dem mittleren und/ oder oberen Teil des Reaktors Abscheider zumeist in Form von Gashauben angeordnet, unter deren First sich Biogas ansammelt, welches ein Gaspolster ausbildet, worunter eine Flotationsschicht aus Mikroorganismenpellets und Abwasser befindlich ist. Von Gas und Mikroorganismenpellets befreites, gereinigtes Wasser steigt in dem Reaktor nach oben und wird am oberen Ende des Reaktors über Überläufe abgezogen. Derartige Verfahren und entsprechende Reaktoren sind beispielsweise in der EP 0 170 332 A und in der EP 1 071 636 B beschrieben.
In Hochlastreaktoren zur anaeroben Abwasserbehandlung werden üblicherweise 2 Dreiphasentrenneinrichtungen verwendet. Diese bestehen aus versetzt übereinander angeordneten Gassammeihauben unter denen sich aufsteigende Biogasblasen und aufsteigender granulierter Bioschlamm (Pellets) sammelt. Das Gas wird wie bereits erwähnt aus den Hauben abgeführt. Die granulierte Biomasse gibt entweder an ihr haftendes Gas ab und sinkt dann wieder ab zum Reaktorboden oder wird als Gas/Wasser/Pelletgemisch über ein Rohrsystem in einer Gastrenneinrichtung auf dem Reaktorkopf geführt. Von dort gelangt der Bioschlamm wieder in den Prozess zurück.
Dabei hat es sich jedoch herausgestellt, dass die Masse an aktivem Bioschlamm relativ stark abnehmen kann, was sich entsprechend negativ auf die Abbauleistung des Reaktors auswirkt. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher der Verminderung der Abbauleistung des Reaktors möglichst effizient zu begegnen.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, dass gemeinsam mit dem Abwasser aus dem Reaktorbehälter abgeführter Bioschlamnn entgast und zumindest teilweise in den Reaktorbehälter zurückgeführt wird.
Hierbei wurde erkannt, dass trotz der Abscheider im Reaktorbehälter Bioschlamm mit dem behandelten Abwasser aus diesem gelangen kann, was zu einer entsprechenden Verringerung der Menge an Bioschlamm führt und die Leistung des Reaktors beeinträchtigt.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Bioschlamm zu viel Gas beinhaltet und daher im Reaktor schwebt.
Dementsprechend muss der mit dem Abwasser ausgetragene Bioschlamm separiert und entgast werden, bevor er in den Reaktorbehälter zurückgeführt werden kann. Dabei kann die Entgasung des Bioschlamms vor oder während der Separierung desselben erfolgen.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der gemeinsam mit dem Abwasser abgeführte Bioschlamm zur Entgasung Scherkräften ausgesetzt wird.
Durch die Scherkräfte werden Schichten, die die Gasabgabe behindern aufgerissen oder teilweise sogar von dem Bioschlamm abgeschält.
Die Entgasung des Bioschlamms kann aber auch gefördert werden, wenn der gemeinsam mit dem Abwasser abgeführte Bioschlamm zur Entgasung Zentrifugalkräften ausgesetzt wird. Dabei können über die Zentrifugalkräfte auch Scherkräfte erzeugt werden.
Auf jeden Fall sollten die Scher- bzw. Zentrifugalkräfte nur so groß sein, dass zwar die äußeren Schichten des Bioschlamms (Pellets) betroffen sind, aber die Pellets nicht zerstört werden.
Ursache für die Behinderung der Gasabgabe sind oft Gasblasen innerhalb der Pellets oder unter einer Haut bzw. Schicht, die sich um die Pellets herum bildet. Diese Schichten bzw. Häute können von im Abwasser enthaltenen Polymeren oder auch von den Bakterien selbst gebildet werden.
Die so entgasten Pellets können problemlos mit davon abgelösten Bestandteilen über geeignete und hinreichend bekannte Einrichtungen, wie Siebe o.ä. zurückgehalten und beispielsweise über eine scherarme Pumpe wieder in den Reaktorbehälter zurückgeführt werden.
Die Entgasung und Separierung des Bioschlamms kann dabei mittels eines Hydrozyklons erfolgen. Hierzu werden das aus dem Reaktorbehälter abgeführte Abwasser in den Hydrozyklon geleitet und dabei anfallende Schwerteile zumindest teilweise in den Reaktorbehälter zurückgeführt.
Hydrozyklone sind gut geeignet, um durch Zentrifugalkräfte Schwerteile (Bioschlamm) und Leichtteile (Abwasser) zu konzentrieren und über den Auslauf bzw. den Abscheider getrennt abzuleiten. Zur Bildung der Rotationsströmung innerhalb des Hydrozyklons kann der hydrostatische Druck am Auslauf des Reaktorbehälters genutzt werden.
Diese Art der Entgasung und Separierung hat außerdem den Vorteil, dass flockiger Bioschlamm, der normalerweise nicht im Reaktor gewünscht wird, als Leichtteil mit dem Abwasser weitergeleitet wird.
Zur Bildung ausreichender Zentrifugalkräfte sollte der Innendurchmesser des Hydrozyklons größer als 20 cm, vorzugsweise größer als 25 cm sein.
Alternativ kann die Separierung des Bioschlamms auch mit Hilfe eines Siebes erfolgen, durch welches das aus dem Reaktorbehälter abgeführte Abwasser geleitet wird. Die durch das Zurückhalten des Bioschlamms am Sieb entstehenden Scherkräfte können mitunter bereits für eine Entgasung ausreichen. In diesem Fall kann das dabei anfallende Rejekt ohne weitere Behandlung zumindest teilweise in den Reaktorbehälter zurückgeführt werden. Meist sind jedoch größere Kräfte für die Entgasung des Bioschlamms erforderlich, weshalb das Sieb Teil eines Sortierers, insbesondere eines Drucksortierers sein sollte. Dabei wird in dem Sortierer auf der Zulaufseite des Siebes über einen Rotor eine Rotationsströmung erzeugt wird, welche zur Bildung entsprechender Zentrifugalkräfte führt.
Im Ergebnis gelangt das Abwasser durch das Sieb, während der infolge der Zentrifugal- und Scherkräfte entgaste Bioschlamm am Sieb zurückgehalten und in den Reaktorbehälter zurückgefördert werden kann. Als weitere Alternative kann das aus dem Reaktorbehälter geführte Abwasser zur Entgasung des mitgeführten Bioschlamms durch eine Kreiselpumpe geleitet werden. Auch hier führt die Rotationsströmung in der Kreiselpumpe zur Bildung ausreichend hoher Zentrifugalkräfte ohne den Bioschlamm zu zerstören. Der so entgaste Bioschlamm kann dann in einer folgenden Behandlungseinheit des Abwassers abgeschieden und zumindest teilweise in den Reaktorbehälter zurückgeführt werden.
Mit Vorteil kann die folgende Behandlungseinheit zur Abscheidung des Bioschlamms von der Sedimentation gebildet werden, in der sich der Bioschlamm absetzt. Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch einen Reaktorbehälter 3;
Figur 2: ein Anlagenteilschema zur Abwasserbehandlung und
Figur 3: ein anderes Anlagenteilschema.
Der in Figur 1 dargestellte Bioreaktor umfasst einen Reaktorbehälter 3, der in seinem mittleren und oberen Teil zylindrisch ausgestaltet ist und sich in seinem unteren Teil nach unten konisch verjüngt. lm unteren Teil des Reaktors, d.h. im Trichter ist das Zulauf-Verteilsystem 4 zur Zuführung des zu reinigenden Abwassers 1 untergebracht.
In dem mittleren und oberen Reaktorbehälter 3 befinden sich zwei Abscheider 6. Diese Abscheider 6 können jeweils mehrere Gashauben oder sogar mehrere Lagen an Gashauben besitzen.
Oberhalb des oberen Abscheiders 6 befinden sich Abläufe jeweils in Form eines Überlaufs 5, über welche das gereinigte Abwasser 1 aus dem Reaktorbehälter 3 abgezogen wird.
Auf dem Reaktorbehälter 3 ist eine Gastrenneinrichtung 14 angeordnet, die mit den beiden Abscheidern 6 über die Leitungen 13 verbunden ist. Zudem führt von dem Boden der Gastrenneinrichtung 14 eine Sinkleitung 12 in den unteren Teil des Reaktorbehälters 3.
Des Weiteren befindet sich im unteren Teil des Reaktorbehälters 3, nämlich im unteren Teil des Trichters, ein Sedimentabzug 15, wobei über den Sedimentabzug 15 Feststoffe bzw. eine Suspension aus Feststoff und Flüssigkeit aus dem Reaktorbehälter 3 abgezogen werden können und über den Zulauf 4 Flüssigkeit zum Spülen des unteren Reaktorbehälterteils eingeführt werden kann.
Das Zulauf-Verteilsystem 4 wird von einer Vielzahl von Zuläufen 4 gebildet, die gleichmäßig am Boden des Reaktorbehälters 3, hier der Innenwand des Trichters angeordnet sind und das zu reinigende Abwasser 1 in den Reaktorbehälter 3 führen.
Eine hohe Anzahl an steuerbaren Zulauf-Leitungen 4 erlaubt es dabei die Verteilung des zugeführten Abwassers 1 am Boden des Reaktorbehälters 3 einzustellen.
Beim Betrieb des Reaktors wird über die Zuläufe 4 zu reinigendes Abwasser 1 in den Reaktorbehälter 3 eingeführt, wobei es zu einer innigen Vermischung zwischen dem zugeführten Abwasser 1 und dem im Reaktor befindlichen Medium kommt, welches aus bereits teilweise gereinigtem Abwasser 1 , Bioschlamm 2 (Mikroorganismenpellets) und kleinen Gasbläschen besteht.
Das eingeführte Abwasser 1 strömt von den Zuläufen 4 in dem Reaktorbehälter 3 langsam aufwärts, bis es in den mikroorganismenhaltigen Bioschlamm 2 gelangt. Die in dem Bioschlamm 2 enthaltenen Mikroorganismen zersetzen die in dem Abwasser 1 enthaltenen organischen Verunreinigungen hauptsächlich zu Methan und Kohlendioxidgas. Durch die erzeugten Gase entstehen Gasbläschen, von denen sich die größeren von dem Bioschlamm 2 ablösen und in Form von Gasblasen durch das Medium perlen, wohingegen kleine Gasbläschen an dem Bioschlamm 2(Pellets) haften bleiben. Diejenigen Pellets, an denen kleine Gasbläschen anhaften und welche daher ein geringeres spezifisches Gewicht als die anderen Pellets und das Wasser aufweisen, steigen in dem Reaktorbehälter 3 auf, bis sie den unteren Abscheider 6 erreichen.
Die freien Gasbläschen fangen sich in den Gashauben des Abscheiders 6 und bilden ein Gaspolster.
Das in den Gashauben gesammelte Gas sowie Pellets und Wasser aus der Flotationsschicht werden gegebenenfalls über eine nicht dargestellte Mischkammer miteinander vermischt und über die Leitung 13 in die Gastrenneinrichtung 14 geführt.
Das Wasser, die aufsteigenden Pellets und die Gasblasen, die nicht bereits in dem unteren Abscheider 6 abgetrennt wurden, steigen in dem Reaktorbehälter 3 weiter nach oben bis zu dem oberen Abscheider 6.
Aufgrund der Abnahme des hydrostatischen Drucks zwischen dem unteren und dem oberen Abscheider 6 lösen sich weitere kleine Gasbläschen von den zum oberen Abscheider gelangten Mikroorganismenpellets ab, so dass das spezifische Gewicht der Pellets wieder zunimmt und die Pellets nach unten sinken.
Die restlichen Gasblasen werden in dem oberen Abscheider 6 aufgefangen und über die Leitung 13 in die Gastrenneinrichtung 14 geführt.
Das nunmehr gereinigte Abwasser 1 steigt vom oberen Abscheider 6 weiter nach oben, bis es über die Überläufe 5 aus dem Reaktorbehälter 3 abgezogen und durch eine Ablaufleitung abgeleitet wird.
In der Gastrenneinrichtung 14 trennt sich das Gas von dem restlichen Wasser und den Mikroorganismenpellets, wobei die Suspension aus Pellets und dem Abwasser 1 über die Sinkleitung 12 in den Reaktorbehälter 3 rezirkuliert wird. Dabei mündet die Austrittsöffnung der Sinkleitung 12 in den unteren Teil des Reaktorbehälters 3, wo die rückgeführte Suspension aus Pellets und Abwasser 1 mit dem, dem Reaktor über die Zuläufe 4 zugeführten Abwasser 1 vermischt wird, wonach der Kreislauf von neuem beginnt.
Über den Sedimentabzug 15 kann das sich an der Spitze des Reaktorbehälters 3 sammelnde, kalkreiche Sediment je nach Bedarf kontinuierlich oder chargenweise aus dem Reaktor abgezogen werden.
Trotz der Abscheider 6 und der internen Rezirkulation über die Gastrenneinrichtung 14 kommt es vor, dass mit dem behandelten Abwasser 1 auch Bioschlamm 2 aus dem Reaktorbehälter 3 abgeführt wird.
Wie bereits ausgeführt, hat dies seine Ursache in dem im oder am Bioschlamm 2 haftenden Gas, welches das spezifische Gewicht des Bioschlamms 2 auf unter 1 kg/l verringern kann und so für das Aufschwimmen des Bioschlamms 2 im Reaktorbehälter 3 sorgt. Um der damit verbundenen Verringerung an Bioschlamm 2 im Reaktorbehälter 3 zu begegnen, erfolgt daher eine Separierung, Entgasung und Ruckführung des mit dem Abwasser 1 aus dem Reaktorbehälter 3 ausgeschleusten Bioschlamms 2. Bei der Anlage gemäß Figur 2 wird das Abwasser 1 des Reaktorbehälters 3 hierzu in einen Hydrozyklon 7 oder einen Drucksortierer 8 geführt. In beiden Vorrichtungen rotiert das Abwasser 1 , was zur Bildung von Zentrifugal- und Scherkräften führt. Diese Kräfte bewirken das Aufreißen oder Entfernen von Schichten am Bioschlamm 2, die die Gasabgabe behindern.
Während im Hydrozyklon 7 es durch die Zentrifugalkräfte zu einer Aufteilung in Schwer- (Bioschlamm 2) und Leichtteile (Abwasser 1 ) kommt, erfolgt die Trennung dieser beim Sortierer 8 mittels Sieb.
Der Einsatz eines Hydrozyklons 7 bietet den Vorteil, dass der Vordruck des Abwassers 1 für die Erzeugung der Strömung im Hydrozyklon 7 genutzt werden kann. Um die erforderlichen Kräfte zu erzeugen, sollte der Innendurchmesser des Hydrozyklons 7 größer als 20 cm sein.
Beim Sortierer 8 werden die Zentrifugal- und Scherkräfte über einen Rotor erzeugt, der auf der Zulaufseite des meist zylindrischen Siebes vorhanden ist. Während das Abwasser 1 gemeinsam mit flockigem Bioschlamm 2 das Sieb passiert, wird der aktive Bioschlamm 2 am Sieb zurückgehalten und kann von diesem mit dem Rotor weggeräumt werden.
In beiden Fällen erfolgt die Entgasung gleichzeitig mit der Separierung des Bioschlamms 2 vom Abwasser 1 . Während das Abwasser 1 weiter behandelt werden kann, wird der Bioschlamm 2 gegebenenfalls über eine scherarme Pumpe 1 1 in den Reaktorbehälter 3 zurückgeführt.
Im Unterschied hierzu wird bei Figur 3 das Abwasser 1 aus dem Reaktorbehälter 3 durch eine Kreiselpumpe 9 geleitet. Auch hier werden über Rotation Zentrifugalkräfte erzeugt, die die Entgasung des Bioschlamms 2 erleichtern oder ermöglichen. Allerdings erfolgt die Separierung des Bioschlannnns 2 erst in einer folgenden Behandlungseinheit 10 hier in Form der Sedimentation.
In dieser Behandlungseinheit 10 setzt sich der entgaste und damit relativ schwere Bioschlamm 2 am Boden ab und kann von dort mittels scherarmer Pumpe 1 1 zum Reaktorbehälter 3 zurückgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung mittels anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamms (2), wobei sich der Bioschlamm (2) in einem Reaktorbehälter (3) befindet, das Abwasser (1 ) unterhalb des Bioschlamms (2) zugeführt wird, den Bioschlamm (2) von unten nach oben durchströmt und oberhalb des Bioschlamms (2) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsam mit dem Abwasser (1 ) aus dem Reaktorbehälter (3) abgeführter Bioschlamm (2) entgast und zumindest teilweise in den Reaktorbehälter (3) zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsam mit dem Abwasser (1 ) abgeführte Bioschlamm (2) zur Entgasung Scherkräften ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
gemeinsam mit dem Abwasser (1 ) abgeführte Bioschlamm (2) zur Entgasung Zentrifugalkräften ausgesetzt wird.
4. Anlage zur biologischen, anaeroben Abwasserreinigung umfassend einen
Reaktorbehälter (3), welcher anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamm (2) enthält und im unteren Teil wenigstens einen Zulauf (4) für das zu reinigende Abwasser (1 ) und im oberen Teil wenigstens einen Überlauf (5) zur Abfuhr des Abwassers (1 ) sowie wenigstens einen Abscheider (6) zur Trennung zumindest des bei der Abwasserreinigung entstehenden Biogases von dem gereinigten Abwasser (1 ) aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Reaktorbehälter (3) abgeführte Abwasser (1 ) in einen Hydrozyklon (7) geleitet und dabei anfallende Schwerteile zumindest teilweise in den Reaktorbehälter (3) zurückgeführt werden.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Hydrozyklons (7) größer als 20 cm, vorzugsweise größer als 25 cm ist.
6. Anlage zur biologischen, anaeroben Abwasserreinigung umfassend einen
Reaktorbehälter (3), welcher anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamm (2) enthält und im unteren Teil wenigstens einen Zulauf (4) für das zu reinigende Abwasser (1 ) und im oberen Teil wenigstens einen Überlauf (5) zur Abfuhr des Abwassers (1 ) sowie wenigstens einen Abscheider (6) zur Trennung zumindest des bei der Abwasserreinigung entstehenden Biogases von dem gereinigten Abwasser (1 ) aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Reaktorbehälter (3) abgeführte Abwasser (1 ) durch ein Sieb geleitet und dabei anfallendes Rejekt zumindest teilweise in den Reaktorbehälter (3) zurückgeführt werden.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb Teil eines
Sortierers (8) ist, in dem auf der Zulaufseite des Siebes über einen Rotor eine Rotationsströmung erzeugt wird.
8. Anlage zur biologischen, anaeroben Abwasserreinigung umfassend einen
Reaktorbehälter (3), welcher anaerobe Mikroorganismen aufweisenden Bioschlamm (2) enthält und im unteren Teil wenigstens einen Zulauf (4) für das zu reinigende Abwasser (1 ) und im oberen Teil wenigstens einen Überlauf (5) zur Abfuhr des Abwassers (1 ) sowie wenigstens einen Abscheider (6) zur Trennung zumindest des bei der Abwasserreinigung entstehenden Biogases von dem gereinigten Abwasser (1 ) aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem
Reaktorbehälter (3) abgeführte Abwasser (1 ) zur Entgasung des mitgeführten Bioschlamms (2) durch eine Kreiselpumpe (9) geleitet und der entgaste Bioschlamm (2) in einer folgenden Behandlungseinheit (10) des Abwasser (1 ) abgeschieden und zumindest teilweise in den Reaktorbehälter (3) zurückgeführt wird.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die folgende
Behandlungseinheit (10) zur Abscheidung des Bioschlamms (2) von der Sedimentation gebildet wird.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112016009051B1 (pt) 2013-10-22 2022-11-01 Renewable Fibers LLC dba RF WasteWater, LLC Sistema para tratar um fluido e método para reduzir a concentração de uma ou mais substâncias presentes em um fluido
JP6545717B2 (ja) * 2014-05-21 2019-07-17 ヌヴォダ エルエルシー バイオフィルム材、処理システム、および処理の方法
DE102017001093A1 (de) 2016-04-07 2017-10-26 Entex Rust & Mitschke Gmbh Entgasen bei der Extrusion von Kunststoffen mit Filterscheiben aus Sintermetall
DE102015001167A1 (de) 2015-02-02 2016-08-04 Entex Rust & Mitschke Gmbh Entgasen bei der Extrusion von Kunststoffen
DE102017004563A1 (de) 2017-03-05 2018-09-06 Entex Rust & Mitschke Gmbh Entgasen beim Extrudieren von Polymeren
CN107601664A (zh) * 2017-10-30 2018-01-19 北京建工金源环保发展股份有限公司 新型循环膨胀污泥床厌氧反应器
DE102018001412A1 (de) 2017-12-11 2019-06-13 Entex Rust & Mitschke Gmbh Entgasen beim Extrudieren von Stoffen, vorzugsweise von Kunststoffen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1487789A (en) * 1974-01-22 1977-10-05 Ontario Research Foundation Adsorption-biooxidation treatment of waste waters to remove contaminants therefrom
DE3150073A1 (de) * 1981-12-17 1983-06-23 Bill B. 77015 Houston Tex. Trautwein Transportfaehige reinigungsanlage zum abscheiden von festkoerperteilchen und partikeln aus einem wasservorrat und verfahren zum abscheiden
DE3469511D1 (en) * 1984-06-02 1988-04-07 Sulzer Ag Process and apparatus for the separation of biomass and inorganic components from the methane reactor sludge of an anaerobic waste water treatment plant
NL8402337A (nl) 1984-07-24 1986-02-17 Pacques Bv Anaerobe zuiveringsinrichting, alsmede werkwijze voor het anaeroob fermenteren van afvalwater.
CH669783A5 (en) * 1987-04-21 1989-04-14 Sulzer Ag Recovering biomass carrier material - by inactivation of biomass and separating from biomass by specific gravity
DE4042223A1 (de) * 1990-12-29 1992-07-02 Pwa Industriepapier Gmbh Reaktor und verfahren zur kontinuierlichen mechanischen und anaerob biologischen reinigung feststoffhaltigen abwassers
DE19815616A1 (de) 1998-04-07 1999-10-14 Zeppelin Silo & Apptech Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser
CN2844107Y (zh) * 2005-09-19 2006-12-06 江南大学 一种高效产沼气的高浓度废水处理装置
DE102005063228B4 (de) * 2005-12-23 2010-01-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anaerobe Reinigung von Abwasser
US20110036771A1 (en) * 2007-01-09 2011-02-17 Steven Woodard Ballasted anaerobic system and method for treating wastewater
US7445713B1 (en) * 2007-06-22 2008-11-04 Niels Holm Method and facility for treating sludges
DE102009037953A1 (de) * 2009-08-18 2011-03-03 Voith Patent Gmbh Reaktor
EP2404879A1 (de) * 2010-07-08 2012-01-11 Paques IP. B.V. Reiniger mit einer Feststofftrennungsvorrichtung und Verfahren zur Abwasserreinigung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2014012817A1 *

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CN104470859A (zh) 2015-03-25
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