NL7908138A

NL7908138A - Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager.

Info

Publication number: NL7908138A
Application number: NL7908138A
Authority: NL
Original assignee: Gist Brocades Nv
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1981-06-01
Also published as: US4560479A; IE53571B1; US4655924A; DK155800C; ES494349A0; FR2469453B1; JPS5682092A; EP0028846A1; DK329680A; PT71649B; LU82688A1; DE3072059D1; JPS626799B2; ES8103715A1; BE884669A; ATE31290T1; GR69869B; DK155800B; IE801797L; EP0028846B1

Description

*

Gist-Brocades N.V.

Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager.

Aanvraagster noemt als uitvinder Joseph Johannes Heijnen te * s-Gravenhage.

Λ

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager onder turbulente condities.

In de praktijk wordt een aantal biologische processen 5 toegepast op het gebied van afvalwaterzuivering, waarbij de con- 3 versiesnelheid per m reactorruimte laag is vanwege het feit, dat de biomassaconcentratie, die in de reactor kan worden bereikt, laag is. Deze processen zijn onder andere: - biologische aerobe afvalwaterzuivering voor de verlaging van 10 COD in een continu doorstroomde reactor, - biologische aerobe nitrificatie in een continu doorstroomde reactor, - biologische anaerobe afvalwaterzuivering voor de verlaging van COD in een continu doorstroomde reactor, 15 - biologische anaerobe denitrificatie in een continu doorstroomde reactor.

o

Typische biomassaconcentraties zijn 1-3 kg/nr en typische Λ conversiesnelheden zijn 0,1-3 kg COD/ίη . dag.

De oorzaak van de lage biomassaconcentratie in deze pro-20 cessen is toe te schrijven aan de zeer lage bezinksnelheid van micro-organismen, waardoor in een continu doorstroomde reactor voortdurende afvoer van deze micro-organismen uit de reactor plaatsvindt.

In de praktijk worden deze uit de reactor gespoelde micro-25 organismen afgescheiden door bezinken, filtreren of centrifugeren en vervolgens naar de reactor teruggevoerd. Deze scheidingstechnieken zijn echter duur (centrifuge) of hebben hun specifieke beperkingen (bijvoorbeeld drijvend slib in de bezinkbakken).

Een tweede belangrijk punt naast de lage conversiesnel- 3 30 heid per m reactorruimte is bij bovengenoemde aerobe biologische 79 fl 8 1 3 8 *· % - 2 - processen het feit, dat een gedeelte van de energie, die door de micro-organismen uit het aangeboden substraat vordt gewonnen, wordt gebruikt voor de vorming van nieuwe micro-organismen. Dit leidt tot het probleem van grote hoeveelheden surplus-biomassa, 5 die uit het reactorsysteem moeten worden afgevoerd en vervolgens vernietigd.

Nu is het bekend, dat de vorming van surplus-biomassa kan worden voorkomen door de micro-organismen juist die hoeveelheid substraat aan te bieden, die nodig is voor de maintenance-proces- Λ 10 sen in het micro-organisme. Deze hoeveelheid is echter erg laag, zodat bij de lage biomassaconcentraties, die in bovengenoemde processen haalbaar zijn, de vloeistofverblijftijd onacceptabel lang wordt. Deze verblijftijd kan echter sterk worden teruggebracht door te zorgen voor een hoge biomassaconcentratie in de 15 reactor.

Een geheel ander type biologisch proces, waarbij de con-3 versie per m reactorvolume laag is, is een proces, waarbij door de micro-organismen een gewenst produkt wordt afgescheiden, dat bij hoge concentratie zijn eigen produktiesnelheid remt. Een voor-20 beeld daarvan is de vorming van ethanol uit koolhydraat. De pro- duktremming leidt tot lage conversiesnelheden per kg biomassa.

3

Hoge conversie-snelheden per m reactorruimte kunnen dan alleen worden bereikt door het opvoeren van de biomassa-concentratie in de reactor.

25 Uit het voorafgaande is.het duidelijk, dat het bereiken van een hoge biomassaconcentratie noodzakelijk is voor het bereiken van hoge conversie-snelheden in biologische processen en dat deze hoge biomassaconcentratie tevens noodzakelijk is om het probleem van surplus-biomassaproduktie te elimineren.

30 Een zeer veelbelovende methode voor het bereiken van een hoge biomassaconcentratie in de reactor is het hechten van biomassa aan een drager. Als de bezinksnelheid van met biomassa begroeide drager groter is dan de vloeistofsnelheid aan de reactor-uitlaat, wordt de biomassa-op-drager niet uitgespoeld. Voor het 35 bereiken van een hoge biomassaconcentratie is het dus noodzakelijk, dat de begroeide drager een hoge bezinksnelheid heeft. Tevens kan nog worden gesteld, dat de biomassa aan de drager moet blijven hechten onder condities van hoge shear-krachten. In verband met de 7908138 * * - 3 - sterk verhoogde conversie-snelheden, die bereikbaar zijn door de hoge biomassaconcentratie in de reactor, vorden immers zeer hoge eisen gesteld aan de transportcapaciteit in de reactor. Bij de aerobe afvalwaterreiniging moet bijvoorbeeld veel sneller 0vorden 5 overgedragen; bij de anaerobe afvalwaterzuivering moet veel sneller CH^ en COg vorden afgevoerd. De variaties in pH, substraatconcen-traties, temperatuur of toxische stofconcentratie van een afvalwater, dat in de reactor wordt geleid, moeten veel sneller vorden afgevlakt door een adequate vloeistofmenging.

TO Deze verhoogde transportcapaciteiten kunnen alleen worden bereikt door veel meer mechanische energie in de reactor te brengen, hetgeen gepaard gaat met sterk verhoogde shear-krachten in de reactor.

Het hechten van biomassa aan oppervlakken is een nauwe-15 lijks begrepen proces. Een overzicht van de kennis op dit gebied is te vinden in K.C. Marshall "The effect of surfaces on microbial activity", Water Pollution Microbiology 2 (1978) 51.

Er wordt onderscheid gemaakt tussen (l) Hechting van biomassa aan oppervlakken door zwakke 20 krachten (elektrostatische, Van der Waals en hydrofobe interacties). Deze hechting van biomassa is zo zwak, dat deze al wordt verstoord door zwakke shear-krachten, zoals die optreden in bijvoorbeeld stromend belucht water. Deze zelfde krachten zorgen voor de vlok-vorming van raicro-organismen, zie C.W.C. McGregor et al, "Factors 25 affecting the flocculation of bacteria by chemical additives",

Biot, and Bioeng. 11 (1969) 127 en M.W. Tenny et al, "Chemical and autoflocculation of microorganisms in biological waste water treatment", Biot, and Bioeng. 15 (1973) 1045.

De conclusie is, dat de hechting van raicro-organismen door 30 deze zwakke krachten verloren gaat bij het optreden van zwakke shear-krachten. Daar echter in biologische processen met sterk 3 verhoogde conversie-snelheid per m reactorvolume ook sterk verhoogde shear-krachten nodig zijn, is hechting van biomassa via deze soort krachten niet interessant.

35 (2) Hechting van biomassa aan oppervlakken door middel van slijmlagen. Deze hechting is sterker dan de hechting door bovenge -noemde zwakke krachten. In de praktijk is deze hechting welbekend en kan worden waargenomen in processen zoals: 7908138 * * - 4 - (a) Trickle filters, M.F. Kong et al, "Practical design equations for trickling filter process", Biot, and Bioeng. 21 (1979) 417, (b) Fluid-bed denitrificatie, J. S. Jeris et al, "High rate 5 biological denitrification using a granular fluidized bed", J. Vater

Poll. Contr. Fed. 46 (1974), 2118 en Nederlandse octrooiaanvrage 7308423.

(c) Fluid-bed BOD-verlaging, J.S. Jeris et al, "Biological fluidized bed treatment for BOD and nitrogen removal", J. Water 10 Poll. Contr. Fed. 49 (l977) 816 en Nederlandse octrooiaanvrage 7401957.

Een groot nadeel van al deze processen is, dat de biomassa bij het optreden van shear-krachten van de drager loslaat en uit de reactor wordt gespoeld. Zo wordt bijvoorbeeld bij de gefluidiseerde 15 bed-processen (b) en (c) ingeblazen lucht gebruikt om de biolagen los te maken teneinde dichtgroeien van de reactor te voorkomen.

Een tweede nadeel van de genoemde gefluidiseerde bed-tech-nieken is, dat er voor het bereiken van hoge conversie-snelheden hoge superficiële vloeistofsnelheden in de reactor worden vereist.

20 Om de drager-deeltjes bij deze hoge vloeistofsnelheden in de reactor te houden, is het noodzakelijk een, relatief grote diameter van de dragerdeeltjes te kiezen, van de orde van grootte van 1 nun. De bio-laag, die zich onder lage shear-omstandigheden aan de drager hecht, is dan ook van de orde van 1 mm dik.

25 Volgens B. Atkinson et al, "Diffusion effects within micro bial films", Transact. Instn, Chem. Eng. 48 (1970), T245 en P. Harremoes, "Biofilm kinetics", Water Pollution Microbiol. 2 (1978), 71 treedt echter in films met een dikte van meer dan 200 pm diffusielimitering op.

30 Een ander nadeel van bovengenoemde gefluidiseerde bed- processen is, dat de beluchting niet door middel van het inblazen van lucht plaats kan vinden in verband met de daardoor optredende shear-krachten. De aeratie moet dan plaats vinden door 0^ vooraf in het water op te lossen. Bij afvalwaters, zoals die bijvoorbeeld 35 door de industrie geproduceerd worden, en die hoge COD-concentra-ties hebben, leidt dit tot de noodzaak om gigantische hoeveelheden vloeistof naar de reactor te recirculeren. De verhouding tussen circulatie-debiet en vers afvalwater-debiet bij een afvalwater met een BOD-concentratie van 3500 mg/l is zelfs bij gebruik van zuivere 7908138 * * - 5 - O£ nog altijd 60 (l.P. Becker, "Das Oxytron-System, ein neues biologisches Abwasserreinigungsverfahren fflr den BSB^-Abbau sovie zttr Hitrifikation und Denitrifikation", C.I.T. 51 (1979) 549).

Ben verder nadeel van het gefluidiseerde bed-proces is, 5 dat er een range van superficiSle vloeistofsnelheden is, waarbinnen het proces kan functioneren. Dit betekent, dat de up-scaling nood* zakelijkervijs in de breedte moet gebeuren. Het is echter wenselijk, bijvoorbeeld in verband met aeratie, plaatsgebrek, de kleinere hoeveelheid afgas uit de reactor, en stank om minder afgas behande-10 len en'de up-scaling in de hoogte uit te voeren.

Tenslotte is een nadeel van gefluidiseerde bed-processen, dat er door het vereiste van lage shear-krachten nauwelijks turbulentie in de reactor mag optreden, waardoor er een plugflow-stroming van de vloeistof door de reactor ontstaat. Deze plugflow is zeer 15 nadelig, indien er water met sterk wisselende samenstelling in pH, temperatuur, substraatconcentratie, toxische stoffen, enzovoorts in de reactor wordt gevoerd.

Globaal kan uit het bovenstaande worden geconcludeerd, dat biomassa op drager in biologische processen, waarbij biomassa op 20 drager wordt gebruikt, is, dat deze processen alleen werken onder condities van lage shear-krachten.

Daarnaast bestaat er slechts schaarse informatie omtrent de condities die voor de vorming van een biomassalaag op een drager nodig zijn. Het dragermateriaal wordt door sommigen als essenti-25 eel beschouwd (D.W. Levine et al, "Optimisation of growth surface parameters in microcarrier culture", Biot, and Bioeng. 21 (1979) 821). Bij de bestaande fluidized bed-technieken wordt het fluidi-seren als essentiSel beschouwd voor het vormen van een biolaag op de gefluidiseerde drager.

30 Aangezien het gebruik van biomassa op drager essentiSel is voor het bereiken van een hoge biomassaconcentratie in de reactor voor tal van biologische processen, werd nu overwogen een werkwijze te ontwikkelen om voor een willekeurig biologisch proces de biomassa op een drager te hechten onder condities van hoge shear.

35 Daarom is het een doel van de uitvinding een werkwijze te verschaffen voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager onder condities van hoge shear-krachten, waarbij de hierboven geschetste nadelen niet optreden.

7908138 4 y - 6 -

Pogingen, die daartoe werden ondernomen, zullen worden geïllustreerd aan de hand van een proces om afvalwater met een hoog COD-gehalte aëroob te zuiveren met met behulp van aëroob actief slib op drager.

5 Daartoe werd aanvankelijk een proefserie opgezet om na te gaan of fluidisatie op zich of de aard van het dragermateriaal essentiëel zijn voor het aangroeien van aëroob actief slib op drager. De proeven werden uitgevoerd in een kolomreactor met een hoogte^ van 6 m en een diameter van 25 cm. De temperatuur was 40 *C 10 en de pH-waarde werd tussen 6,5 en 8,0 geregeld. Lucht werd via een stervormige blazer onder in de kolom geblazen. Het lucht-debiet

O

werd gevarieerd tussen 0,7 en 19,2 Nnr/h. Dit komt overeen met een superficiSle gassnelheid van 0,38-11 cm/s. Onder deze condities is de vermogensdissipatie 38-1100 w/m . Bij luchtgiften van 2 cm/s en 15 meer was de vloeistofbeweging in de kolom sterk turbulent. Afvalwater werd onder in de kolom geleid met een debiet van 25 l/h. Dit betekent een vloeistofverblijftijd van 11 h in de kolom.

De COD-concentratie van het afvalwater varieerde van dag tot dag met als uiterste grenzen 3000 en 12000 mg COD/l, doch was 20 tevoren ontdaan van eventuele gesuspendeerde organische stof.

Achtereenvolgens werd gebruik gemaakt van de volgende dr ag erm at er i al en: - riviergrint, korrelgrootte 0,8-1,2 ram, - zilverzand, korrelgrootte 0,1-0,3 mm, 25 - glasballotini, korrelgrootte 0,25-0,32 mm, - glasballotini, korrelgrootte 0,1-0,12 mm, - actieve kool, korrelgrootte 0,25-1 mm en - Eiffel-lava, korrelgrootte < 1 mm.

Met deze dragermaterialen werd een groot gebied van flui-30 disatiepatronen bestreken van geheel geen fluidisatie tot goede fluidisatie. Tevens werd op deze wijze een flink aantal dragersoor-ten beproefd. Elk dragermateriaal werd 2 a 3 weken in de kolom beproefd op aangroeiing. Alle proeven in deze serie hadden echter het teleurstellende resultaat, dat er geen aangroei van actief aëroob 35 slib plaatsvond, zodat daaruit werd geconcludeerd, dat de aard van de drager en het al of niet fluidiseren daarvan geen essentiële factoren zijn voor het laten hechten van actief aëroob slib op drager.

7908138 - 7 -

Vervolgens werd een proevenserie opgezet, waarbij de vloeistofverblijftijd in de reactor tot circa 20 minuten werd teruggebracht door tevens een aanzienlijke hoeveelheid leidingwater in de kolom te brengen. Deze proeven werden uitgevoerd met 5 het zilverzand, zoals in het hiernavolgende voorbeeld is uiteengezet* Nu bleek er wel degelijk sprake te zijn van een zelfs zeer goede aangroei van aëroob actief slib op het zand.

Dit verschijnsel zou nu op de volgende wijze kunnen worden verklaard. Het ruwe afvalwater, dat in de kolom wordt geleid, be-10 vat tal van micro-organismen, waarvan er een aantal zijn, die de gewenste hechtende eigenschappen vertonen aan de drager in de reactor onder de shear-condities, die in de kolom heersen en tevens in staat zijn, de verontreinigingen in het afvalwater af te breken. Het probleem om deze gewenste micro-organismen te verkrijgen, 15 komt dan neer op het aanleggen van zodanige condities in de kolom, dat alle niet-gewenste micro-organismen uit de kolom worden gespoeld. Dit kan door het aanleggen van een vloeistofverblijftijd in de kolom, die korter is dan de reciproke maximum-groeisnelheid van de niet—hechtende micro-organismen. De micro—organismen die 20 aan de drager kunnen hechten, worden dan niet overwoekerd door ée niet-hechtende micro-organismen. Zij hechten zich dan aan de drager, waardoor ze niet uit de kolom worden gespoeld, en kunnen het substraat consumeren, dat ter beschikking blijft van de hechtende micro-organismen, aangezien de niet-hechtende micro-organismen niet 25 de tijd krijgen om het substraat te consumeren.

Deze theoretische verklaring maakt het dan ook duidelijk, waarom de aanvankelijke proevenserie mislukte. De daarin toegepaste vloeistofverblijftijd van 11 uur is namelijk veel langer dan de reciproke maximum groeisnelheid van de micro-organismen, die ge-30 woonlijk in het afvalwater aanwezig zijn. Die bedraagt namelijk circa 3 uur. Dat betekent, dat in deze aanvankelijke proevenserie alle, dus ook de niet-hechtende, micro-organismen gemakkelijk in de kolom kunnen groeien en substraat kunnen verbruiken. Hechtende micro-organismen zijn ten opzichte van de micro-organismen in sus-35 pensie echter in het nadeel door het optreden van weerstanden in het transport van substraat naar het dragerdeeltje. Onder condities van lange verblijftijd van de vloeistof in de reactor wordt dus praktisch alle substraat geconsumeerd door de niet-hechtende micro- 7908138 - 8 - organismen in suspensie, waardoor de aanwezige hechtende micro-organismen niet de kans krijgen te groeien.

Bij het aanleggen van een zodanig korte verblijftijd van de vloeistof in de reactor, dat de niet-hechtende micro-organismen 5 worden uitgespoeld, blijft het substraat ter beschikking van de hechtende micro-organismen, die zich daarmee dan vlot kunnen vermenigvuldigen.

De uitvinding verschaft dan ook een werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager onder turbu- Λ 10 lente condities, met het kenmerk, dat men de drager in een continu doorstroomde reactieruimte onder die turbulente condities in contact brengt met een voldoend uitgebreide flora van micro-organismen en met het om te zetten substraat onder zodanige omstandigheden, dat de niet-hechtende micro-organismen zich niet in de reactor-1 5 ruimte kunnen ophopen. Deze omstandigheden kunnen worden verwezenlijkt door de verblijftijd van de vloeistof in de reactor korter te · kiezen, dan de reciproke maximum groeisnelheid van de niet-hechtende micro-organismen in de reactor.

Deze maximum groeisnelheid van de niet-hechtende micro-20 organismen is in het algemeen afhankelijk van het type substraat, van de temperatuur en van de substraatconcentratie in de kolom. Zo is bijvoorbeeld bekend, dat de maximum groeisnelheid volgens de Arrhenius-relatie met de temperatuur toeneemt. De groeisnelheid neemt af met de substraat-concentratie volgens de Michaelis-Menten-25 relatie. De vloeistofverblijftijd, waarbij de niet-hechtende micro-organismen worden uitgespoeld, zal dus voor elk systeem anders zijn. Als zeer grove indicatie kan echter worden gesteld, dat bij een temperatuur van 30-50*C een vloeistofverblijftijd in de reactor van 30 minuten of minder voldoende is om de niet-hechtende micro-30 organismen uit te spoelen.

De uitvinding verschaft ons voorts biomassa op drager, verkrijgbaar onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding.

Voorts verschaft de uitvinding een reactievat voor het uitvoeren van de werkwijze, met het kenmerk, dat het vat is voor-35 zien van middelen om de vloeistofverblijftijd en/of de substraat-concentratie in het reactievat te kiezen volgens de werkwijze volgens de uitvinding.

Er zijn diverse manieren om te voldoen aan de door de uitvinding opgelegde voorwaarde van een vloeistofverblijftijd 7908138 - 9 - korter dan de reciproke maximum groeisnelheid van het micro-orga-nisme in suspensie. Eén van de manieren is het sterk opvoeren van het vloeistof-debiet in de reactor. Een andere manier is het omlaag brengen van de groeisnelheid van de micro-organismen in sus-5 pensie door het sterk verlagen van de substraat-concentratie in de reactor, bijvoorbeeld tot 300 mg COD/l of lager bij 30-50*C.

De uitvinding kan worden toegepast op aerobe turbulente afvalwaterzuivering, doch kan bovendien worden toegepast op bijvoorbeeld anaerobe afvalwaterzuivering, nitrificatie, denitrifica-Ί0 tie en alcoholproductie.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij gebruik is gemaakt van een kolom zoals weergegeven in fig. 1 van de aangehechte tekeningen. Deze figuur toont een kolom 1 met een hoogte van 6 m en een diameter van 25 cm. Het 15 boveneinde van de kolom is voorzien van een ontgassingsorgaan 2 met een hoogte van 75 cm, welke is voorzien van een overloop 3 en een afgaspijp 4. Tevens is daarin een toevoer voor een anti—schuim-middel 5, aanwezig. Afvalwater wordt via punt 8 in de kolom gevoerd. Bij de bodem wordt tevens lucht ingeblazen via een achtpotige ster-20 blazer 9. Leidingwater kan via punt 10 in de kolom worden gevoerd. Een gedeelte van de kolom is uitgevoerd in glas. Een - niet weergegeven - zandvanger is achter de kolom geplaatst in de afvoerleiding voor het behandelde water.

Voorbeeld

Na het in de kolom storten van 40 kg zilverzand met een 25 korrelgrootte van 0,1-0,3 mm werd de kolom gevuld met leidingwater. Vervolgens werd met een debiet van 25 l/h via punt 8 afvalwater ingeleid. De temperatuur in de reactor bedroeg 40 *C en de pH-waarde van de vloeistof werd geregeld tussen 6,5 en 8,0. Via punt 10 werd leidingwater met een debiet van 660 l/h ingevoerd. De temperatuur 30 werd geregeld door middel van stoominjectie via punt 10. De lucht-

O

gift bedroeg bij een eerste proef 0,71 Nm /h (overeenkomend met β Q Λ 71 w/nr) en bij een tweede 4,2 Nnr/h (overeenkomend met 420 w/nr).

Bij beide proeven was binnen enkele dagen sterke aangroei van biomassa op het zand waarneembaar.

35 Van een aantal monsters van dit met biomassa aangegroeide zand, die op verschillende tijden uit de kolom werden genomen (monster a na de eerste dag van proef 1 en monsters b en c na de 7908138 4' - 10 - eerste en de tweede dag van proef 2) werd na grondig wassen met schoon water in een Eschweiler-fermentor van 6 1 een proef gedaan om de activiteit van het met biomassa aangegroeide zand te bepalen. De Eschweiler-fermentoren werden gevuld met 3 1 afvalwater en een 5 luchtgift van 200 l/h werd toegepast. Er werd geroerd met een snelheid van 200 omw/min met monster av en met een snelheid van 300 omw/min voor de monsters b en c. De temperatuur bedroeg steeds 40*C. De resultaten zijn weergegeven in de grafieken van de figuren 2 t/m 4 van de aangehechte tekening, waarin steeds de 0g-opname in 10 mmol/li is uitgezet tegen de reactietijd in h. De getrokken curve geeft de 0g-opname als functie van de tijd voor de fermentor die met begroeid zand werd geënt (25 ml voor monster a en 20 ml voor de monsters b en c). De gestreepte curve geeft de Og-opname voor de niet-geSnte fermentor (blanco). De Og-consumptie bij de blanco*s 1 5 gebeurt derhalve door groei van bacteriën, die van nature in het afvalwater aanwezig zijn.

Het is duidelijk, dat de met begroeid zand geënte fermen-tor-proeven direct een hoge Og-consumptie laten zien ten opzichte van de blanco-proeven. Tevens kan worden opgemerkt, dat de opper-20 vlakken van de curven voor de blanco-p roeven en voor de met begroeid zand geënte proeven globaal gelijk zijn, met andere woorden de totale Og-consumptie is globaal gelijk. Dit betekent, dat met het begroeide zand eenzelfde COD-verlaging van het afvalwater mogelijk is als met gesuspendeerd actief slib.

25 De monsters begroeid zand zijn voorts bacteriologisch ge analyseerd. Daaruit blijkt, dat er grote hoeveelheden micro-orga-nismen op het zand aanwezig zijn. Uit visuele waarneming blijkt, dat een zandkorrel met een diameter van 200 pm door begroeiing een een diameter krijg't van circa 300 pm, met andere woorden de biolaag 30 is circa 50 Pm dik. Bij deze laagdikte is geen diffusie-limitering te verwachten.

In de volgende tabel zijn nog enkele analyse-resultaten verzameld van de monsters actief aëroob slib op drager. Alle gegevens zijn betrokken op 1 1 gepakte begroeide zandkorreltjes in 35 water.

7908138 ' * - 11 - - "" Λ &

ο ί» P

is Po» n °· · S o. £ re η· « p ore ---- ar p o ri· re >η· a* » -» -» | wo rep « « <q a η· η σ\ ui \f+ o* f+ σ\ vo h a* s» '—'re <5 r* h· jo re

p. PP

IQ W <J

σ\ co 'j » w -» o on o> o\ p o -» VO 10 \ CQ σ h \ re

--o <Q

•O CLCQ 3 P

re p ω o p o <i re « h re η· oonvo hop P&

UI -* UI O

ma* re n r+ rt fï g

OH· P P

Hj CQ P.

re ω ---- rt r—v co ό vu o re

. o o CQ P P

ω -1 o jt O ON O t-* p. ^ h· re h —---- o *1 -> i ^ o a* p* > -i <1 CQ O rt _

_» ω \ö ? N B

·. « h re h·

vo ω ·. - Η- Μ H

• ~ · P· ^ ro ' re tr1

on -» ro cq <i P

« « ί ^ £U S

-» CO O H* 5 gj

P

I I I II I - «i —i p.

OHO

^ u ω re P 3 on cq ro ui on 4 su w - ui re ui ίο Ψ cq cr H O* 2

Η· \ P

0 OH· 1 3 w " - —— ....... to rt P< < < 'S _ p o ro »3 o H*i re cq g ar rt re 3 o rep re ui ui -P ia P· re

« « t rt ro H· P

on vo o opp

Ό Hj CQ „ W

<S Ό n no1 a 3 P η· a un o re

\P* Η H

q rt Ui CQ

η· p a

CQ CQ O

re o ————— . rt < < «♦ ore re

Si B

P. _ ren· o - - - pp - 00 -» IO CQ -f -L <ji C» * ö σ ° P H· » p. o ω OP | 79 0 8 1 3 8 f! re - 12 -

Uit de tabel blijkt, dat 1 1 begroeid zand circa 75 g biomassa droge stof bevat. Uit de verhouding van biolaag-volume en zandvolume van 1,2-1,8 han worden berekend, dat de begroeide zandkorrel 1,3-1,4 maal de diameter van de onbegroeide zandkorrel 5 heeft. Bij een gemiddelde korrel diameter van 200 |un betekent dat een diameter van 270 μια voor de begroeide zandkorrel. Dit komt redelijk overeen met de visuele waarneming.

Uit de grafieken 2 t/m 4 volgt een globale 02-opnamecapa- citeit van circa 9 mmol/h voor 20 ml begroeid zand. Voor de bio- * 9 10 massa betekent dit een 0 -opnamesnelheid van -? a c. 0,020 X /3 6 mmol Og/g.h. Dit is in redelijke overeenstemming met de maximale Og-opnamecapaciteit van gesuspendeerd slib van 8 mmol 02/g.h, gevonden bij andere proeven. Dit bevestigt de afwezigheid van diffusie-limitering.

15 Tevens volgt uit de gemeten N- en COD-concentraties vol gens de tabel, dat alle droge stof uit organisch materiaal bestaat. De verhouding tussen biolaagvolume en vluchtige droge stof is eveneens in overeenstemming met deze conclusie.

Voorts zij nog opgemerkt, dat het monster a pas is getest 20 na 2 dagen bewaren bij 5*C, zodat het waarschijnlijk lijkt, dat actief slib op drager gedurende langere tijd kan worden bewaard.

Uit een bezinkproef blijkt voorts, dat de bezinksnelheid van de begroeide zandkorrels circa 50 m/h bedraagt.

7908138

Claims

1. Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager onder turbulente condities, m e t h e t kenmerk , dat men de drager in een continu doorstroomde reactieruimte onder die turbulente condities in contact brengt met 5 een voldoend uitgebreide flora van micro-organismen en met het om te zetten substraat onder zodanige omstandigheden, dat de niet-hechtende micro-organismen zich niet in de reactorruimte kunnen ophopen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het k e n -10 merk, dat de in conclusie 1 genoemde omstandigheden worden bereikt door de vloeistofverblijftijd in de reactor korter te kiezen dan de reciproke maximum groeisnelheid in de reactor van de niet-hechtende micro-organismen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het ken-15 merk, dat men de vloeistofverblijftijd verkort door de substraatconcentratie in het reactievat te verlagen.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men de vloeistofverblijftijd bij een temperatuur van 30-50*C 30 minuten of korter neemt.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk , dat men de substraatconcentratie in het reactievat bij 30-50*C 300 mg COD/l of lager neemt.

6. Biomassa op drager, verkrijgbaar onder toepassing van de werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies.

7. Reactievat voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het vat is voorzien van middelen om de vloeistofverblijftijd en/of de substraatconcentratie in het reactievat te kiezen volgens de werkwijze van één of meer der conclusies 1-5. 7908138