NL9301792A

NL9301792A - Reactor for aerobic purification of waste water, and method for aerobic purification of waste water

Info

Publication number: NL9301792A
Application number: NL9301792A
Authority: NL
Original assignee: Biothane Systems Int Bv
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1995-05-01

Abstract

Reactor for aerobic purification (aerobic treatment) of waste water is provided with means for introducing oxygen, with a settler for the sludge, with means for introducing waste water to be purified, and with means for discharging purified waste water. Said reactor is characterized in that it is provided with an aerobic reactor compartment which is provided with means for conveying the waste water upwards through the reactor compartment (riser) and with means for recirculating waste water from said compartment to a reactor compartment in which the waste water flows downwards (downcomer). The settler is disposed in the downcomer, and the outlet for purified waste water from the settler is at a lower level than the said means for recirculating the waste water from the first reactor compartment. The settler is provided with an outlet for settled sludge, said outlet opening into the reactor compartment within which there is a downward flow. <IMAGE>

Description

Titel: Reactor voor het aëroob zuiveren van afvalwater en werkwijze voor het aëroob zuiveren van afvalwater.Title: Reactor for the aerobic treatment of waste water and method for the aerobic treatment of waste water.

De onderhavige aanvrage heeft betrekking op een reactor voor het aëroob zuiveren van afvalwater, alsmede op een werkwijze voor het aëroob zuiveren van afvalwater onder toepassing van een dergelijke reactor.The present application relates to a reactor for the aerobic treatment of waste water, as well as to a method for the aerobic treatment of waste water using such a reactor.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een reactor voor aerobe zuivering van afvalwater met behulp van biologisch actief slib, welke reactor voorzien is van middelen voor de toevoer van zuurstof, van middelen voor de toevoer van te zuiveren afvalwater, van middelen voor de afvoer van gezuiverd afvalwater en van een bezinker voor het slib, waarbij de circulatie en menging van het afvalwater in de reactor geschiedt door inbrengen van een gas, zoals lucht onderin de reactor.More particularly, the invention relates to a reactor for aerobic waste water purification using biologically active sludge, which reactor is provided with means for supplying oxygen, means for supplying waste water to be purified, and means for discharge of purified waste water and of a settler for the sludge, the circulation and mixing of the waste water in the reactor being effected by introducing a gas, such as air, at the bottom of the reactor.

Een mogelijke uitvoeringsvorm van een dergelijke reactor is de fluid bed reactor, ook wel aangeduid als airlift reactor, waarbij in hoofdzaak gebruik wordt gemaakt van slib op drager. Een fluid bed reactor bestaat uit ten minste twee reactorcompartimenten. De vloeistof doorstroomt het eerste reactorcompartiment opwaarts onder invloed van de ingebrachte lucht (rizer). Het tweede reactorcompartiment wordt neerwaarts doorstroomd (down-corner). De reactorcompartimenten staan aan de bovenzijde en de onderzijde met elkaar in verbinding.A possible embodiment of such a reactor is the fluid bed reactor, also referred to as an airlift reactor, in which use is mainly made of supported sludge. A fluid bed reactor consists of at least two reactor compartments. The liquid flows through the first reactor compartment upwards under the influence of the introduced air (rizer). The second reactor compartment is flowed downwards (down-corner). The reactor compartments are connected at the top and the bottom.

In conventionele fluid bed reactoren, waarvan in fig. 1 schematisch een tekening gegeven is, bevindt zich de bezinker boven de feitelijke reactieruimte. Door de aard van het te scheiden mengsel, gas/slib/afvalwater is de bezinker een zogenaamde drie-fasenscheider. In de eerste plaats dient namelijk het gas van de andere twee fasen gescheiden te worden, omdat gas de bezinking van slib verhindert. Vervolgens wordt de slibsuspensie in afvalwater via een aantal kanalen naar de eigenlijke bezinkruimte toegevoerd. Via de overloop van deze bezinkruimte wordt het gezuiverde afvalwater afgevoerd, terwijl vanuit de bodem van de bezinker bezonken slib teruggevoerd wordt naar de reactieruimte.In conventional fluid bed reactors, schematically illustrated in Figure 1, the settler is above the actual reaction space. Due to the nature of the mixture to be separated, gas / sludge / waste water, the settler is a so-called three-phase separator. In the first place, the gas must be separated from the other two phases, because gas prevents the settling of sludge. The sludge suspension in wastewater is then supplied via a number of channels to the actual settling space. The purified waste water is discharged via the overflow of this settling space, while sedimented sludge is returned from the bottom of the settler to the reaction space.

Het Europese octrooischrift 90 450 betreft de constructie van een afscheider voor toepassing bij fluid bed reactoren, welke afscheider geschikt is voor gebruik op grote schaal. De constructie die beschreven wordt in dit octrooischrift voor de afscheider komt in hoofdzaak overeen met de constructie zoals weergegeven in fig. 1.European patent 90 450 concerns the construction of a separator for use in fluid bed reactors, which separator is suitable for large-scale use. The construction described in this separator patent substantially corresponds to the construction shown in Fig. 1.

Uit het Europese octrooischrift 24 758 is een methode bekend voor het oxidatief biologisch zuiveren van afvalwater onder toepassing van een fluid bed reactor en actief slib dat gehecht is aan een onoplosbare drager, waarbij afvalwater met sterk wisselend COD onder bepaalde condities gezuiverd wordt en al het van het afvalwater afgescheiden slib wordt teruggevoerd naar de reactor. Volgens deze werkwijze is de bezinker boven op de oxidatieruimte geplaatst. Nadelen van deze methode zijn dat het ontwerp zeer gecompliceerd is vanwege de bezinkerconstructie, welke voor ieder type afvalwater opnieuw dient te worden ontworpen. Ook wordt de bezinker zwaar belast door de grote hoeveelheid gas die van de vloeistof gescheiden moet worden om het slib op drager terug te kunnen voeren naar de reactor.European patent specification 24 758 discloses a method for the oxidative biological purification of waste water using a fluid bed reactor and activated sludge attached to an insoluble support, in which waste water is purified under highly varying COD conditions and all of the the waste water separated sludge is returned to the reactor. According to this method, the settler is placed on top of the oxidation space. Disadvantages of this method are that the design is very complicated because of the settler construction, which has to be redesigned for every type of waste water. Also, the settler is heavily loaded by the large amount of gas that must be separated from the liquid in order to be able to return the supported sludge to the reactor.

Een extra nadeel van het bestaande systeem is de grote hoeveelheid lucht (en dus ook energie) die minimaal nodig is om de onoplosbare en nog onbegroeide drager in suspensie te brengen en houden.An additional disadvantage of the existing system is the large amount of air (and therefore also energy) that is required as minimum to suspend and keep the insoluble and still bare support.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een reactor en werkwijze van het in de aanhef omschreven type, welke niet de nadelen heeft van de bekende fluid bed reactoren, en waarbij een grote vrijheid aanwezig is in de keuze en dimensie van de te gébruiken bezinkers.The object of the present invention is to provide a reactor and method of the type described in the preamble, which does not have the disadvantages of the known fluid bed reactors, and which offers a great deal of freedom in the choice and dimension of the materials to be used. settlers.

De uitvinding betreft derhalve een reactor voor aerobe zuivering van afvalwater met behulp van biologisch actief slib, welke reactor voorzien is van middelen voor de toevoer van zuurstof, van middelen voor de toevoer van te zuiveren afvalwater, van middelen voor de afvoer van gezuiverd afvalwater en van een bezinker voor het slib, welke gekenmerkt wordt doordat de reactor voorzien is van een aëroob react or compartiment, welk react or compartiment voorzien is van middelen voor het opwaarts door het reactorcompartiment transporteren van het afvalwater (rizer) en van middelen voor het recirculeren van afvalwater uit dit compartiment naar een reactorcompartiment waarin het afvalwater neerwaarts stroomt (down-corner), waarbij de bezinker aangebracht is in de downcomer en de afvoer van gezuiverd afvalwater uit de bezinker zich op een lager niveau bevindt dan genoemde middelen voor het recirculeren van het afvalwater uit het eerste reactorcompartiment, en waarbij de bezinker voorzien is van een afvoer voor bezonken slib, welke afvoer uitmondt in het neerwaarts doorstroomde reactorcompartiment.The invention therefore relates to a reactor for aerobic purification of waste water using biologically active sludge, which reactor is provided with means for supplying oxygen, means for supplying waste water to be purified, means for discharging purified waste water and a sludge settler, characterized in that the reactor is provided with an aerobic react or compartment, which react or compartment is provided with means for transporting the wastewater (rizer) upwards through the reactor compartment and with means for recycling waste water from this compartment to a reactor compartment in which the waste water flows downwards (down-corner), where the settler is placed in the downcomer and the discharge of purified waste water from the settler is at a lower level than said means for recirculating the waste water from the first reactor compartment, and in which the settler is provided with a sink for settled sludge, which discharges into the downwardly flowed reactor compartment.

Een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding is daarin gelegen, dat de bezinker geplaatst is in de down-comer. Het grote voordeel hiervan is dat de werking van de bezinker niet of nauwelijks zal worden verstoord door de grote hoeveelheid lucht welke in de reactor wordt gebracht. Bovendien kan de recirculatiesnelheid zodanig zijn dat er geen lucht wordt meegesleurd in de down-comer.An important aspect of the present invention is that the settler is placed in the down comer. The great advantage of this is that the operation of the settler will hardly be disturbed, if at all, by the large amount of air that is introduced into the reactor. In addition, the recirculation speed may be such that no air is entrained in the down comer.

Dit laatste aspect heeft bovendien het voordeel dat de vloeistofstroming in de down-comer niet wordt geremd, zodat minder lucht nodig is om de vloeistofstroming te handhaven. Bovendien doet zich het probleem niet voor dat de meegesleurde, aan zuurstof verarmde lucht de zuurstofspanning in de rizer verlaagt. Volgens de uitvinding is derhalve meer zuurstof beschikbaar voor de afbraak van de vervuiling.The latter aspect also has the advantage that the liquid flow in the down-comer is not inhibited, so that less air is required to maintain the liquid flow. In addition, the problem does not arise that the entrained oxygen depleted air decreases the oxygen tension in the rizer. According to the invention, therefore, more oxygen is available for the degradation of the pollution.

Een ander belangrijk aspect van de uitvinding is daarin gelegen dat de overloop van de bezinker lager is aangebracht dan de middelen voor het recirculeren van het afvalwater uit de rizer. Deze laatste middelen worden veelal gevormd door een eenvoudige overstortrand die aangebracht is aan de bovenzijde van de rizer. Deze nieuwe constructie biedt de mogelijkheid het hoogteverschil van het vloeistofniveau in de rizer en de down-corner te variëren, waarmee men de hoeveelheid recirculerend afvalwater in het systeem beïnvloedt. Ook is het mogelijk om door middel van drukregeling van de lucht welke de reactor verlaat de circulatiestroom van de reactorinhoud te sturen. Bij een hogere druk in de afgasleiding en een gelijkblijvende hoeveelheid voedings-lucht zal de circulatiestroming af nemen. Op deze wijze kan men met één enkel ontwerp van een reactor diverse typen afvalwater met verschillende belastingen zuiveren. Bovendien is de circulatiestroming binnen bepaalde grenzen onafhankelijk van de beluchting. Bij conventionele fluid bed reactoren is dit uiteraard niet het geval aangezien daarbij de circulatiestroming alleen geregeld kan worden door de hoeveelheid ingébrachte lucht.Another important aspect of the invention is that the settler overflow is arranged lower than the means for recirculating the wastewater from the rizer. The latter means are usually formed by a simple overflow edge which is arranged at the top of the rizer. This new construction offers the possibility to vary the height difference of the liquid level in the rizer and the down-corner, thereby influencing the amount of recirculating waste water in the system. It is also possible to control the circulation flow of the reactor contents by means of pressure control of the air leaving the reactor. At a higher pressure in the exhaust gas line and an equal amount of supply air, the circulation flow will decrease. In this way, it is possible to purify various types of wastewater with different loads with a single reactor design. In addition, the circulation flow within certain limits is independent of the aeration. This is of course not the case with conventional fluid bed reactors, since the circulation flow can only be controlled by the amount of air introduced.

Opgemerkt wordt, dat in EP-A 19216 en methode beschreven is waarin actief slib, zonder drager, toegevoerd wordt aan een bezinker, welke buiten de reactor geplaatst is. De afvoer van deze bezinker ligt lager dan de af voer van de reactor, het gaat hier echter om een systeem op basis van ongedragen slib, dat afgescheiden wordt van het effluent door toevoegen van speciale additieven die het ontwateren van het slib bevorderen. Uit deze publicatie blijkt op geen enkele wijze, dat de constructie van de reactor volgens de uitvinding de hierin beschreven voordelen bezit.It is noted that in EP-A 19216 a method is described in which activated sludge, without carrier, is fed to a settler, which is placed outside the reactor. The discharge of this settler is lower than the discharge of the reactor, however this is a system based on unworn sludge, which is separated from the effluent by adding special additives that promote dewatering of the sludge. This publication in no way shows that the construction of the reactor according to the invention has the advantages described herein.

Een volgend voordeel van de uitvinding ligt daarin dat het mogelijk is de reactor te bedrijven als een zogenaamde bellenkolom, of als een echte "airlift"-reactor. Bekend is dat een bellenkolom een betere zuur stof overdracht heeft dan een airlift systeem, onder meer omdat de gasbellen langer in het systeem zitten vanwege de geringere opwaartse vloeistofstroming in vergelijking met een airlift systeem. Consequentie hiervan is dat bij genoemde geringere vloeistofstroming minder energie nodig is voor het inbrengen van de zuurstof.A further advantage of the invention lies in the fact that it is possible to operate the reactor as a so-called bubble column, or as a real "airlift" reactor. It is known that a bubble column has a better oxygen transfer than an airlift system, partly because the gas bubbles are in the system longer because of the lower upward liquid flow compared to an airlift system. The consequence of this is that with said lower liquid flow less energy is required for the introduction of the oxygen.

Afhankelijk van de aard van het te behandelen afvalwater (piekbelasting, toxiciteit, temperatuur, pH, concentratie) is het noodzakelijk de reactorinhoud meer of minder te mengen. Wanneer een grondige menging niet absoluut noodzakelijk is kan derhalve worden volstaan met een bellenkolom-werkwijze, hetgeen inhoudt dat er zo min mogelijk recirculatie is, zodat de ingébrachte lucht zoveel mogelijk zal worden uitgeput.Depending on the nature of the waste water to be treated (peak load, toxicity, temperature, pH, concentration), it is necessary to mix the reactor content more or less. Therefore, if thorough mixing is not absolutely necessary, a bubble column method will suffice, which means that there is as little recirculation as possible, so that the introduced air will be exhausted as much as possible.

Wanneer het afvalwater echter grote piekbelastingen vertoont en/of toxische vervuiling bevat, is een goede menging en daarmee een verdunning van het afvalwater met de reactorinhoud noodzakelijk. Dit betekent echter dat een grote circulatiestroming aanwezig moet zijn en derhalve het systeem als een airlift reactor moet gaan werken.However, if the wastewater shows high peak loads and / or contains toxic pollution, good mixing and thus dilution of the wastewater with the reactor content is necessary. However, this means that a large circulation flow must be present and the system must therefore operate as an airlift reactor.

De mate van recirculatiestroming wordt derhalve bepaald door de hoeveelheid ingebrachte lucht, het hoogteverschil tussen het vloeistofniveau in de rizer en de down-corner, de druk van het afgas en de wrijving van de vloeistof in het systeem.The degree of recirculation flow is therefore determined by the amount of air introduced, the height difference between the liquid level in the rizer and the down-corner, the pressure of the exhaust gas and the friction of the liquid in the system.

Volgens de uitvinding wordt de circulatiestroming in belangrijke mate geregeld door het hoogteverschil van genoemde vloeistofniveaus te variëren. Dit kan men doen door variatie van de hoogte van de overstortrand van de rizer, variatie van de hoogte van de overloop van de be zinker, dat wil zeggen de positie van de afvoer van het gezuiverde afvalwater, variatie van de druk van het afgas, of een combinatie daarvan. In het geval de hoogte van de overlooprand van de rizer instelbaar is kan men bijvoorbeeld gebruik maken van een getande overlooprand. De hoogte van de vloeistof in de overlooprand is dan evenredig met het vloei stof debiet over deze rand. Door het debiet continu te meten, met bijvoorbeeld akoestische sensoren of borrel-buizen kan continu het debiet worden bepaald en aan de hand daarvan weer de hoogte ingesteld worden. De te kiezen methode voor het meten van het vloeistof debiet is niet kritisch, men kan ook andere systemen toepassen, zoals flowmeters, welke bij voorbeeld in of aan de buitenzijde van de reactor kunnen worden gemonteerd en daar het vloeistofsnelheid, bij voorkeur in de down-corner, registreren.According to the invention, the circulation flow is controlled to a large extent by varying the height difference of said liquid levels. This can be done by varying the height of the overflow edge of the rizer, variation of the height of the overflow of the settler, i.e. the position of the discharge of the purified waste water, variation of the pressure of the waste gas, or a combination of these. In case the height of the overflow edge of the rizer is adjustable, one can for instance use a toothed overflow edge. The height of the liquid in the overflow edge is then proportional to the liquid flow rate over this edge. By continuously measuring the flow rate, for example with acoustic sensors or bubble tubes, the flow rate can be determined continuously and the height adjusted again. The method to be chosen for measuring the liquid flow rate is not critical, it is also possible to use other systems, such as flow meters, which can for instance be mounted in or on the outside of the reactor and since the liquid velocity, preferably in the downstream corner, register.

Zoals reeds aangegeven is, bepaalt de aard van het afvalwater in belangrijke mate in hoeverre het toegevoerde te zuiveren afvalwater gemengd moet worden met de reactorinhoud. In het geval weinig schoklozingen aanwezig zullen zijn en het afvalwater geen of slechts geringe hoeveelheden toxische stoffen bevat, zal de menging derhalve niet essentieel zijn en zal een constructie met een geringe circulatiehoeveelheid de beste resultaten geven. In dit geval is het dan niet noodzakelijk een grote down-corner te construeren maar kan een kleine reeds volstaan. Hierdoor is meer volume beschikbaar voor de beluchting. De grootte van het oppervlak van de downcomer zal derhalve bepaald worden door de bezinker, waarbij het echter ook mogelijk is om onder de bezinker de ruimte weer geschikt te maken voor de rizer, zoals beschreven in fig. 3.As already indicated, the nature of the wastewater determines to a large extent to what extent the supplied wastewater to be purified must be mixed with the reactor content. In the event that few shock discharges are present and the waste water contains no or only small amounts of toxic substances, the mixing will therefore not be essential and a construction with a low circulation quantity will give the best results. In this case it is not necessary to construct a large down-corner, but a small one may already suffice. This makes more volume available for the aeration. The size of the surface of the downcomer will therefore be determined by the settler, but it is also possible to make the space under the settler suitable for the rizer again, as described in fig. 3.

In het geval het afvalwater zo goed mogelijk moet worden gemengd dient er sprake te zijn van een maximale vloeistof-stroming in de rizer en down-corner. Deze vloeistof stroming zal echter bij voorkeur niet boven de snelheid komen waarbij gasbellen in de down-corner worden meegesleurd. Deze snelheid is gelijk aan de stijgsnelheid van de gasbellen in het afvalwater, welke weer afhankelijk is van de grootte van de bel en de aard (dichtheid, viscositeit) van het afvalwater. Een gangbare stijgsnelheid voor luchtbellen in water ligt tussen 10 cm/s en 25 cm/s (360 tot 900 m/uur). De snelheid van de vloeistof in de down-corner bedraagt om die reden bij voorkeur niet meer dan 900 m/uur en meer in het bijzonder niet meer dan 360 m/uur, afhankelijk van de aard van het afvalwater.In the event that the wastewater must be mixed as well as possible, there must be a maximum liquid flow in the rizer and down-corner. Preferably, however, this liquid flow will not exceed the rate of entraining gas bubbles in the down-corner. This rate is equal to the rate of rise of the gas bubbles in the waste water, which in turn depends on the size of the bubble and the nature (density, viscosity) of the waste water. A common rate of rise for air bubbles in water is between 10 cm / s and 25 cm / s (360 to 900 m / hour). For this reason, the velocity of the liquid in the down-corner is preferably not more than 900 m / h and more particularly not more than 360 m / h, depending on the nature of the waste water.

De ondergrens van de van de vloeistof snelheid in de rizer is niet erg kritisch. De minimale waarde is afhankelijk van het debiet en komt overeen met de waarde benodigd voor de gewenste verblijftijd, zonder dat recirculatie optreedt. De minimale snelheid bedraagt in het algemeen ongeveer 0,1 m/uur, maar zal in de praktijk hoger liggen.The lower limit of the fluid velocity in the rizer is not very critical. The minimum value depends on the flow rate and corresponds to the value required for the desired residence time, without recirculation occurring. The minimum speed is generally about 0.1 m / h, but will be higher in practice.

Er kan volgens de uitvinding tevens voor worden gekozen om te denitrificeren in de down-corner door de verblijftijd in de down-comer groot genoeg te maken. Dit kan door de circulatie stroom en het volume van de down-corner zodanig in te stellen dat de verblijftijd in de down-comer lang genoeg is om de vloeistof anoxisch te laten worden en nitraat en nitriet te denitrificeren met dezelfde bacteriecultuur als aanwezig in de rizer. Bij voorkeur wordt het te behandelen afvalwater in dit geval in de down-corner gebracht, onder de beziriker, zodat de vervuiling in het influent kan dienen als zuurstofacceptor en het uiteindelijke effluent niet nadelig beïnvloed wordt.According to the invention it is also possible to choose to denitrify in the down-corner by making the residence time in the down-comer large enough. This can be done by adjusting the circulation flow and the volume of the down-corner so that the residence time in the down-comer is long enough for the liquid to become anoxic and to denitrify nitrate and nitrite with the same bacterial culture as present in the rizer. . Preferably, the waste water to be treated in this case is brought into the down-corner, under the beziriker, so that the pollution in the influent can serve as an oxygen acceptor and the final effluent is not adversely affected.

Afhankelijk van de aard van het afvalwater zal er geen of weinig drager materiaal (bijvoorbeeld basalt, zand, puimsteen, lava, kool, anthraciet, aëroob slib, etc.) worden toegevoegd om het korrelslib te handhaven. In de meeste gevallen bevat het afvalwater al genoeg vaste delen die als drager kunnen dienen en zal ook korrelvorming optreden door opbreken van bestaande korrels waarbij de gevormde brokken weer zullen uitgroeien tot volwaardige korrels. Voor de opstart van een reactor kan gedacht worden aan enten van de reactor met aëroob korrelslib of toevoegen van drager materiaal.Depending on the nature of the wastewater, little or no carrier material (e.g. basalt, sand, pumice, lava, coal, anthracite, aerobic sludge, etc.) will be added to maintain the granular sludge. In most cases, the waste water already contains enough solid parts that can serve as a carrier and granulation will also occur by breaking up existing granules, whereby the chunks formed will again grow into full-fledged granules. For the start-up of a reactor, one can think of inoculating the reactor with aerobic granular sludge or adding carrier material.

Volgens de uitvinding hoeft niet al het slib terug te worden gevoerd in de reactor omdat er in de meeste gevallen een slibgroei zal optreden. Dit surplus slib zal van tijd tot tijd gedraind moeten worden. Aëroob slib heeft een grote capaciteit om vervuiling te absorberen en te adsorberen. Hierbij kan gedacht worden aan koolwaterstoffen, zware metalen en oplosmiddelen. Deze stoffen kunnen toxisch zijn en/of moeilijk tot niet afbreekbaar. Door nu deze materialen aan het slib te ab- en/of adsorberen en het slib met het gead- of geabsorbeerde materiaal te drainen kunnen deze materialen geconcentreerd worden afgevoerd. Indien noodzakelijk kan de reactor zo worden bedreven dat er een grotere slibgroei optreedt dan minimaal noodzakelijk voor de verwerking van de afbreekbare vervuiling om voldoende slib te kunnen afvoeren met daaraan het niet afbreekbare materiaal. Dit kan worden uitgevoerd door bijvoorbeeld de slibbelasting hoger te maken waardoor de productie van het slib ook hoger wordt, bij voorbeeld door extra toevoeging van afbreekbaar materiaal, door verlaging van het slibgehalte in de reactor of door de reactor belasting te verhogen. Andere methodes om de slibproduktie te verhogen zijn natuurlijk ook denkbaar.According to the invention, not all sludge needs to be returned to the reactor because in most cases sludge growth will occur. This surplus sludge will have to be drained from time to time. Aerobic sludge has a large capacity to absorb and adsorb contamination. This could include hydrocarbons, heavy metals and solvents. These substances can be toxic and / or difficult or not degradable. By now ab- and / or adsorbing these materials on the sludge and draining the sludge with the adsorbed or adsorbed material, these materials can be removed in a concentrated manner. If necessary, the reactor can be operated in such a way that a larger sludge growth occurs than is minimum necessary for processing the degradable pollution in order to be able to discharge sufficient sludge with the non-degradable material. This can be done by, for example, increasing the sludge load, which also increases the production of the sludge, for example by adding additional degradable material, by lowering the sludge content in the reactor or by increasing the reactor load. Other methods to increase sludge production are of course also conceivable.

Tevens is het mogelijk om door toevoeging van absorberend materiaal, zoals actieve kool, het afvalwater te ontgiften en de toxische stof in geconcentreerde vorm af te voeren.It is also possible to detoxify the wastewater and remove the toxic substance in concentrated form by adding absorbent material, such as activated carbon.

In diverse gevallen kan het voordelen hebben het gezuiverde afvalwater, na de reactor te onderwerpen aan een aanvullende behandeling, bij voorbeeld aanvullende bezinking, filtratie, flotatie, centrifugeren, indampen, coagulatie, flocculatie en dergelijke.In various cases it may be advantageous to subject the purified waste water to additional treatment after the reactor, for example additional settling, filtration, flotation, centrifugation, evaporation, coagulation, flocculation and the like.

Om de giftigheid van het afvalwater te verminderen en om de vervuilingsbelasting van de reactor te verminderen kan gekozen worden voor injecteren van puur zuurstof in de invoerstroom, hetzij direct in de invoerleiding, hetzij in een kleine reactiebuffer.In order to reduce the toxicity of the waste water and to reduce the pollution load of the reactor, the choice can be made to inject pure oxygen into the input stream, either directly into the input line or into a small reaction buffer.

De reactor kan bestaan uit een ronde of hoekige constructie, bij voorbeeld vierkant of rechthoekig, met de beluchting onder in de reactor en de bez inker boven in de reactor in de downcomer.The reactor may be of a round or angular construction, for example square or rectangular, with the aeration at the bottom of the reactor and the tank at the top of the reactor in the downcomer.

Het te behandelen afvalwater wordt bij voorkeur in de down-corner ingebracht in verband met menging en eventuele denitrificatie. Er kan een beluchtingsstreng worden geplaatst onder de down-corner om slib ophopingen in suspensie te brengen. In geval van volledige bellenkolom werking kan de down-corner ook als actieve beluchtingsruimte worden gebruikt en er kan extra lucht worden in gébracht.The waste water to be treated is preferably introduced into the down-corner in connection with mixing and possible denitrification. An aeration string can be placed under the down-corner to suspend sludge build-ups. In case of full bubble column operation, the down-corner can also be used as an active aeration space and extra air can be introduced.

De hoogte van de scheidingswand (tussen rizer en downcomer) en de bodem van de reactor wordt zodanig gekozen dat de ruimte tussen de scheidingswand en de bodem geen aanleiding geeft tot ophoping van eventueel bezonken slib en/of slibdestructie door erosie.The height of the dividing wall (between rizer and downcomer) and the bottom of the reactor is chosen such that the space between the dividing wall and the bottom does not give rise to the accumulation of any settled sludge and / or sludge destruction by erosion.

De constructie van de bezinker hangt af van diverse factoren, zoals de aard van het te behandelen afvalwater, het type slib, de aan- of afwezigheid van drager en dergelijke.The construction of the settler depends on various factors, such as the nature of the waste water to be treated, the type of sludge, the presence or absence of carrier and the like.

Het heeft de voorkeur de bezinker zodanig te construeren, dat kortsluitstroming voorkomen wordt en dat een in hoofdzaak gelijkvormige of laminaire stroming optreedt in de bezinker. Dit bereikt men in het bijzonder door aanpassing van de constructie van de instroomopening van de bezinker.It is preferable to construct the settler in such a way that short-circuit flow is prevented and that a substantially uniform or laminar flow occurs in the settler. This is achieved in particular by adapting the construction of the inflow opening of the settler.

In de tekening wordt een aantal aspecten van de uitvinding nader toegelicht.A number of aspects of the invention are further explained in the drawing.

Fig. 1 betreft een reactor volgens de stand van de techniek. De reactor omvat een ronde kolom 1, met daarin aangebracht een afscheiding 2 tussen de rizer 3 en de downcomer 4. Bovenin de reactor bevindt zich een drie-fasenscheider 5. Het te zuiveren afvalwater wordt via leiding 6 toegevoerd en zal onder invloed van de toegevoerde lucht (via 7) door de rizer 3 omhoog stromen. Bovenin de reactor treedt ontgassing op en een deel van het afvalwater zal via geleideschotten 8, 9 en 10 de eigenlijke bezinkruimte 11 bereiken. Over de rand van de zijwand van de bezinker stroomt het gezuiverde afvalwater naar de ringvormige ruimte 13 en vandaar wordt het via leiding 14 afgevoerd. De rest van het afvalwater stroomt terug door de down-corner.Fig. 1 concerns a prior art reactor. The reactor comprises a round column 1, with a separation 2 placed between the rizer 3 and the downcomer 4. At the top of the reactor there is a three-phase separator 5. The waste water to be purified is fed via line 6 and will under the influence of the supplied air (via 7) up through the rizer 3. Degassing occurs at the top of the reactor and part of the waste water will reach the actual settling space 11 via guide plates 8, 9 and 10. The purified waste water flows over the edge of the side wall of the settler to the annular space 13 and from there it is discharged via line 14. The rest of the wastewater flows back through the down corner.

In fig.2 wordt een schematische weergave van een reactor volgens de uitvinding gegeven, in de reactor 21 zijn een tweetal reactorcompartimenten 22 en 23 te onderscheiden. Onderin react or compartiment 22, de rizer, wordt via 24 lucht toegevoerd. Het mengsel van gas/slib/afvalwater stroomt door de rizer, onder invloed van de lucht naar boven en stroomt over de bovenrand van de afscheiding 25 in het reactorcompartiment 23, de down-corner. Eventueel kan de hoogte van de bovenkant van de afscheiding 25 verstelbaar zijn.Fig. 2 shows a schematic representation of a reactor according to the invention, in reactor 21 two reactor compartments 22 and 23 can be distinguished. At the bottom of reactor or compartment 22, the rizer, air is supplied via 24. The gas / sludge / waste water mixture flows through the rizer under the influence of the air and flows over the top edge of the partition 25 in the reactor compartment 23, the down-corner. The height of the top of the partition 25 can optionally be adjustable.

In de down-corner is het vloeistofniveau lager dan in de rizer. Bovenin het reactorcompartiment 23 bevindt zich een bezinker 26, voorzien van een overloop 27. De hoogte daarvan kan verstelbaar zijn voor het instellen van het vloeistofniveau in de down-comer 23. De toevoer van te zuiveren afvalwater geschiedt in de down-comer 23, via leiding 28.In the down corner, the liquid level is lower than in the rizer. At the top of the reactor compartment 23 is a settler 26, provided with an overflow 27. The height thereof can be adjustable for adjusting the liquid level in the down-comer 23. The waste water to be purified is supplied in the down-comer 23, via conduit 28.

In fig. 3 is een variant van de uitvoering van fig. 2 gegeven, welke slechts daarin verschilt, dat de down-corner 23 een minimale inhoud heeft, door onder de bezinker 26 ruimte te verschaffen voor de rizer. Aldus verkrijgt men een reactor met een maximale beluchtingsruimte.Fig. 3 shows a variant of the embodiment of Fig. 2, which differs only in that the down-corner 23 has a minimal content, by providing space for the rizer under the settler 26. A reactor with a maximum aeration space is thus obtained.

De uitvinding wordt thans toegelicht aan de hand van een voorbeeld, maar is daar niet toe beperkt.The invention is now illustrated by way of an example, but is not limited thereto.

VOORBEELDEXAMPLE

Afvalwater met een COD-concentratie van 650 mg/1 en een flow van 100 m3/uur wordt toegevoerd aan een reactor met de constructie volgens figuur 2, met een reactorinhoud van 200 m3. Dit levert een vloeistofverblijftijd van 2 uur en een reactorbelasting van 7,8 kg COD/m3.d. De reactor is 15 meter hoog en totale reactor oppervlak bedraagt 13 m2. Het oppervlak van de bezinker is 5 m2, waardoor de vloeistofbelasting in de bezinker minder dan ca. 20 m/uur is.Wastewater with a COD concentration of 650 mg / l and a flow of 100 m3 / hour is fed to a reactor with the construction according to figure 2, with a reactor volume of 200 m3. This provides a fluid residence time of 2 hours and a reactor load of 7.8 kg COD / m3.d. The reactor is 15 meters high and the total reactor surface is 13 m2. The surface of the settler is 5 m2, so that the liquid load in the settler is less than approx. 20 m / hour.

Er is ca 600 Nm3/h lucht nodig voor de afbraak van de COD.en het zuurstofgehalte van de lucht die de reactor verlaat bedraagt ca 10%. Het effluent heeft een COD-gehalte van ongeveer 60 mg/1.About 600 Nm3 / h of air is needed to break down the COD. And the oxygen content of the air leaving the reactor is about 10%. The effluent has a COD content of approximately 60 mg / l.

De vloeistof circulatiesnelheid is zodanig ingesteld dat de vloeistof verblijftijd in de rizer 6 minuten is. Dit geeft een opwaartse stroming in de rizer van 150 m/h.The fluid circulation rate is set such that the fluid residence time in the rizer is 6 minutes. This gives an upward flow in the rizer of 150 m / h.

Het oppervlak van de down-comer is even groot als van de bezinker, 5 m2. Het oppervlak van de rizer is dan 8,3 m2.The surface of the down-comer is the same size as the settler, 5 m2. The surface of the rizer is then 8.3 m2.

Het debiet in de rizer bedraagt 1245 m3/h en in de down-comer 1145 m3/h. Dit geeft een vloeistof snelheid in de down-corner van 230 m/h.The flow rate in the rizer is 1245 m3 / h and in the down comer 1145 m3 / h. This gives a liquid speed in the down-corner of 230 m / h.

Claims

1. Reactor for aerobic purification of waste water using biologically active sludge, which reactor is provided with means for the supply of oxygen, a settler for the sludge, means for the supply of waste water to be purified and means for the discharge of purified waste water, characterized in that the reactor is provided with an aerobic reactor compartment, which reactor compartment is provided with means for transporting the waste water (rizer) upwards through the reactor compartment and means for recycling waste water from this compartment to a reactor compartment in which the waste water flows downwards (down-corner), the settler being arranged in the down-corner and the discharge of purified waste water from the settler being at a lower level than said means for recirculating the waste water from the first reactor compartment , and wherein the settler is provided with a drain for settled sludge, which drain flows into the downstream flow-through reactor compartment.

Reactor according to claim 1, characterized in that the reactor is provided with means for discharging gas, wherein the pressure of the discharged gas is adjustable.

Reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the position of the discharge of purified waste water is adjustable in height.

Reactor according to claims 1-3, characterized in that the means for recirculating waste water from the rizer to the down-comer consists of an overflow edge arranged at the top of the rizer.

Reactor according to claim 4, characterized in that the overflow is height-adjustable for varying the recycling quantity.

Reactor according to claims 1-5, characterized in that the supply of waste water to be purified flows into the down-corner.

Reactor according to claims 1-6, characterized in that it is provided with means for determining the liquid circulation speed and / or variations in the liquid circulation speed.

8. A method for aerobically treating waste water using suspended biologically active sludge, characterized in that a reactor according to any one of claims 1-7 is used.

Process according to claim 8, characterized in that the upward flow is obtained by supplying a gas, preferably an oxygen-containing gas, at the bottom of the rizer.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the magnitude of the recirculation of the waste water is adjusted by adjusting the height difference of the respective liquid levels in the rizer and the downcomer.

Method according to claims 8-10, characterized in that the liquid velocity is chosen such that the liquid in the down-corner contains little or no gas.

Method according to claims 8-10, characterized in that a gas is introduced into the down-corner.

Method according to claim 12, characterized in that an oxygen-containing gas is introduced.

A method according to claims 8-13, characterized in that the residence time in the down corner is sufficient to obtain anoxic conditions in the down corner.

Method according to claims 8-14, characterized in that sludge is used without a carrier.

Process according to claims 8-15, characterized in that the sludge is partly recycled to the reactor and partly removed.

Method according to claim 16, characterized in that an excess of sludge is produced, in order to be able to discharge undesired components from the waste water.

Process according to claims 8-16, characterized in that activated carbon is supplied to the reactor for the absorption of hard-to-degrade components.

Method according to claims 8-18, characterized in that pure oxygen is injected into the input stream.