DD226008A1 - Vorrichtung fuer mikrobiologische reaktionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung fuer mikrobiologische Stoffumwandlungsprozesse, wie sie z. B. in der Chemischen Industrie, der Nahrungsgueter- und Futtermittelherstellung oder im Bereich des Umweltschutzes angewandt werden. Ziel der Erfindung ist es, hohe Mikroorganismenkonzentrationen auch bei gering konzentrierten Naehrmedien zu erreichen und dabei den Reaktorraum zu minimieren. Erfindungsgemaess wird am Boden des durchmischten Reaktorraumes eine koernige Filterschicht angeordnet, die mit einer Regeneriereinrichtung ausgestattet ist. Es ist weiterhin vorgesehen, im Reaktorraum Aufwuchskoerper anzuordnen. Figur

Description

Vorrichtung für mikrobiologische Reaktionen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für mikrobiologische StoffUmwandlungsprozesse, wie sie z. B, in aer Chemischen Industrie, der Nahrungsgüter- und Futtermittelherstellung oder im Bereich des Umweltschutzes angewandt werden,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den mikrobiologischen Umsetzungen werden zwei Reaktortypen unterschieder,. Bei dem ersten Reaktortyp befinden sich die Mikroorganismen in Suspension im umgebenden Nährmedium, während sie bei dem zweiten Reaktortyp an ein Trägermaterial angelagert sind. Das Trägermaterial wiederum kann im Mährmediurn suspendiert oder in Form von festen Einbauten installiert sein« Sofern die Mikroorganismen selbst oder das Trägermaterial im Nährmediura suspendiert sind, muß sich an die mikrobiologische Reaktion eine Fest-Flüssig-Trennung anschließen= Diese ist notwendig,- um eine ausreichend hohe Mikroorganismenkonzentration im Reaktor zu halten. Bei der Anwendung im Umweltschutz kommt es vor allem darauf an, aus der Flüssigkeit eine maximale Abscheidung der im Reaktor vorhandenen organischen Substanz zu erreichen. Als Trennverfahren wurde bei Mikroorganismenkulturen, die sich im Reaktor zu relativ stabilen Flocken vereinigen, bisher zumeist die Sedimentation oder Flotation gewählt. Da diese Trennverfahren in den mit

Uniwälzeinrichtungen versehenen Reaktoren nicht angewandt werden können, machte sich die Nachschaltung einer gesonderten Trenneinrichtung erforderlich. Mit den genannten Trennverfahren läßt sich die aktive Biomasse aber nur ab einer bestimmten Flockengröße abtrennen. Die Mikroorganismenkonzentration im Reaktor ist durch die begrenzte Eindickfähigkeit uer Biomasse bei den angewendeten Trennverfahren,vor allem bei wenig konzentrierten Mährmedien,nur gering. Bei der Verwendung von suspendierten Trägermaterialien ist die Abtrennung vom umgebenden Medium besonders problematisch.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, hohe Mikroorganismenkonzentrationen auch bei gering konzentrierten Nährmedien zu erreichen und dabei den Reaktorraum zu minimieren. Der Reaktor soll sich auch für Mikroorganismen eignen, die sich nur zu kleinen, instabilen Flocken vereinigen. Er soll weiterhin den Einsatz von Trägermaterialien von unterschiedlicher Größe gestatten,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bioreaktor zu entwickeln_s bei dem die Abtrennung der Mikroorganismen unmittelbar im turbulent durchmischten Reaktionsraum möglich ist. Die Trennung soll unabhängig von der Dichte der Biomasse auch bei geringer Flockengrößa möglich sein, ebenso die Abscheidung eingesetzter Trägermaterialien,

Er f indur.gsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Boden des durchmischten Reaktorraumes eine körnige Filterschicht mit darunter befindlicher Entwässerung angeordnet ist, Auf einer begrenzten Fläche der. körnigen Filterschient befindet sich ein unten 'Offener, über die Filterschicht ortsbewegiicher, durch Seitenwände vom übrigen. Reaktor abgetrennter abgeschlossener Raum-* Innerhalb des abgeschlossenen Raumes greifer, in die Filterschicht besondere Reinigungseinrichtungen ein» Dazu eignen sich rotierende Walzen. Diese sind horizontal

und im rechten Winkel zur Fortbewegungsrichtung angeordnet. Weiterhin können Vibrationsgitter oder in das Filterbett eingreifende Begasungsdüsen verwendet werden. Der abgeschlossene Raum ist mit einer Entnahmevorrichtung zum Abzug der aufgewirbelten Biomasse versehen.

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind im Reaktorraum Trägermaterialien für Mikroorganismen suspendiert oder auf der körnigen Filierschicht aufgelagert. Der Reaktorraum kann auch mit Mitteln zur Gaszuführung versehen sein.

Die Funktion ist wie folgt:

Das nährsubsirathaltige Medium wird in den Reaktor eingeführt und dort im Filterüberstau mit den Mikroorganismen in Kontakt gebracht. Das überschüssige Wasser tritt durch die Filterschicht in den Ablauf. Das Reinigungsgerät bewegt sich mit vorbestimmter Geschwindigkeit urn die Mittelwelle« Dabei wird der Filtersand mit der rotierenden Walze aufgewirbelt. Der Viasserspiegel wird innerhalb des umschlossenen Raumes abgesenkt» Infolge der Wasserspiegeldifferenz zur 'Umgebung entsteht innerhalb der Filterschicht im Bereich der Aufwirbelung eine aufwärts gerichtete Strömung., wodurch die eingedrungene Biomasse ausgetragen wird. Diese wird in den Reaktor zurückgeführt.

Aus führungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der zuqehöricen Zeichnuna erläutert werden ο Die Vorrichtung soll zur Denitrifizierung in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden» In diesem Fall ist es notwendig, in den Reaktor i Trägermaterialien 10, wie ζ„ 3* gekörnte Aktivkohle, einzuführen. Durch Umwälzen werden diese in Suspension gehalten. Die Reinigungseinrichtung dreht sich um Mittelwelle 11 mit Antrieb 12 und wird von der Laufrolle 13 gehalten. In die körnige Filterschicht 2 mit einem Korndurchmesser unter 1 mn greift dis rotierende Walze 5 ca» 5 cm tief ein und wirbelt diese im Bereich des umschlossenen Raumes 4 auf. Durch die Schlammentnahos 9 wird der Wasserspiegel im Be- ;s umschlossenen Raumas 4 abcesenkt. Das von außen

nächst romance Wasser bewirkt deshalb eine aufwärts gerichtete Strömung, "wodurch der Schlamm nach oben ausgetrager, wird. Die Erfindung ist-u. a«, auch in der Abwasserbehandlung für das Belebungsverfahren einsetzbar. Soll eine Mitrifikation erreicht werden, so werden ebenfalls Aufwuchskörper eingesetzte Die Nitrifikanten siedeln sich auf den Aufwuchskörpern an, während die übrigen Mikroorganismen für den BSB_-Abbau als Belebt™ schlsnnnf locken suspendiert bleiben«, Auf diese Weise kann bei maximaler Nutzung der Abbauleistung der Belebtschlammorganismen eine Verlängerung der Verweilzeit der Nitrifikanten erreicht werden.

Claims (3)

1. trfindungsaπSpruch

   1. Vorrichtung für mikrobiologische Reaktionen, bei der der ReaktorrauiTi mit Mitteln zur Erzeugung von Turbulenz versehen ist ,·gekennzeichnet dadurch, daß am Boden des Reaktorraumes (1) eine körnige Filterschicht (2) mit darunter befindlicher Entwässerung (3) angeordnet ist„ auf einer begrenzten Fläche der körnigen Filterschicht (2) ein nach unten offener, ortsbeweglicher, durch Seitenwände (5) vom übrigen Reaktor abgetrennter abgeschlossener Raum (4) vorhanden ist, wobei sich innerhalb des abgeschlossenen Raumes (4) eine in die Filterschicht (2) eingreifende rotierende Walze mit horizontaler senkrecht zur Fortbewegungsrichtung gerichteter Achse (5) oder ein Vibrationsgitter (7) und/oder Einrichtungen zur Gaszuführung in die Filterschicht (2) befinden und der abgeschlossene Raum mit einer Entnahmevorrichtung (9) versehen ist»
2. 2. Vorrichtung nach Funkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Reaktor raum Trägermaterialien (10) für Mikroorganismen suspendiert oder auf der körnigen Filterschicht (2) aufgelagert sind .
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Reaktorraum (1) mit Mitteln zur Gaszuführung versehen ist.