DK165240B - Reaktionsbeholder - Google Patents

Description

i

DK 165240 B

Opfindelsen angår en beluftnings/flotationsreaktor eller -reaktionsbeholder, især til væske, der indeholder biomasse, med et skumror med en opsamlingsbeholder foroven og et 5 tilledningsrum for væske og gas i form af små bobler forneden .

Beluftning og flotation af biomasseholdige væsker spiller en rolle inden for forskellige områder af bioteknologien.

Et særligt eksempel på et sådant område er behandlingen af 10 spildevand fra hawandsakvarier, og den efterfølgende beskrivelse vil især dreje sig om dette område.

I sådanne akvarier tilføres vandet ved fodringen til stadighed æggehvideholdig substans, hvis nedbrydning gennem længere tid ved hjælp af mikroorganismer fører til en 15 stigning i mængden af nitrat, der især er skadeligt for følsomme havdyr.

En mulighed for at holde nitratindholdet lavt er en deni-trificerende behandling af vandet i en roterende reaktionsbeholder med fast leje eller en såkaldt fixed-bed-reak-20 tionsbeholder eller -reaktor som den, der er beskrevet i tysk patentansøgning nr. P 36 08 466 af 14. marts 1986. Det i en sådan reaktionsbeholder denitrificerede vand kan imidlertid ikke ledes tilbage til akvariet uden efterbehandling, da det 25 - ikke indeholder det livsvigtige ilt - er fyldt med biomasse, der gør vandet uklart - har et redoxpotentiale på -220 mV (ønsket værdi +200 til +230 mV) og - eventuelt indeholder nitrit, som selv i små koncentratio-30 ner (fra 1 mg/1) er yderst giftigt.

Beluftnings/flotations-reaktionsbeholderen ifølge opfindelsen anvendes derfor til efterbehandling af vandet, der iltes og renses for biomasse og nitrit i en sådan grad, at det påny kan ledes til akvariet.

DK 165240 B

2

Den indledningsvis nævnte beluftnings/flotationsreaktor eller -reaktionsbeholder er derfor ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at skumrøret har et aksialt stigrør, der afslutter tilledningsrummet, og som omsluttes af det kon-5 centriske skumrør, hvis nederste tragtformigt udvidede ende udmunder i det nederste område af et kapperør, hvis øverste ende via mindst ét tilbageføringsrør står i forbindelse med tilledningsrummet under det aksiale stigrør, og som har et T-formet væskeudløb med en dykkestuds, der når 10 ned under væskeoverfladen i en udløbshøjde umiddelbart over en forgrening til tilbageføringsrøret, idet den øverste ende af skumrøret kan forlænges teleskopisk.

Fra "Zeitschrift des Kolner Zoo" 22 (1979) 69-72 kendes et skumrør med en aflejringsbeholder og et tilledningsrum 15 forneden, men denne indretning er ikke effektiv nok til at kunne opfylde ovenstående krav.

Fordelagtige udførelsesformer for opfindelsen fremgår af underkravene.

I det følgende vil en udførelsesform for opfindelsen blive 20 beskrevet nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et længdesnit i en beluftnings/flotations-reaktionsbeholder og fig. 2 og 3 to tværsnit efter linjen A-A gennem en med .

25 lederibber forsynet reaktionsbeholder.

Fig. 1 viser et skumrør 1 med et indre stigrør 2, hvis tragtformede forlængelse 3 afgrænser et tilledningsrum 4, til hvilket der via en tilledning 6 ledes væske fra en skematisk antydet denitrifikationsindretning 5. Via én 30 eller flere gasfordelere 7, der specielt er udformet som

Lindenholz-udstrømnings indretninger, tilføres en luft/ozon-blanding (der kommer fra en med 21 skematisk antydet ozoni-sator) i små bobler til væsken inden for tragten 3. Som

DK 165240B

3 ozonisator anvendes fx et apparat fra firmaet Sander, Elze, Forbundsrepubikken Tyskland, til brug i vand. 03-indholdet styres på en sådan måde, at der endnu ikke sker nogen denaturering af den tilstedeværende æggehvide.

5 I stigroret 2 stiger gas og væske efter luftløfteprincippet eller det såkaldte fluidiserede leje-princip opad og kommer ind i skumrøret, hvor der opadtil opbygges en skumsøjle, medens der samtidig i det afsnit af skumrøret, der omgiver stigroret, sker en strømning nedad, med hvilken gasboblerne 10 vandrer nedad, indtil de når den tragtformede ende 8, der betegnes "sugeafspændingskonussen", i hvilken strømningshastigheden nedsættes så meget, at boblerne skifter retning. Gassen, der nu igen strømmer opad, møder boblerne, som bevæger sig nedad, hvilket giver anledning til en 15 kraftig gennemhvirvling, ved hvilken gassens opholdstid i væsken forlænges og dens opløsning i vandet forbedres.

Dette betyder, at der mellem stigroret og skumrøret sker en turbulent bevægelse af boblerne i begge retninger (både opad og nedad).

20 Som antydet i fig. 2 og 3 kan der mellem stigroret og skumrøret være udformet lederibber 22, der eventuelt kan være snoede længderibber, som medfører en forlængelse af strømningsvejen.

Den boblefrie væske, der forlader den tragtformede ende, 25 strømmer opefter i kapperøret 9 og når via tilbageføringsrøret 10 igen tilbage til tilledningsrummet 4. Denne tilbageføring har til formål at bevirke en så effektiv mætning af væsken med ilt som muligt, hvorved der kan opnås en forøgelse af redoxpotentialet fra -200 til +200-+230 mV.

30 Tilbageføringen sker alt efter lufttilførsel og tilførsel af vand, der skal renses, ca. 60-100 gange i timen. Eventuelt i tilledningsvandet indeholdt nitrit oxideres derved til nitrat. Samtidig modvirker denne tilbageføring også biomasseslup fra flotationen. I de kendte indretninger er 35 der derimod stadig i udløbet indeholdt en del af de ægge-

DK 165240 B

4 hvideholdige substanser, der findes i det vand, som skal behandles (slup).

I rummet mellem kapperøret 9 og skumrøret 1 kan der være monteret fyldlegemer med filtrerings- og absorbervirkning 5 eller med mikroorganismer (fx aerobe bakterier) bevoksede bærelegemer, der kan have en yderligere rensevirkning.

Den øverste ende af skumrøret 1 kan forlænges teleskopisk i sin længderetning for at kunne tilpasses til en opsamlingsbeholder 11, i hvilken biomassen 12, der kan afgives via 10 afløbet 13 med et nedefter bøjet rør, opsamles. På opsamlingsbeholderen 11 findes der en aftagelig siindretning 14 med en underste si 15 og et lag 16 af aktivkul, gennem hvilket den ozonholdige luft afgives, hvorved ozonen nedbrydes katalytisk.

15 Under sien 15 er der fortrinsvis anbragt en hvælvet plade 17, der forhindrer, at biomassen kommer over i sien.

Væsken, der er beluftet og befriet for biomasse, forlader kapperøret 9 gennem væskeudløbet 18, hvis nederste dykke-studs 19 når ned under væskeoverfladen, hvorved det for-20 hindres, at gas og biomasse, der flyder ovenpå, rives med.

Alt efter luftdoseringen opbygges der en luft/vand-søjle over væskeoverfladen 20 inde i skumrøret 1. Højden af denne søjle er afhængig af - den tilførte luftmængde 25 - det indre stigrør 2's tværsnit og længde - skumrøret l's tværsnit og længde - overfladespændingen i det vand, der skal behandles - biomassebelastningen og - luftbobletværsnittet.

30 Da der under drift stadig tilføres vand, og dette ikke kan forlade skumrøret 1 opefter, opstår der ved overkanten af det indre stigrør 2 et tryk, der er tilstrækkeligt til at

DK 165240B

5 lede en delstrøm af det tilførte vand nedefter gennem skumrøret l. Dette tryk afhænger af den tilførte vandmængde og den i skumrøret opstående luft/vand-søjle. Samtidig bliver de luft/ozon-bobler, der findes i vandet, suget med 5 det nedadstrømmende vand, indtil de når den tragtformede ende 8, og stiger derfra igen opad.

Den biomasse, dér findes i vandet, lejrer sig under beluft-ningen på luft/ozon-boblerne og stiger med ind i luft/vandsøj len. Alt efter de ovenfor nævnte parametre dannes der et 10 mere eller mindre fast biomasseskum (flotation) i den øverste del af luft/vand-søjlen. Dette trykkes derefter ned i opsamlingsbeholderen 11 af den undvigende luft. Dér bliver biomassen flydende og bortledes via afløbet 13.

. Dette rager med afløbsåbningen ned i den affloterede bio-15 masse og forhindrer, at ozonholdig luft kan undvige ad denne vej. Den ozonholdige luft må nødvendigvis undvige gennem det i opsamlingsbeholderen 11 liggende lag 16 af aktivkul og ødelægges dér.

Den ovenfor beskrevne indretning udmærker sig ved en høj 20 effektivitet med hensyn til mætning af den behandlede væske med gas (ilt), en god fraskillelse af biomasse med lave driftsomkostninger og en lille apparatstørrelse. I et laboratorieapparat havde kapperøret en længde på 1010 mm og en diameter på 150 mm. Det indre stigrør havde en diameter 25 på 40 mm og en længde på 820 mm (910 mm med tragt) . Skumrøret 1 havde en indre diameter på 70 mm og en længde på 1065 mm til underkanten af opsamlingsbeholderen. Opsamlingsbeholderen 11 med den aftagelige siindretning 14 havde en højde på 120 mm og en diameter på 100 mm. Gennem tillednin-30 gen 6 blev der tilført 20 1 væske pr. time.

Tilbageføringsrøret 10 og væskeudløbet 18 havde en inder-diameter på 32 mm. Det beskrevne apparat blev anvendt til efterbehandling af denitreret vand til et havvandsakvarium. Naturligvis kan der konstrueres langt større udførelses-

DK 165240 B

6 former (fx til 1000 1 pr. time) eller mindre varianter efter behov.

Apparatet kan også anvendes til fraseparering af ægge-hvideholdige substanser ved aerob vandrensning eller til 5 klaring af spildevand fra fiske- eller kødindustrien.

Claims (6)

1. Beluftnings/flotationsreaktor eller -reaktionsbeholder til en væske, der indeholder biomasse, med et skumrør med en opsamlingsbeholder foroven samt et tilledningsrum for 5 væske og gas i form af små gasbobler forneden, kendetegnet ved, at skumrøret (1) har et aksialt stigrør, der afslutter tilledningsrummet, og som omsluttes af det koncentriske skumrør, hvis nederste tragtformigt udvidede ende (8) udmunder i det nederste område af et 10 kapperør (9), hvis øverste ende via mindst ét tilbageføringsrør (10) står i forbindelse med tilledningsrummet (4) under det aksiale stigrør (2), og som har et T-formet væskeudløb (18) med en dykkestuds (19), der når ned under væskeoverfladen i en udløbshøjde umiddelbart over en for-15 grening til tilbageføringsrøret (10), idet den øverste ende af skumrøret (l) kan forlænges teleskopisk.

2. Reaktionsbeholder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at opfangningsbeholderen (11) ender i en specielt aftagelig siindretning (14), der er 20 fyldt med aktivkul (16) .

3. Reaktionsbeholder ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den har en nedefter hvælvet, under siindretningen (14) placeret skive (17), der optager det meste af tværsnittet og er forbundet med en siplade 25 (15).

4. Reaktionsbeholder ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at den har især med mikroorganismer bevoksede fyldlegemer mellem skumrøret (1) og 30 kapperøret (9).

5. Reaktionsbeholder ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, DK 165240 B 8 kendetegnet ved, at den har en elektrisk ozoni-sator (21) i gasindgangsstrækningen.

6. Reaktionsbeholder ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, 5 kendetegnet ved, at den har ledéribber (22) mellem stigroret (2) og skumrøret (1).