SK279389B6 - Method and reactor for water purification - Google Patents

Abstract

A method for water purification, in which wastewater is fed into a reactor containing carriers which have a biofilm promoting a desired conversion of impurities, is disclosed. According to the method, carriers composed of plastic particulate elements which have at least a 1.5 times larger surface than smooth elements of the same dimension, are used. The carriers have a specific weight ranging from 0.90 to 1.20 kg/dm3, normally 0.92 to 0.98 kg/dm3, particularly 0.92 to 0.96 kg/dm3. The surface of the carriers is protected against the biofilm to be applied during the use thereof. It has further a shape that allows water to be easily transferred through the biofilm. The carriers with the biofilm are kept suspended in the water in a reactor for an aerobic, anoxic or anaerobic water purification comprising inlet and outlet tubes and optionally mixing devices. The reactor is provided with an inlet and outlet tube and, optionally a mixing device and contains a large number of carriers for the biofilm. The reactor is also disclosed in the presented invention.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Tento vynález sa týka spôsobu čistenia vody a reaktora, ktorý sa používa pri tomto spôsobe.The present invention relates to a water purification process and a reactor used in the process.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Sú známe rôzne, navzájom odlišné spôsoby čistenia odpadovej vody, ktoré sa uskutočňujú napr. mechanicky, sedimentáciou alebo čistením na sitovom filtre alebo chemicky, čistením uskutočňovaným pôsobením pridaných chemikálií a plynu, ako napr. ozónu alebo chlóru. Ďalej je známe, že sa voda spracováva biologicky, t. j. vystavením vody bakteriálnej kultúre, ktorá spôsobí požadovanú premenu znečisťujúcich látok. Vo veľkom rozsahu sa všetky uvedené metódy kombinujú.Various methods for treating waste water are known from one another, which are carried out e.g. mechanically, by sedimentation or sieving on a sieve filter, or chemically, by treatment with added chemicals and gas, such as e.g. ozone or chlorine. It is further known that water is treated biologically, i. j. by exposing water to a bacterial culture which causes the desired conversion of pollutants. To a large extent, all these methods are combined.

Tento vynález súvisí s problémom biologického čistenia pôsobením bakteriálnych kultúr.The present invention relates to the problem of biological purification by bacterial cultures.

Biologickým filmom (biofiltrom), ako bude vysvetlené ďalej, sa má rozumieť vrstva bakteriálnej kultúry, v ktorej môžu byť baktérie aeróbneho, anoxického alebo anaeróbneho typu, v závislosti od druhu požadovaného vyčistenia.By biological film (biofilter), it is to be understood that a bacterial culture layer in which the bacteria may be of the aerobic, anoxic or anaerobic type, depending on the type of purification desired.

Biologické čistiace metódy sa predovšetkým používajú na odpadové vody, ale môžu sa tiež použiť na čistenie vody používanej na pestovanie vodných kultúr rastlín a na pitnú vodu. Tento vynález sa môže využívať vo všetkých oblastiach, kde sa môžu používať biologické spôsoby na čistenie vody a odpadových vôd, najmä pri aeróbnom biologickom spôsobe, kde obsah reaktora je okysličovaný (oxidovaný) a miešaný pomocou prevzdušňovania, ale tiež pri anaeróbnych spôsoboch, kde obsah reaktora nie je prevzdušňovaný, ale uskutočňuje sa mechanické alebo hydrodynamické miešanie.Biological purification methods are mainly used for waste water, but can also be used for purification of water used for the cultivation of aquatic plant crops and for drinking water. The present invention can be used in all areas where biological processes for water and wastewater purification can be used, in particular in an aerobic biological process wherein the reactor contents are oxidized (oxidized) and agitated by aeration, but also in anaerobic processes where the reactor contents it is not aerated but mechanical or hydrodynamic mixing is performed.

Biologické spôsoby sa široko používajú na čistenie odpadových vôd. Zvyčajne sa biologické spôsoby používajú na zníženie obsahu organického materiálu vo vode, ale najmä v posledných rokoch biotechnologické spôsoby tiež nachádzajú použitie pri odstraňovaní amoniaku (nitrifikácia), odstraňovaní dusíku denitrifikáciou a odstraňovaní fosforu.Biological processes are widely used for waste water treatment. Usually, biological processes are used to reduce the organic material content of water, but especially in recent years, biotechnological processes also find use in ammonia removal (nitrification), nitrogen removal by denitrification and phosphorus removal.

Je potrebné rozlišovať medzi aeróbnymi a anaeróbnymi spôsobmi. Pri aeróbnych spôsoboch mikroorganizmy potrebujú kyslík, zatiaľ čo mikroorganizmy, ktoré sa ako živé používajú pri anaeróbnych spôsoboch, nemusia mať zabezpečený kyslík z voľného okolitého prostredia. Väčšina závodov na čistenie odpadovej vody na celom svete je založená na využití aeróbnych procesov, ale vzrastá záujem o anaeróbne spôsoby, najmä v súvislosti s odstraňovaním dusíka a čistením, ktoré súvisí s odstraňovaním dusíka a čistením koncentrovaných odpadových vôd z priemyslu organických látok.A distinction needs to be made between aerobic and anaerobic methods. In aerobic processes, the microorganisms need oxygen, while the microorganisms that are used as living in anaerobic processes may not have oxygen in the free environment. Most wastewater treatment plants around the world are based on the use of aerobic processes, but there is an increasing interest in anaerobic processes, particularly in relation to nitrogen removal and purification related to nitrogen removal and concentrated wastewater treatment from the organic industry.

Rozdiel je tiež medzi biologickými suspenznými systémami a systémami na základe biologického filmu (biofilmu). V biologických suspenzných systémoch sa mikroorganizmy plávajúce vo vode zhlukujú s časticami kalu v biologickom reaktore (bioreaktore). V aeróbnych suspenzných systémoch, v systémoch s aktívnou suspenziou sa častice vytvárajúce suspenziu oddeľujú od vody, a potom vracajú do biologického reaktora, kde sa udržiava najväčšie možné množstvo biomasy.There is also a difference between biological suspension systems and biological film (biofilm) systems. In biological suspension systems, the microorganisms floating in the water agglomerate with the sludge particles in the biological reactor (bioreactor). In aerobic suspension systems, in active suspension systems, the suspending particles are separated from the water, and then returned to the biological reactor where the greatest possible amount of biomass is maintained.

V systémoch založených na biologickom filme mikroorganizmy rastú na pevných povrchoch biologického reaktora. Biologický film rastie do hrúbky, ako sa mikroorganizmy rozmnožujú, pričom časti biologického filmu budú prípadne odpadať a bude vznikať nový biologický film.In biological film based systems, microorganisms grow on the solid surfaces of the biological reactor. The biological film grows in thickness as the microorganisms multiply, with parts of the biological film eventually falling off and a new biological film being formed.

Pretože biologický film je pevne viazaný a pohybuje sa voda, biomasa sa nevracia na využitie mikroorganizmov v najvyššej možnej miere.Because the biological film is tightly bound and the water moves, biomass does not return to the maximum extent possible for the use of microorganisms.

V poslednom čase bol veľký sklon k náhrade suspenzných systémov systémami naloženými na biologických filmoch. Hlavnými príčinami toho sú:Recently, there has been a strong tendency to replace suspension systems with systems loaded with biological films. The main reasons for this are:

a) Biomasa pripadajúca na objemovú jednotku môže byť oveľa vyššia, čo má za výsledok biologický reaktor, ktorý bude mať menší objem.(a) The biomass per volume unit may be much higher, resulting in a biological reactor having a smaller volume.

b) Biologické filmové reaktory môžu odolávať väčším zmenám zaťaženia a tiež zloženiu surovej vody, čo spôsobuje, že biologické filmové metódy sú odolnejšie ako metódy využívajúce aktívnu suspenziu.b) Biological film reactors can withstand greater load changes as well as raw water composition, making biological film methods more resistant than active slurry methods.

c) Porucha pri biologickom spôsobe nemá tak výrazné dôsledky pre metódy založené na biologickom filme, ako je tomu pri spôsoboch založených na aktívnom kale, pretože koncentrácia kalu z biologického reaktora je oveľa nižšia.c) The biological process failure does not have as significant consequences for biological film based methods as it is for active sludge-based methods, since the sludge concentration from the biological reactor is much lower.

Teraz sa vyskytujúce biologické filmové reaktory sú založené na rozdielnych systémoch, ako sú biologické rotory (rotačné biologické stýkače), biologické fitre a reaktory s fluidným lôžkom. Príklady biologických filtrov sú uvedené v Britskom patente č. 2 197 308, Európskom patente č. 301 237a2 a Francúzkom patente č. 73 17859, v ktorých je reaktor naplnený konštrukčnými prvkami, ktoré sú nepohyblivé. Existujú však tiež biologické filtre, v ktorých nosné prostredie pre biologický film je ponorené a kde objem vody je okysličovaný, ale takéto systémy sú založené na pevných nosičových telieskach (nosičoch), ktoré sú umiestnené napevno v reaktore alebo na prvkoch podobných penovej gume, ktoré sú ponechané, aby plávali v aktívnom kale reaktora.Currently occurring biological film reactors are based on different systems such as biological rotors (rotary contactors), biological filters and fluidized bed reactors. Exemplary biological filters are disclosed in British Patent No. 5,201,549. 2,197,308, European patent no. 301 237a2 and French patent no. 73 17859, in which the reactor is filled with structural elements that are stationary. However, there are also biological filters in which the biological film carrier medium is submerged and where the volume of water is oxygenated, but such systems are based on solid support bodies (s) that are fixed in the reactor or on foam rubber-like elements that are allowed to float in the reactor active sludge.

Systémy založené na použití aktívneho kalu (suspenzné systémy) majú nevýhodu v tom, že sa môže ťažko dosahovať dostatočné riadenie oddeľovania kalu, čo má za výsledok, že môže dochádzať k nežiaducej strate kalu s radom následkov pre zachytávač.Systems based on the use of active sludge (suspension systems) have the disadvantage that sufficient control of sludge separation can be difficult to achieve resulting in undesirable sludge loss with a number of consequences for the trap.

Inou zrejmou nevýhodou týchto systémov je, že objem reaktora je veľmi veľký, zatiaľ čo biomasa na jednotku objemu v reaktore je malá.Another obvious disadvantage of these systems is that the reactor volume is very large, while the biomass per unit volume in the reactor is small.

V porovnaní s bežnými biologickými filmovými systémami (biologickými rotormi a biologickými filtrami) však systémy pracujúce na základe aktívneho kalu majú výhodu v tom, že tieto systémy pracujú s otvoreným biologickým reaktorom, ktorý sa nemôže žiadnym spôsobom zaniesť.Compared to conventional biological film systems (biological rotors and biological filters), however, systems based on active sludge have the advantage that these systems operate with an open biological reactor that cannot be deposited in any way.

Najväčšou nevýhodou biologických rotorových systémov je, že sú založené na vopred vyrobenom biologickom reaktore, ktorý spôsobuje, že systém je veľmi málo prispôsobivý. Tieto systémy majú značné mechanické problémy s radom biologických rotorov a pokiaľ sa biologický rotor pokazí, je ťažké prispôsobiť biologický rotor inému systému. Napriek tomu existuje niekoľko príkladov biologických rotorových reaktorov, ktoré boli prestavané na biologické filtrové reaktory, ale vtedy bol systém založený na pevnom filtračnom materiáli.The biggest disadvantage of biological rotor systems is that they are based on a pre-fabricated biological reactor, which makes the system very scarce. These systems have considerable mechanical problems with a number of biological rotors, and if a biological rotor breaks down, it is difficult to adapt the biological rotor to another system. Nevertheless, there are several examples of biological rotor reactors that have been converted to biological filter reactors, but at that time the system was based on a solid filter material.

Hlavnou nevýhodou bežného biologického filtrového systému (biologického filtra), kde voda steká po nosnom materiáli na biologický film a kde dochádza k okysličovaniu prirodzeným prevetrávaním, je tá skutočnosť, že objem biologického reaktora je relatívne veľký. Značná nevýhoda je tiež v tom, že v tomto systéme sa množstvo kyslíka dávkované do procesu nemôže upraviť na množstvo, ktoré sa použije pri biologickom spôsobe a ktoré zodpovedá zaťaženiu organickými látkami. Všeobecne je známe, že výsledkom týchto podmienok je, že bežné biologické filtre poskytujú menší čistiaci účinok pre dané zaťaženie orga2 použije pri biologickom spôsobe a ktoré zodpovedá zaťaženiu organickými látkami. Všeobecne je známe, že výsledkom týchto podmienok je, že bežné biologické filtre poskytujú menší čistiaci účinok pre dané zaťaženie organickými látkami na jednotku objemu ako iné biologické fdmové metódy.The main drawback of a conventional biological filter system (biological filter), where water flows over the carrier material to a biological film and where oxygenation by natural ventilation occurs, is that the volume of the biological reactor is relatively large. A significant disadvantage is also that in this system the amount of oxygen fed into the process cannot be adjusted to the amount used in the biological process and which corresponds to the organic load. It is generally known that as a result of these conditions, conventional biological filters provide less cleaning effect for a given load of orga2 used in a biological process and which corresponds to a load of organic substances. It is generally known that as a result of these conditions, conventional biological filters provide less cleaning effect for a given organic load per unit volume than other biological methods.

Iným typom biologického filtra je tzv. ponorený biologický filter. Jeho princíp spočíva v tom, že napevno upevnený materiál biologického filtra je ponorený do reaktora, zatiaľ čo biomasa sa okysličuje prevzdušňovaním. Rastový povrch ponoreného biologického filtra je stacionárny a najčastejšie spočíva v zvlnenej plastickej hmote šupinkového tvaru, navzájom zlepenej za vzniku kociek, ktoré sú na sebe umiestnené ako stavebné tehly alebo v náhodne umiestnených jednotlivých prvkoch alebo vo forme granulátu, ktoré sú však vždy umiestnené napevno pri svojom použití v biologickom filtri. Hlavnou nevýhodou, s ktorou sú spojené napevno umiestnené ponorené biologické filtre je, že prístup k odvrátenej strane biologického filtra je veľmi ťažký. Ak sa biologický filter zanesie zo spodnej strany alebo ak sa zanesie prevzdušňovacie zariadenie umiestnené pod biologickým filtrom, musí sa na vyčistenie odstaviť celý biologický filter. Tiež je problém v tom, že prvky celého biologického filtra vyplávajú ako dôsledok čiastočného zanesenia a zachytenia veľkých vzduchových vrecák v materiáli biologického filtra.Another type of biological filter is so-called. Submerged biological filter. Its principle is that the permanently attached biological filter material is immersed in the reactor, while biomass is oxygenated by aeration. The growth surface of the submerged biological filter is stationary and most often consists of a corrugated plastic mass of scaled shape, glued together to form cubes which are stacked as building bricks or in randomly placed individual elements or in the form of granules, which are always fixed at their use in a biological filter. The main disadvantage with which fixed immersed biological filters are associated is that access to the far side of the biological filter is very difficult. If the biofilter is clogged from the underside or if the aeration device located below the biofilter is clogged, the entire biofilter must be shut down for cleaning. It is also a problem that the elements of the entire biological filter result from the partial clogging and entrapment of large air bags in the biological filter material.

Iný systém tvorí tzv. biologický reaktor s fluidným lôžkom. Toto riešenie je založené na biologickom reaktore naplnenom pieskom, a vode, ktorá sa čerpá z dna k hornej časti biologického reaktora rýchlosťou, ktorá stačí na fluidizáciu piesku. Biologický film rastie na zrnách piesku. V tomto systéme sa môže dosiahnuť značne veľkého množstva biomasy na jednotku objemu reaktora, pretože špecifická plocha na rast biologického filmuje veľká.Another system consists of. biological fluidized bed reactor. This solution is based on a biological reactor filled with sand, and water that is pumped from the bottom to the top of the biological reactor at a rate sufficient to fluidize the sand. Biological film grows on grains of sand. In this system, a considerable amount of biomass can be achieved per unit volume of the reactor, since the specific area for growth of the biological film is large.

Nevýhodou tohto systému je, že je príčinou veľmi veľkého zaťaženia organickými látkami na jednotku objemu. Preto aeróbne systémy nemôžu byť zásobené dostatočným množstvom kyslíka na jednotku objemu, na nahradenie kyslíka použitého v biomase. Pri praktickom uskutočnení je iným problémom oddeľovanie biologického filmu od zŕn piesku, pretože tie sú malé (zvyčajne 0,4 až 0,6 mm).The disadvantage of this system is that it causes a very high organic load per unit volume. Therefore, aerobic systems cannot be supplied with sufficient oxygen per unit volume to replace the oxygen used in biomass. In a practical embodiment, another problem is the separation of the biological film from the grains of sand, since they are small (usually 0.4 to 0.6 mm).

Okrem toho sú iné systémy, ktoré sú na hraniciach medzi obvyklými uvedenými systémami. Väčšina týchto systémov je zameraná na zvýšenie biomasy na jednotku objemu biologického reaktora a to pomocou vzniku biofilmu.In addition, there are other systems that are on the border between the usual systems mentioned. Most of these systems are aimed at increasing biomass per unit volume of biological reactor through biofilm formation.

Väčšina týchto alternatívnych systémov je založená na riešeniach medzi biologickým filmovým systémom a systémom na základe aktívneho kalu. Kal z posledného separačného stupňa sa vracia z nádrže po poslednom delení do biologickej filmovej kultúry v biologickom reaktore, aby sa zaistila kultúra v suspenzii. Týmto spôsobom sa skúša zvládnutie všetkých problémov.Most of these alternative systems are based on solutions between the biological film system and the active sludge system. The sludge from the last separation stage is returned from the tank after the last separation to the biological film culture in the biological reactor to ensure the suspension culture. In this way, all problems are tried.

Tento systém je neuspokojujúci z týchto dôvodov:This system is unsatisfactory for the following reasons:

a) Koncentrácia kalu v nádrži na oddeľovanie kalu sa stáva veľmi vysokou, čo má za výsledok veľké riziko pre zachytávač, pretože dochádza k strate kalu.(a) The sludge concentration in the sludge separation tank becomes very high, resulting in a high risk for the trap as sludge is lost.

b) Častice suspenzie budú prítomné ako organická prímes na biologickom filme. Táto skutočnosť bola doložená v niekoľkých výskumných projektoch.b) The suspension particles will be present as an organic additive on the biological film. This has been documented in several research projects.

Veľmi dôležitou nevýhodou systému založeného na raste biomasy a na malých úlomkoch penovej gumy, ktoré plávajú v reaktore je to, že tieto úlomky plávajú, rovnako tak ako sú naplavené na povrchu vody v biologickom reaktore, a tak dochádza k zlému styku medzi biomasou a prichádzajúcim substrátom. Iná podstatná nevýhoda spočíva v tom, že biomasa rastie iba na povrchu úlomkov a nie v objeme pórov, ako je zamýšľané. To je dôsledkom skutočnosti, že biologický film na vonkajšej strane zabraňuje prístupu vody a substrátu k vnútornému objemu.A very important disadvantage of a system based on biomass growth and the small foam rubber fragments that float in the reactor is that these fragments float as well as they float on the surface of the water in the biological reactor, thus causing poor contact between the biomass and the incoming substrate. . Another significant disadvantage is that biomass grows only on the surface of the debris and not in the pore volume as intended. This is due to the fact that the biological film on the outside prevents the access of water and the substrate to the inner volume.

Teraz bolo zistené, že sa dá vyhnúť podstatným nevýhodám uvedených systémov, zatiaľ čo súčasne sa môžu zachovať najdôležitejšie výhody každého z týchto systémov.It has now been found that the substantial disadvantages of these systems can be avoided, while at the same time the most important advantages of each of these systems can be maintained.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Pri spôsobe čistenia vody podľa tohto vynálezu sa používa nový typ nosiča na biologický film, ktorý sa môže používať v biologickom reaktore, kde príslušné biologické organizmy môžu rásť na nosičových telieskach.In the water purification process of the present invention, a new type of biological film carrier is used which can be used in a biological reactor, where the respective biological organisms can grow on carrier bodies.

Tento vynález poskytuje spôsob čistenia vody, pri ktorom sa odpadová voda dávkuje do reaktora obsahujúceho nosičové telieska, na ktorých rastie biologický film, ktorý pomáha požadovanému precedeniu nečistôt. Tento spôsob napomáha požadovanému prevedeniu nečistôt. Spôsob je vyznačený použitím nosičových teliesok, ktorých častice sú tvorené prvkami pozostávajúcimi z plastu, ktoré majúThe present invention provides a water purification process wherein the waste water is fed into a reactor comprising carrier bodies on which a biological film is grown to assist in the desired retention of impurities. This method assists in the desired design of the impurities. The method is characterized by the use of carrier bodies, the particles of which consist of plastic elements having

a) povrch, ktorý je aspoň 1,5-krát a najmä aspoň dvakrát väčší ako vonkajší povrch hladkých prvkov s rovnakým rozmerom(a) a surface which is at least 1,5 times, and in particular at least twice, larger than the outer surface of plain elements of the same dimension

b) špecifickú hmotnosť v rozsahu od 0,90 do 1,20 kg/dm³, zvyčajne od 0,92 do 0,98 kg/dm³, najmä od 0,92 do 0,96 kg/dm³.(b) a specific gravity in the range of 0.90 to 1.20 kg / dm ³ , usually 0.92 to 0.98 kg / dm ³ , in particular 0.92 to 0.96 kg / dm ³ .

c) povrch chránený proti povlaku biologického filmu počas používania a(c) surface protected against coating of the biological film during use; and

d) tvar, ktorý umožňuje ľahší prechod vody biologickým filmom, pričom nosičové telieska s biologickým filmom sa udržiavajú suspendované a pohybujúce sa v reaktore s privádzanou a odvádzanou vodou, pripadne pomocou miešacieho zariadenia.(d) a shape that allows water to pass more easily through the biological film, wherein the biological film carrier bodies are kept suspended and moving in the feed and drain water reactor, respectively by means of a mixing device.

Je otázkou, či je vhodný veľký rozsah veľkosti častíc nosičových teliesok. Vhodnú veľkosť budú mať častice, ktoré majú dĺžkový rozmer od 0,2 do 3 cm, najmä od 0,5 do 1,5 cm. Ale bolo by treba zdôrazniť, že podstatným znakom je, že nosičové telieska sa udržiavajú suspendované v reaktore a že iné rozmery, ako sú uvedené, sa môžu tiež očakávať.The question is whether a large particle size range of the carrier bodies is suitable. Particles having a length dimension of from 0.2 to 3 cm, in particular from 0.5 to 1.5 cm, will have a suitable size. However, it should be emphasized that an essential feature is that the carrier bodies are kept suspended in the reactor and that other dimensions than those mentioned can also be expected.

Výhodne sa nosičové teliesko pripravuje z mäkkého plastu, takže sa nepovlieka na iné nosičové materiály alebo na samotný reaktor s príslušenstvom. V súvislosti s otázkou plastu je treba uvažovať taký plast, ktorý by bol predovšetkým nosičovým materiálom bakteriálneho filmu a recirkulovaný plast by sa mal môcť výhodne používať na prípravu nosičových teliesok.Preferably, the carrier body is made of soft plastic so that it does not coat on other carrier materials or on the reactor itself with the accessories. With respect to the plastic issue, it is necessary to consider a plastic which is primarily a carrier material of a bacterial film and the recirculated plastic should preferably be used for the preparation of the carrier bodies.

Neexistujú žiadne zvláštne obmedzenia formy nosičového telieska za predpokladu, že majú veľký povrch na jednotku hmotnosti a uvedenú špecifickú hmotnosť, aby mohli byť vo forme suspenzie. Vhodné nosičové telieska môžu tiež pozostávať z kusov rúrky s vnútornými separačnými stenami. Tak na vonkajších, ako na vnútorných stenách sa bude tvoriť vrstva biologického filmu požadovanej bakteriálnej kultúry. Všeobecne by malo byť toľko separačných stien, koľko je možné na dosiahnutie povrchu mimoriadne veľkého, ale na druhej strane sa musí dosiahnuť to, aby otvory medzi separačnými stenami neboli tak malé, že by sa otvory upchávali. Pokiaľ je nosičové teliesko vo forme kúskov rúrky s vnútornými separačnými stenami, steny rúrky môžu výhodne mať vnútorné zakrivenie, takže na vonkajšej stene nenastáva trenie s inými nosnými telieskami alebo s reaktorom počas operácie. Pritom biologický film na vonkajšej stene nosičového telieska sa uchováva neporušenejší. Rúrka použitá na prípravu nosičového telieska môže mať napr. výhodne vnútorné steny, ktoré vytvárajú kríž. Tiež sa môžu vnútorné steny rúrky zhotoviť z plastového profilu, ale iné profily poskytujúce veľký povrch a jednoduchý priechod sa môžu použiť rovnako dobre. Je tiež možné použiť častice s hrubým povrchom, napr. hrubozmné častice, i keď tieto častice majú menší povrch, ako majú kusy z rúrky.There are no particular limitations to the form of the carrier, provided that they have a large surface area per unit weight and that specific gravity to be in the form of a suspension. Suitable carrier bodies may also consist of tube pieces with internal separation walls. A layer of biological film of the desired bacterial culture will form on both the outer and inner walls. In general, there should be as many separating walls as possible to achieve an extremely large surface, but on the other hand it must be ensured that the openings between the separating walls are not so small that the openings are clogged. If the support body is in the form of pieces of tube with internal separation walls, the tube walls may advantageously have an internal curvature so that there is no friction on the outer wall with other support bodies or with the reactor during the operation. The biological film on the outer wall of the carrier body is kept intact. The tube used to prepare the carrier may have e.g. preferably interior walls that form a cross. Also, the inner walls of the tube can be made of a plastic profile, but other profiles providing a large surface and a simple passage can be used equally well. It is also possible to use particles with a rough surface, e.g. coarse-grained particles, although these particles have a smaller surface area than the pipe pieces.

Oveľa výhodnejšie je nosičovým telieskom kus z vytlačenej rúrky, ktorý má deliace steny v pozdĺžnom smere rúrky, ktoré sú opatrené rebrami na vonkajšej strane. Príčina, prečo také nosičové teliesko je najmä výhodné, spočíva v tom, že sa veľmi ľahko pripravuje, na rozdiel od nosičových teliesok pripravovaných inými spôsobmi, napr. liatím pod tlakom, keď sa každé individuálne teliesko vyrába individuálne. Pri vytlačovaní sa rúrka vytláča nepretržite a reže sa na vhodné kusy. Všetky deliace steny sú potom v pozdĺžnom smere rúrky, takže bez ohľadu na to, kde je rúrka urezaná, priečne rezy sú vo všetkých prípadoch rovnaké.More preferably, the carrier body is an extruded tube piece having dividing walls in the longitudinal direction of the tube which are provided with ribs on the outside. The reason why such a carrier is particularly advantageous lies in the fact that it is very easy to prepare, unlike carrier bodies prepared by other methods, e.g. die casting, where each individual body is manufactured individually. During extrusion, the tube is extruded continuously and cut into suitable pieces. All the dividing walls are then in the longitudinal direction of the pipe, so that no matter where the pipe is cut, the cross-sections are the same in all cases.

Okrem toho pri nosičovom teliesku obsahujúcom vnútorné deliace steny je známe, že je výhodné, aby tiež obsahovalo rebrá na vonkajšej strane, takže je vo forme kusu z vytlačenej rúrky, ktorý má deliace steny v pozdĺžnom smere rúrky tak na vonkajšom, ako na vnútornom obvode rúrky. Pri takom usporiadaní sa dosiahne hlavne veľký povrch s relatívne malým množstvom materiálu, napr. plastu, v porovnaní s obvyklým povrchom. Podobne vnútorné povrchy rúrky, rovnako ako vonkajšie povrchy zakončené rebrami, ktoré sú vytlačené na obvode rúrky, budú chránené proti povlaku na biologickom filme počas použitia.In addition, the support body comprising the inner partition walls is known to be advantageous to also include ribs on the outside, so that it is in the form of an extruded tube piece having partition walls in the longitudinal direction of the tube both on the outer and the inner circumference of the tube. . In such an arrangement, a large surface with a relatively small amount of material, e.g. plastic, compared to the usual surface. Similarly, the inner surfaces of the tube, as well as the outer surfaces terminated by the ribs that are embossed on the periphery of the tube, will be protected against coating on the biological film during use.

Nosičové teliesko sa používa v reaktore na čistenie vody tým, že sa zavedie príslušné množstvo nosičových teliesok do reaktora a voda sa čistí spracovaním v reaktore pomocou biologického filmu, ktorý sa vytvoril a ktorý rastie na nosičových telieskach. Toto spracovanie vedie k požadovanej premene nečistôt. Výhodne sa používa reaktor s prívodom vody na dne a s odvodom vyčistenej vody z hornej časti reaktora, ale také umiestnenie nie je nevyhnutné, najmä ak sa použije miešacie a cirkulačné zariadenie. Reaktor je bežne vybavený sitom, ktorého oká majú menšiu šírku, ako aký je najmenší priemer nosičového telieska. Toto usporiadanie slúži na to, aby zabránilo nosičovým telieskam uniknúť z reaktora. Nosičové telieska sa môžu ľahko vyčerpať z reaktora a udržovanie reaktora nevyžaduje prerušenie operácie.The carrier is used in a water purification reactor by introducing an appropriate amount of carrier bodies into the reactor and the water is purified by treatment in the reactor with a biological film that has formed and which grows on the carrier bodies. This treatment leads to the desired conversion of impurities. Preferably, a reactor is used with a water inlet at the bottom and a discharge of purified water from the top of the reactor, but such a location is not necessary, especially if a mixing and circulation device is used. The reactor is normally equipped with a screen having a mesh width less than the smallest diameter of the support body. This arrangement serves to prevent the carrier bodies from escaping from the reactor. The carrier bodies can be easily exhausted from the reactor and maintaining the reactor does not require interruption of operation.

Reaktor podľa tohto vynálezu na aeróbne, anoxické alebo anareóbne čistenie vody, vybavený prívodnou rúrkou, výtokom vyčistenej vody a výtokovou trubicou obsahuje biofilmové nosičové telieska so špecifickou hmotnosťou v rozmedzí od 0,90 do 1,20 kg/dm3, zvyčajne od 0,92 do 0,98 kg/dm3, najmä od 0,92 do 0,96 kg/dm3, pričom objem týchto biofilmových nosičových teliesok v prázdnom reaktore presdstavuje 30 až 70 % objemu reaktora, zahrnuje sito na oddeľovanie nosičových teliesok od kvapaliny pri výtoku vyčistenej vody a vybavený miešacím zariadením.A reactor according to the invention for aerobic, anoxic or anarobic water purification, equipped with an inlet pipe, purified water outlet and discharge tube, comprises biofilm carrier bodies with a specific weight ranging from 0.90 to 1.20 kg / dm3, usually from 0.92 to 1.20 0.98 kg / dm3, in particular from 0.92 to 0.96 kg / dm3, the volume of these biofilm carrier bodies in the empty reactor being 30 to 70% of the reactor volume, comprising a screen for separating the carrier bodies from the liquid at the outlet of purified water; equipped with mixing equipment.

V opise tohto vynálezu a v pripojených patentových nárokoch sa používajú výrazy plastická hmota, mäkká plastická hmota a recirkulovaná plastická hmota. Tieto výrazy majú bežný význam, ktorý je zvyčajný v oblasti makromolekulámej chémie a plastické materiály takto označené nie sú obmedzené na žiadne špecifické plastické hmoty alebo ich skupiny. Takto označenými plastickými hmotami môžu byť ľubovoľné plastické hmoty, ktoré sa zvyčajne používajú v priemyselnej praxi. Ich predovšetkým výhodným príkladom je polyetylén.In the description of the invention and in the appended claims the terms plastic, soft plastic and recirculated plastic are used. These terms have a common meaning as is common in the field of macromolecular chemistry and the plastics materials so designated are not limited to any specific plastics or groups thereof. The plastics so designated may be any of the plastics commonly used in industrial practice. A particularly preferred example thereof is polyethylene.

Výrazom nosičové teliesko, pozostávajúce z častíc z plastickej hmoty sa označujú kúsky plastického materiálu, ktoré majúThe term carrier body consisting of plastic particles denotes pieces of plastic material having

a) povrch, ktorý je aspoň 1,5-krát a najmä aspoň dvakrát väčší ako vonkajší povrch hladkých prvkov s rovnakým rozmerom(a) a surface which is at least 1,5 times, and in particular at least twice, larger than the outer surface of plain elements of the same dimension

b) špecifickú hmotnosť v rozsahu od 0,90 do 1,20 kg/dm3, zvyčajne od 0,92 do 0,98 kg/dm3, najmä od 0,92 do 0,96 kg/dm3.(b) a specific gravity in the range of 0.90 to 1.20 kg / dm3, usually 0.92 to 0.98 kg / dm3, in particular 0.92 to 0.96 kg / dm3.

c) povrch chránený proti povlaku biologického filmu počas používania a(c) surface protected against coating of the biological film during use; and

d) tvar, ktorý umožňuje ľahší prechod vody biologickým filmom.(d) a shape which allows water to pass more easily through the biological film.

Výraz recirkulovaná plastická hmota sa vzťahuje na plastický materiál, ktorý sa získal z použitej plastickej hmoty. Výraz mäkká plastická hmota označuje plastický materiál mäkkého charakteru, na rozdiel od tvrdých plastických hmôt.The term recirculated plastic refers to a plastic material obtained from the plastic used. The term soft plastic refers to a plastic material of a soft nature, as opposed to a hard plastic.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na pripojených obrázkoch 1 až 3 sú znázornené vhodné typy nosičových teliesok a obrázky 4 až 7 ilustrujú typy reaktorov.In the accompanying Figures 1 to 3 suitable types of carrier bodies are shown and Figures 4 to 7 illustrate the types of reactors.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vhodný typ nosičového telieska s rebrami je ilustrovaný na priečnom reze, ktorý je znázornený na obr. 1. Pri pohľade zo strany bude nosičové teliesko vyzerať ako obdĺžnik. To je takmer najjednoduchší predstaviteľný tvar. Iný tvar je ilustrovaný na obr. 2, kde rúrka má štvorcový prierez a je vybavená niekoľkými vnútornými stenami. Modifikácia tohto uskutočnenia je ilustrovaná na obr. 3, kde vnútorné strany, rovnako ako vonkajšie steny, sú predĺžené na druhú stranu obvodu rúrky, aby sa dosiahli uvedené rebrá. Ako je ilustrované na obr. 1, také rebrá nemusia byť iba pokračovaním vnútorných stien alebo vonkajších stien, ale tiež môžu byť vo forme nezávislých rebier, ktoré sú umiestnené napr. medzi rebrami ilustrovanými na obr. 3.A suitable type of carrier with ribs is illustrated in the cross section shown in FIG. 1. Viewed from the side, the carrier will look like a rectangle. This is almost the simplest conceivable shape. Another shape is illustrated in FIG. 2, wherein the tube has a square cross-section and is provided with several inner walls. A modification of this embodiment is illustrated in FIG. 3, wherein the inner sides as well as the outer walls are elongated to the other side of the pipe circumference to achieve said ribs. As illustrated in FIG. 1, such ribs need not only be a continuation of the inner walls or outer walls, but can also be in the form of independent ribs, which are positioned e.g. between the ribs illustrated in FIG. Third

Jednoduchý reaktor je znázornený na obr. 4, kde reaktor 1 je tvorený valcom, ktorý obsahuje nosičové telieska 2 pre biologický film. Na výtoku 5 vyčistenej vody je reaktor 1 vybavený sitom 3. Voda sa zavádza rúrkou 4 ku dnu nádrže a odsávané plyny sa odvádzajú rúrkou 6 v hornej časti nádrže. Tvorbe peny sa môže zabrániť kropiacim systémom 7, ktorým sa môže rozstrekovať voda na povrch v reaktore.A simple reactor is shown in FIG. 4, wherein the reactor 1 is formed by a cylinder comprising carrier bodies 2 for a biological film. At the effluent 5 of the purified water, the reactor 1 is equipped with a screen 3. The water is introduced through a pipe 4 to the bottom of the tank and the exhaust gases are discharged through a pipe 6 at the top of the tank. Foam formation can be prevented by sprinkling systems 7 by which water can be sprayed onto the surface of the reactor.

Obr. 5 ilustruje reaktor vybavený zariadením 8 na zavádzanie vzduchu, ktorým sa zavádza vzduch privádzaný potrubím 9. Tento reaktor je určený na aeróbne spôsoby.Fig. 5 illustrates a reactor equipped with an air introduction device 8 through which the air supplied through line 9 is introduced. This reactor is intended for aerobic processes.

Obr. 6 a 7 ilustrujú reaktory vybavené miešadlom, ktoré sa majú používať pri anaeróbnych spôsoboch a ktoré sú inak podobné reaktoru znázornenému na obr. 1. Na obr. 6 je miešacie zariadenie tvorené vrtuľovým miešadlom 10,Fig. 6 and 7 illustrate reactors equipped with a stirrer to be used in anaerobic processes and which are otherwise similar to the reactor shown in FIG. 1. FIG. 6, the mixing device comprises a propeller stirrer 10,

SK 279389 Β6 ktoré je poháňané motorom. Na obr. 7 miešanie zabezpečuje cirkulačné čerpadlo 11, ktoré je prepojené cez cirkulačné potrubie 12.EN 279389 Β6 which is driven by an engine. In FIG. 7, the mixing pump is provided by a circulation pump 11 which is connected via a circulation pipe 12.

Nosičové telieska používané v reaktore a spôsob podľa tohto vynálezu tvorí systém, ktorý v porovnaní so systémami známymi z doterajšieho stavu techniky a už opísanými, má niekoľko výhod:The carrier bodies used in the reactor and the process of the present invention form a system which has several advantages over the prior art and already described systems:

- priestor reaktora je úplne otvorený a dochádza k povrchovému rastu biologického filmu na materiáli, ktorý je tvorený pevnými ncporcznymi časticami a nastáva cirkulácia v biologickom reaktore, pričom špecifická hmotnosť častíc je veľmi blízka 1,0 kg/dm²,- the reactor space is completely open and there is a surface growth of the biological film on the material consisting of solid non-porous particles and circulation in the biological reactor, the specific gravity of the particles being very close to 1.0 kg / dm ² ,

- biologický reaktor sa môže úplne uzatvoriť a nosičový materiál sa môže ponoriť, čo spôsobuje optimálny styk medzi nečistotami vo vode a mikroorganizmami na nosičových telieskach, aký je možný, rovnako ako možnosť plného potlačenia zapáchajúcich látok uvoľňujúcich sa pri spôsobe,- the biological reactor can be completely sealed and the carrier material can be submerged, causing optimal contact between the impurities in the water and the microorganisms on the carrier bodies, as well as the possibility of fully suppressing odorous substances released in the process,

- biologický reaktor sa môže okysličovať prevzdušňovaním, čo umožňuje správne nastavenie spotreby a dodávania kyslíka. Tak sa zaťaženie organickými látkami môže upravovať v súlade so spotrebou v biomase.- the biological reactor can be oxygenated by aeration, allowing the oxygen consumption and supply to be properly adjusted. Thus, the organic load can be adjusted in accordance with biomass consumption.

Systém podľa tohto vynálezu má rovnaké výhody ako systém založený na aktívnej suspenzii v tom, že reaktor je otvorený, a preto nemôže dochádzať k upchávaniu. Okrem toho reaktor môže mať prakticky ľubovoľnú formu.The system of the present invention has the same advantages as an active slurry-based system in that the reactor is open and therefore no clogging can occur. In addition, the reactor can take virtually any form.

Je veľkou výhodou tohto systému, v porovnaní s inými biologickými filmovými systémami, že existujúci systém tvorený aktívnym kalom sa môže veľmi ľahko prestavať takým spôsobom, že sa systém podľa tohto vynálezu prispôsobí existujúcim zariadeniam, ktoré sú založené na princípe aktívneho kalu. Také prestavanie je veľmi komplikované pri iných biologických filmových systémoch.It is a great advantage of this system, compared to other biological film systems, that the existing active sludge system can be easily converted in such a way that the system of the present invention adapts to existing active sludge based systems. Such rebuilding is very complicated in other biological film systems.

Rozdiel medzi systémom podľa tohto vynálezu a ponoreným biologickým filtrom už objasneným je predovšetkým v tom, že rastový povrch biologického filmu v systéme podľa tohto vynálezu je vystavený cirkuláciou v biologickom reaktore, ako dôsledok turbulencie uskutočňovanej pri prevzdušňovaní alebo pôsobení hydrodynamických síl, zatiaľ čo rastový povrch v ponorenom biologickom filtri, ako je uvedené, je vstavaný napevno a zvyčajne pozostáva zo zvlneného plastu šupinkového tvaru navzájom zlepenej za vzniku kociek, ktoré sú na seba umiestnené ako stavebné tehly v náhodne umiestnených jednotlivých prvkoch alebo vo forme granulátu, ktoré sú však vždy umiestnené napevno počas prevozu biologického filtra.The difference between the system of the present invention and the submerged biological filter already elucidated is primarily that the growth surface of the biological film in the system of the present invention is exposed to circulation in the biological reactor as a result of turbulence occurring during aeration or hydrodynamic forces. The submerged biological filter, as mentioned, is embedded permanently and usually consists of corrugated, flake-shaped plastic bonded together to form cubes which are stacked as building bricks in randomly placed individual elements or in the form of granules, which are always fixed during the period biological filter transfer.

V systéme podľa tohto vynálezu upchanie biologického filtračného prostredia nie je možné, pretože biologické filtračné prostredie nie je stacionárne a pohybuje sa pritom, ako dochádza k prúdeniu v biologickom reaktore. Pokiaľ by sa v reaktore upchalo prevzdušňovacie zariadenie, bolo by veľmi jednoduché odstrániť prostredie z biologického fitra jeho jednoduchým vyčerpaním. Podobne sa prostredie môže načerpať do biologického reaktora, ak sa proces začína.In the system of the present invention, the clogging of the biological filtering medium is not possible because the biological filtering medium is not stationary and moves as it flows in the biological reactor. If the aeration device was clogged in the reactor, it would be very easy to remove the environment from the biological filter by simply exhausting it. Similarly, the environment can be pumped into the biological reactor when the process begins.

Ak sa biologický reaktor použije na anaeróbne spôsoby, pri ktorých sa neuskutočňuje prevzdušňovanie, prostredie v biologickom reaktore sa podrobí nepretržitému alebo občasnému miešaniu, napr. pomocou vrtuľového miešadla alebo pomocou cirkulačného čerpadla. Preto je možnosť upchania veľmi malá. Naproti tomu, pokiaľ sa použije napevno vstavaný biologický filter, je riziko upchania v anaeróbnom systéme podstatne väčšie. Obsah reaktora sa pri uskutočnení podľa tohto vynálezu môže zahrievať, aby sa urýchlila reakčná rýchlosť pri anaeróbnych podmienkach.If the biological reactor is used for anaerobic processes in which no aeration takes place, the environment in the biological reactor is subjected to continuous or occasional agitation, e.g. using a propeller stirrer or a circulation pump. Therefore, the possibility of clogging is very small. On the other hand, if a permanently built-in biological filter is used, the risk of clogging in the anaerobic system is substantially greater. The reactor contents can be heated in an embodiment of the invention to accelerate the reaction rate under anaerobic conditions.

Pri spôsobe podľa tohto vynálezu povrch na objemovú jednotku, požadovaný na operáciu, môže byť rozhodujúci a z neho sa dodávka kyslíka môže upraviť tak, aby bola presne v súlade so spotrebou kyslíka, ku ktorej dochádza. Dodávanie kyslíka sa tiež môže upraviť tak, že sa na okysličovanie použije vzduch, namiesto čistého kyslíka. Častice, na ktorých biologický film rastie, sú porovnateľne veľké a nedochádza k ich klesaniu, ale k cirkulácii alebo sa udržujú v cirkulácii, takže špecifická hmotnosť častíc sa môže voliť nezávisle od množstva vody, ktoré sa požaduje, aby bolo v reaktore.In the method of the present invention, the surface per unit volume required for the operation may be critical, and therefrom the oxygen supply may be adjusted to exactly match the oxygen consumption that occurs. The oxygen supply can also be adjusted so that air is used for oxygenation instead of pure oxygen. The particles on which the biological film grows are comparatively large and do not sink but are circulated or maintained in the circulation, so that the specific gravity of the particles can be selected independently of the amount of water required to be in the reactor.

V systéme podľa tohto vynálezu by sa kal nemal zvyčajne vracať do biologického reaktora na účel zvýšenia biomasy. Ale nedá sa zabrániť, aby sa kal mohol vrátiť, pokiaľ sa napr. použije systém v existujúcom zariadení na základe aktívneho kalu.In the system of the invention, sludge should not normally be returned to the biological reactor to increase biomass. But it is impossible to prevent the sludge from returning if, e.g. use the system in an existing plant based on active sludge.

Zvláštnym znakom vynálezu je dosiahnutie väčšej dezintegračnej rýchlosti substrátu na objemovú jednotku reaktora, než aká sa dosahuje pri porovnateľnom systéme, a preto dochádza k nižším nákladom na jednotku hmotnosti dezintegrovaného substrátu.A particular feature of the invention is to achieve a greater disintegration rate of the substrate per unit volume of the reactor than is achieved with a comparable system, and therefore there is a lower cost per unit weight of the disintegrated substrate.

Predmet vynálezu sa dosahuje tým, že sa biologický film nechá rásť na nosičových telieskach podľa tohto vynálezu, ktoré sú umiestnené v reaktore, ktorým preteká voda určená na vyčistenie.The object of the invention is achieved by growing the biological film on carrier bodies according to the invention which are placed in a reactor through which the water to be cleaned flows.

Pokiaľ k aeróbnemu biologickému procesu má dochádzať v biologickom reaktore, obsah reaktora sa prevzdušňuje. Prevzdušňovaním sa nosičové telieska dôkladne miešajú v reakčnom objeme a zaisťuje sa dobrý styk medzi biologickým filmom, rastúcim na nosičových telieskach a substrátom v odpadovej vode.If the aerobic biological process is to take place in a biological reactor, the reactor contents are aerated. By aeration, the carrier bodies are thoroughly mixed in the reaction volume and good contact between the biological film growing on the carrier bodies and the substrate in the waste water is ensured.

Keď sa v biologickom reaktore má uskutočňovať anaeróbny spôsob, obsah reaktora sa neprevzdušňuje. Dôkladné miešanie obsahu reaktora sa potom zaisťuje napr. mechanickým miešaním (vrtuľovým miešadlom) alebo cirkulačným čerpaním obsahu reaktora.When the anaerobic process is to be carried out in a biological reactor, the reactor contents are not aerated. Thorough mixing of the reactor contents is then ensured e.g. by mechanical stirring (propeller stirrer) or by circulating the reactor contents.

Zvyčajne sa nosičové telieska budú udržiavať v reaktore, pokiaľ voda vyteká z reaktora pomocou sita s otvormi trocha menšími, ako je prierez týchto nosičových teliesok. Na zvláštne použitie, napr. na biologické odstraňovanie fosforu, bude tiež možné nechať nosičové telieska vytekať z reaktora s vodou, neskôr uskutočniť delenie a nosičové telieska vracať do reaktora. To v danom prípade umožňuje ponechať biologický film rastúci na nosičových telieskach pretekať tak aeróbnym, ako anaeróbnym reaktorom.Typically, the carrier bodies will be maintained in the reactor as long as the water flows out of the reactor through a screen with holes slightly smaller than the cross-section of the carrier bodies. For special use, e.g. For biological phosphorus removal, it will also be possible to allow the carrier bodies to drain from the water reactor, to carry out the separation later and to return the carrier bodies to the reactor. In this case, this allows the biological film growing on the carrier bodies to flow through both the aerobic and the anaerobic reactors.

Reaktory môžu byť v dopredu zhotovenej forme, ktorá je úplne uzavretá tal na aeróbne, ako anaeróbne spôsoby. To umožňuje úplné potlačenie zápachu, ktorý môže vznikať v reaktore. Tak v reaktore používanom na aeróbne spôsoby ako v reaktore používanom na anaeróbne spôsoby, plyny odchádzajúce z procesu sa zachytávajú a odvádzajú. Pri aeróbnych spôsoboch odchádzajúce plyny pozostávajú predovšetkým z oxidu uhličitého a menšieho množstva iných plynov, ktoré sa nechávajú odchádzať do vzduchu, prípadne po oddelene uskutočnenej deodorizácii. Pri anaeróbnych spôsoboch odpadové plyny pozostávajú predovšetkým z metánu a oxidu uhličitého s obsahom menšieho množstva iných plynov. Tento bioplyn má vysokú výhrevnosť, a preto sa podľa potreby môže používať na výrobu elektrickej energie.The reactors may be in a preformed form that is completely sealed to aerobic, such as anaerobic methods. This allows a complete suppression of the odor that may be generated in the reactor. Thus, in a reactor used for aerobic processes as in a reactor used for anaerobic processes, the gases leaving the process are collected and removed. In aerobic processes, the off-gases consist mainly of carbon dioxide and a smaller amount of other gases which are allowed to be discharged into the air, possibly after separately deodorizing. In anaerobic processes, the waste gases consist mainly of methane and carbon dioxide containing a smaller amount of other gases. This biogas has a high calorific value and can therefore be used to generate electricity as needed.

Pokiaľ sa vynález používa na zlepšenie existujúcich čistiacich zariadení, reaktor bude zvyčajne otvorený, aby saWhen the invention is used to improve existing purification plants, the reactor will usually be opened to be

SK 279389 Β6 mohli využiť už existujúce nádrže (napr. prevzdušňovacie zásobníky v zariadeniach na základe aktívneho kalu).The existing tanks (eg aeration tanks in active sludge installations) could be used.

Množstvo nosičových teliesok v reaktore sa bude meniť podľa oblasti použitia a použiteľného objemu reaktora. Obvyklé je také množstvo, pri ktorom nosičove telieska vo vyprázdnenom reaktore zaberajú 30 až 70 % objemu reaktora. Ale množstvo sa môže upraviť tak, aby zaťaženie reaktora substrátom bolo prispôsobené k zamýšľanej práci. Množstvo môže byť rozhodujúce pre oxidačnú kapacitu reaktora.The amount of carrier bodies in the reactor will vary depending on the area of use and the usable reactor volume. Typically, the amount of carrier bodies in the emptied reactor occupies 30 to 70% of the reactor volume. However, the amount can be adjusted so that the substrate load of the reactor is adapted to the intended work. The amount may be critical to the oxidation capacity of the reactor.

Tri najdôležitejšie hodnoty potrebné na stanovenie rozmerov biologického reaktora sú objem reaktora, počet nosičových teliesok na objemovú jednotku reaktora a množstvo kyslíka, ktoré sa musí zavádzať (v prípade aeróbneho reaktora).The three most important values required to determine the dimensions of a biological reactor are the reactor volume, the number of carrier bodies per reactor volume and the amount of oxygen to be introduced (in the case of an aerobic reactor).

Samotný reaktor sa môže zhotoviť z akéhokoľvek primeraného materiálu, ale napred zhotovené, uzavreté reaktory sa zvyčajne stavajú z ocele alebo GAP, zatiaľ čo otvorené reaktory' sa zvyčajne stavajú z betónu alebo ocele.The reactor itself may be made of any appropriate material, but pre-formed, sealed reactors are usually built of steel or GAP, while open reactors are usually built of concrete or steel.

Kal z biologického filmu sa môže oddeľovať vypúšťaním z biologického reaktora ľubovoľným technickým postupom na oddeľovanie častíc, ako napr. sedimentáciou, ílotáciou, filtráciou a technickým postupom využívajúcim membrány.The slurry from the biological film can be separated by discharging from the biological reactor by any particle separation technique such as e.g. sedimentation, ilotation, filtration and membrane technique.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Ako je všeobecne opísané, biologický reaktor sa môže používať na všetky čistiace technické postupy založené na biologickej degradácii látky, ktorá sa má odstrániť.As generally described, the biological reactor can be used for all purification techniques based on the biological degradation of the substance to be removed.

Najdôležitejšou oblasťou použitia však môže byť:However, the most important field of use may be:

* odstránenie organických látok z odpadovej vody aeróbnou reakciou, * odstránenie organických látok z koncentrovaných organických odpadových vôd anaeróbnou reakciou, * odstránenie amoniaku na dusitan a dusičnan aeróbnou reakciou (nitrifikácia), * odstránenie dusíka redukciou dusitanu a dusičnanu na plynný dusík anaeróbnou (anoxickou) reakciou (denitrifikáciou), * odstránenie fosforu aeróbnou/anaeróbnou reakciou.* removal of organic matter from the wastewater by aerobic reaction, * removal of organic matter from concentrated organic waste water by anaerobic reaction, * removal of ammonia to nitrite and nitrate by aerobic reaction (nitrification), * removal of nitrogen by reduction of nitrite and nitrate to gaseous nitrogen by anaerobic (anoxic) (denitrification), * removal of phosphorus by an aerobic / anaerobic reaction.

Tento vynález poskytuje tieto ďalšie výhody pri čistení odpadovej vody.The present invention provides these additional advantages in wastewater treatment.

* Biologický reaktor podľa tohto vynálezu vyžaduje menší reakčný priestor na odstraňovanie daného počtu hmotnostných jednotiek odpadu (organických látok, amoniaku a pod.) ako existujúce obvyklé usporiadania, keďže je viac biomasy na jednotku objemu.* The biological reactor of the present invention requires less reaction space to remove a given number of weight units of waste (organic matter, ammonia, etc.) than the existing conventional arrangements as there is more biomass per unit volume.

* V napred zhotovenej (prefabrikovanej) forme je biologický reaktor podľa tohto vynálezu zvyčajne uzavretý, aby sa dosiahlo lepšie potlačenie uvoľňovania zapáchajúcich plynov, ako je tomu pri obvyklých riešeniach.* In a pre-fabricated (prefabricated) form, the biological reactor of the present invention is usually sealed in order to achieve better suppression of odor gas release than in conventional solutions.

* Pri aeróbnom uskutočnení je lepšia možnosť upraviť dodávku kyslíka podľa jeho potreby, než ako je to pri bežných systémoch.* In aerobic design, it is better to adjust the oxygen supply as needed than with conventional systems.

* V dôsledku veľkého styčného povrchu medzi biomasou a zavádzaným vzduchom, je dôvod očakávať lepšie využitie kyslíka v reaktore podľa tohto vynálezu, než ako je to pri obvyklých zariadeniach na základe aktívneho kalu. To umožňuje znížiť potrebu vzduchu a následne vznik nákladov na energiu na prevádzku reaktora podľa tohto vynálezu, v porovnaní so systémami založenými na využití aktívneho kalu.Due to the large contact surface between the biomass and the feed air, there is reason to expect a better utilization of oxygen in the reactor of the present invention than with conventional active sludge plants. This makes it possible to reduce the air requirement and consequently to incur energy costs for the operation of the reactor according to the invention, as compared to active sludge-based systems.

* Reaktor bude mať približne rovnaké znaky tak pre aeróbne, ako pre anaeróbne systémy. Výsledkom toho je, že sa aeróbny systém môže jednoducho prerobiť na anaeróbny systém a naopak. To je najmä výhodné pre systémy, ktoré vyžadujú tak aeróbny, ako anaeróbny stupeň, napr. pre systémy biologického odstraňovania dusíka a fosforu.* The reactor will have approximately the same characteristics for both aerobic and anaerobic systems. As a result, the aerobic system can easily be converted into an anaerobic system and vice versa. This is particularly advantageous for systems that require both an aerobic and an anaerobic step, e.g. for biological nitrogen and phosphorus removal systems.

* V porovnaní s ponorenými biologickými filtrami so stacionárnym rastovým povrchom pre biofílm, tu nastáva povrchový rast biofilmu, ktorý je oveľa jednoduchšie odstrániť z reakčnej nádoby. Ľahko sa čistí, kontroluje a udržuje tak reaktor, ako aeróbny systém a znižuje sa nebezpečie upchania povrchu, kde dochádza k rastu, prostredím.* Compared to submerged biological filters with a stationary biofilm growth surface, biofilm surface growth occurs here, which is much easier to remove from the reaction vessel. It is easy to clean, control and maintain both the reactor and the aerobic system and reduce the risk of environmental clogging of the surface where growth occurs.

* Pri existujúcich biologických čistiacich zariadeniach založených na aktívnom kale sa veľmi ľahko zvýši kapacita, pokiaľ sa existujúce reaktory použijú v systéme podľa tohto vynálezu.With existing active sludge based biological treatment plants, capacity is very easily increased when existing reactors are used in the system of the present invention.

Claims (9)

1. Spôsob čistenia vody, pri ktorom sa odpadová voda dávkuje do reaktora obsahujúceho nosičové telieska, na ktorých rastie biologický film napomáhajúci požadovanej premene nečistôt, vyznačujúci sa tým, že sa použijú nosičové telieska, pozostávajúce z častíc z plastu, ktoré majúA process for the purification of water, wherein the wastewater is fed into a reactor comprising carrier bodies on which a biological film to promote the desired conversion of impurities is grown, characterized in that carrier bodies consisting of plastic particles having a) povrch, ktorý je aspoň 1,5-krát väčší ako vonkajší povrch hladkých prvkov s rovnakým rozmerom,(a) a surface which is at least 1,5 times larger than the outer surface of plain elements of the same dimension; b) špecifickú hmotnosť v rozsahu od 0,90 do 1,20 kg/dm^, zvyčajne od 0,92 do 0,98 kg/dm^, najmä od 0,92 do 0,96 kg/dmÁ(b) a specific gravity in the range from 0,90 to 1,20 kg / dm,, usually from 0,92 to 0,98 kg / dm ^, in particular from 0,92 to 0,96 kg / dmÁ c) povrch chránený proti povlaku biologického filmu počas používania a(c) surface protected against coating of the biological film during use; and d) tvar, ktorý umožňuje ľahší prechod vody biologickým filmom, pričom nosičové telieska s biologickým filmom sa udržujú suspendované a pohybujúce sa v reaktore s prívodom a odvodom, a prípadne pomocou miešacieho zariadenia.(d) a shape which permits easier passage of water through the biological film, the biological film carrier being held suspended and moved in the feed and discharge reactor, and optionally by means of a mixing device. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa použijú nosičové telieska, ktoré majú povrch, ktorý je aspoň dvakrát tak veľký, ako je vonkajšia strana hladkých prvkov s rovnakým rozmerom.Method according to claim 1, characterized in that carrier bodies are used which have a surface which is at least twice as large as the outside of the smooth elements of the same dimension. 3. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 a 2, vyzná č u j ú t i sa tým, že sa použijú nosičové telieska, ktoré majú dĺžkový rozmer v rozsahu od 0,2 do 3 cm, najmä od 0,5 do 1,5 cm.Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that carrier bodies having a length in the range of from 0.2 to 3 cm, in particular from 0.5 to 1.5 cm, are used. 4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, v y značujúci sa tým, že sa použijú nosičové telieska, ktoré boli pripravené z mäkkej plastickej hmoty, prípadne z recirkulovanej plastickej hmoty a sú vo forme kusov rúrky s vnútornými deliacimi stranami.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that carrier bodies which are made of soft plastic or recycled plastic and are in the form of pipe pieces with internal dividing sides are used. 5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, v y značujúci sa tým, že sa použijú nosičové telieska, ktoré sú tvorené kusmi vytlačenej rúrky z plastickej hmoty.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that carrier bodies are used which consist of pieces of extruded plastic tube. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa t ý m , že sa použijú nosičové telieska, ktorú sú tvorené kusmi rúrky z plastickej hmoty a ktoré majú deliace steny v pozdĺžnom smere rúrky na vnútornom obvode a rebrá na vonkajšej strane v pozdĺžnom smere.Method according to claim 5, characterized in that carrier bodies are used which consist of pieces of plastic tube and which have dividing walls in the longitudinal direction of the tube on the inner circumference and ribs on the outside in the longitudinal direction. 7. Reaktor na aeróbne, anoxické alebo anaeróbne čistenie vody, vybavený prívodnou rúrkou, výtokom vyčistenej vody a výtokovou rúrkou, vyznačujúci sa t ý m , že obsahuje biofilmové nosičové telieska (2) so špecifickou hmotnosťou v rozmedzí od 0,90 do 1,20 kg/drrú, zvyčajne od 0,92 do 0,98 kg/drrú, najmä od 0,92 do 0,96 kg/dm3, pričom ich objem predstavuje 30 až 70 % prázdneho priestoru, ďalej obsahuje sito (3) na oddeľovanie nosičových teliesok od kvapaliny pri výtoku (5) vyčistenej vody a je vybavený miešacím zariadením.7. Aerobic, anoxic or anaerobic water purification reactor, equipped with an inlet pipe, purified water outlet and outlet pipe, characterized in that it comprises biofilm carrier bodies (2) having a specific weight in the range from 0.90 to 1.20 kg / brush, usually from 0.92 to 0.98 kg / brush, in particular from 0.92 to 0.96 kg / dm3, the volume of which represents 30 to 70% of the void space, further comprising a screen (3) for separating the carrier the liquid bodies at the outlet (5) of the purified water and is equipped with a mixing device. 8. Reaktor podľa nároku 7 na aeróbne čistenie vody, vyznačujúci sa tým, že miešacie zariadenie zahrnuje zariadenie (8) na zavádzanie vzduchu z potrubia (9).Reactor according to claim 7, for aerobic water purification, characterized in that the mixing device comprises a device (8) for introducing air from the duct (9). 9. Reaktor podľa nároku 7 na anaeróbne čistenie vody, vyznačujúci sa tým,že obsahuje miešacie zariadenie, ktoré je tvorené mechanickým miešadlom (10) alebo cirkulačným čerpadlom (11).Reactor according to claim 7, for the anaerobic purification of water, characterized in that it comprises a mixing device which consists of a mechanical stirrer (10) or a circulation pump (11).