DE102009037953A1

DE102009037953A1 - Reaktor

Info

Publication number: DE102009037953A1
Application number: DE102009037953A
Authority: DE
Inventors: Axel Gommel; Dieter Efinger; Ronald Dr. Mulder
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH; Aquatyx Wassertechnik GmbH
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2011-03-03
Also published as: US20130037468A1; CN102471109B; EP2467335A1; CN102471109A; WO2011020651A1; US8663468B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur anaeroben Reinigung von Abwasser (1), insbesondere von Abwasser (1) aus der Papierindustrie, umfassend einen Reaktorbehälter mit wenigstens einem Zulauf (2) zur Zuführung von zu reinigendem Abwasser (1) in den Reaktor, wenigstens einem Ablauf (3) zum Abführen von gereinigtem Wasser, wenigstens einem Sedimentabzug (4) sowie wenigstens zwei übereinander angeordneten Mehrphasentrenneinrichtungen (5, 6). Dabei soll die Leistung des Reaktors bei möglichst geringem Aufwand dadurch verbessert werden, dass zumindest zwei Mehrphasentrenneinrichtungen (5, 6) unterschiedlich ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur anaeroben Reinigung von Abwasser, insbesondere von Abwasser aus der Papierindustrie, umfassend einen Reaktorbehälter mit wenigstens einem Zulauf zur Zuführung von zu reinigendem Abwasser in den Reaktor, wenigstens einem Ablauf zum Abführen von gereinigtem Wasser, wenigstens einem Sedimentabzug sowie wenigstens zwei übereinander angeordneten Mehrphasentrenneinrichtungen.
Zur Abwasserreinigung sind eine Vielzahl von mechanischen, chemischen sowie biologischen Verfahren und entsprechende Reaktoren bekannt. Bei der biologischen Abwasserreinigung wird das zu reinigende Abwasser mit aeroben oder anaeroben Mikroorganismen kontaktiert, welche die in dem Abwasser enthaltenen organischen Verunreinigungen im Falle von aeroben Mikroorganismen überwiegend zu Kohlendioxid, Biomasse und Wasser und im Falle von anaeroben Mikroorganismen vorwiegend zu Kohlendioxid und Methan und nur zu einem geringen Teil zu Biomasse abbauen.
Dabei werden die biologischen Abwasserreinigungsverfahren in jüngster Zeit zunehmend mit anaeroben Mikroorganismen durchgeführt, weil bei der anaeroben Abwasserreinigung nicht unter hohem Energieaufwand Sauerstoff in den Bioreaktor eingeführt werden muss, bei der Reinigung energiereiches Biogas erzeugt wird, welches nachfolgend zur Energiegewinnung eingesetzt werden kann, und deutlich geringere Mengen an Überschussschlamm erzeugt werden.
Je nach der Art und Form der eingesetzten Biomasse werden die Reaktoren für die anaerobe Abwasserreinigung in Kontaktschlammreaktoren, UASB-Reaktoren, EGSB-Reaktoren, Festbettreaktoren und Fliessbettreaktoren unterteilt.
Während die Mikroorganismen bei Festbettreaktoren an ortsfesten Trägermaterialien und die Mikroorganismen bei Fliessbettreaktoren auf frei beweglichen, kleinem Trägermaterial anhaften, werden die Mikroorganismen bei den UASB und EGSB-Reaktoren in Form von sogenannten Pellets eingesetzt. Im Unterschied zu UASB(upflow anaerobic Sludge blanket; anaerobe Aufströmschlammbett)-Reaktoren sind EGSB-(expanded granulär Sludge bed; expandierte, granuläre Schlammbett)-Reaktoren höher und weisen bei gleichem Volumen eine deutlich kleinere Grundfläche auf.
Bei den UASB und EGSB-Reaktoren wird dem Reaktor über einen Zulauf im unteren Reaktorbereich kontinuierlich zu reinigendes Abwasser oder eine Mischung aus zu reinigendem Abwasser und bereits gereinigtem Abwasser aus dem Ablauf des Anaerobreaktors zugeführt und durch ein oberhalb des Zulaufs befindliches, Mikroorganismenpellets enthaltendes Schlammbett geführt.
Beim Abbau der organischen Verbindungen aus dem Abwasser bilden die Mikroorganismen insbesondere Methan und Kohlendioxid enthaltendes Gas (welches auch als Biogas bezeichnet wird), das sich teilweise in Form kleiner Bläschen an den Mikroorganismenpellets anlagert und teilweise in Form freier Gasbläschen in dem Reaktor nach oben steigt. Aufgrund der angelagerten Gasbläschen sinkt das spezifische Gewicht der Pellets, weshalb die Pellets in dem Reaktor nach oben steigen. Um das gebildete Biogas und die aufsteigenden Pellets von dem Wasser zu trennen, sind in dem mittleren und/oder oberen Teil des Reaktors Abscheider zumeist in Form von Gashauben angeordnet, unter deren First sich Biogas ansammelt, welches ein Gaspolster ausbildet, worunter eine Flotationsschicht aus Mikroorganismenpellets und Abwasser befindlich ist. Von Gas und Mikroorganismenpellets befreites, gereinigtes Wasser steigt in dem Reaktor nach oben und wird am oberen Ende des Reaktors über Überläufe abgezogen. Derartige Verfahren und entsprechende Reaktoren sind beispielsweise in der EP 0 170 332 A und in der EP 1 071 636 B beschrieben.
In Hochlastreaktoren zur anaeroben Abwasserbehandlung werden üblicherweise 2 Dreiphasentrenneinrichtungen verwendet. Diese bestehen aus versetzt übereinander angeordneten Gassammelhauben unter denen sich aufsteigende Biogasblasen und aufsteigender granulierter Bioschlamm (Pellets) sammelt. Das Gas wird wie bereits erwähnt aus den Hauben abgeführt. Die granulierte Biomasse gibt entweder an ihr haftendes Gas ab und sinkt dann wieder ab zum Reaktorboden oder wird als Gas/Wasser/Pelletgemisch über ein Rohrsystem in einer Gastrenneinrichtung auf dem Reaktorkopf geführt und dort Scherkräften ausgesetzt. Dadurch löst sich dass sich das Gas von der Biomasse, und der Granulatschlamm wird wieder in den Prozess zurückgeführt.
Die obere Dreiphasentrenneinrichtung bildet üblicherweise auch das Dach der Reaktoren.
Die Aufgabe der Erfindung ist es die Leistung des Reaktors mit möglichst geringem Aufwand zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest zwei Mehrphasentrenneinrichtungen unterschiedlich ausgebildet sind. Damit kann die Gestaltung der Mehrphasentrenneinrichtungen besser an die Gegebenheiten am Einbauort im Reaktorbehälter sowie die speziellen Aufgaben, die damit verbunden sind, angepasst werden.
Die untere Mehrphasentrenneinrichtung, die die Hochlastzone im unteren Reaktorbereich abschließt, hat vorzugsweise die Aufgabe den Großteil des entstehenden Biogases abzutrennen. Hier muss sichergestellt sein, dass die auftretenden Gasmengen eingefangen werden und das Gas/Schlamm/Wassergemisch sicher in den internen Zirkulationskreislauf geführt wird. Der interne Rezirkulationskreislauf besteht aus einer Mammutpumpe, die in die Gastrenneinrichtung auf dem Reaktorkopf fördert. Das abgetrennte Gas/Wassergemisch gelangt von dort über eine Fallleitung wieder in den Bereich unter die untere Mehrphasentrenneinrichtung.
Die obere Mehrphasentrenneinrichtung hat primär die Aufgabe sicherzustellen, dass keine granulierte Biomasse mit dem Klarwasser ausgetragen wird. Sie ist nicht an den internen Rezirkulationskreislauf angeschlossen. Abgeschiedene körnige Biomasse wird daher i. A. ausschließlich durch Sedimentation wieder in den Prozess zurückgeführt. Wenn der Raum über der Suspension gasdicht ausgeführt wird, ist ein separates auffangen von Gas nicht erforderlich, da das Gas selbständig in diesen Gassammelraum gelangt.
Durch die spezifische Anpassung der Mehrphasentrenneinrichtungen kann auf eine größere Beruhigungszone zwischen den Mehrphasentrenneinrichtungen verzichtet werden.
In diesen Beruhigungszonen wird die Strömung der Suspension vergleichmäßigt, um eine gute Wirkung der oberen Mehrphasentrenneinrichtung zu gewährleisten. Dadurch geht aber auch Tankvolumen verloren, welches für den eigentlichen Umsetzungsvorgang zur Verfügung gestellt werden könnte.
Des Weiteren ist es durch die Erfindung möglich, dass zumindest eine Mehrphasentrenneinrichtung, vorzugsweise die obere, insbesondere die oberste nur einen Teil des Reaktorquerschnitt überdeckt, was die Fertigung verbilligt.
Wenigstens eine untere, vorzugsweise die unterste Mehrphasentrenneinrichtung sollte als Dreiphasentrenneinrichtung ausgebildet sein, welche ein System aus Gashauben und vorzugsweise auch Leitelemente besitzt.
Diese Dreiphasentrenneinrichtung soll bei möglichst großen freien hydraulischen Durchtrittsflächen das aufsteigende Gas einfangen und in Gassammeleinrichtungen leiten, aus denen es abgeführt werden kann.
Hierzu sollten die Leitelemente mit Vorteil unterhalb der Zwischenräume zwischen benachbarten Gashauben angeordnet sein.
Für die Trennung von Biomasse und Wasser genügt es folglich, dass zumindest eine obere, vorzugsweise die oberste Mehrphasentrenneinrichtung lediglich als Zweiphasentrenneinrichtung ausgebildet ist, welche eine möglichst große Klärfläche zur Verfügung stellt.
In besonders einfacher Ausführung besteht diese Zweiphasentrenneinrichtung ausschließlich oder zumindest im Wesentlichen aus Leitelementen.
Dabei werden diese Leitelemente vorzugsweise von Lamellen eines Lamellenabscheiders gebildet.
Um Raum zu sparen, sollte der Lamellenabscheider mit einer sehr niedrigen Bauhöhe ausgeführt werden.
Der Lamellenabscheider kann in Form von Platten oder in Form von ineinander steckbaren mehreckigen Elementen ausgebildet sein.
Entsprechend den Anforderungen und Gegebenheiten kann es von Vorteil oder erforderlich sein, dass die Leitelemente über den gesamten Querschnitt des Reaktorbehälters verteilt oder aber nur über einen, vorzugsweise zentralen Teilquerschnitt des Reaktorbehälters verteilt angeordnet sind.
Falls der Lamellenabscheider kleiner als der Reaktorquerschnitt ist, so sollte er so ausgelegt sein, dass bei den jeweiligen hydraulischen Bedingungen eine optimale Abscheidung der Biomasse erfolgt. In diesem Fall muss durch geeignete Maßnahmen, insbesondere durch unter den Leitelementen angeordnete Gasableitelemente vermieden werden, dass aufsteigendes Gas in den Lamellenabscheider tritt.
Vor allem wenn der Lamellenabscheider kleiner als der Reaktorquerschnitt ist, aber auch allgemein, sollte sich im oberen Teil des Reaktorbehälters ein gasdichter Gassammelraum befinden, der mit einer Gasabzugsleitung verbunden ist, so dass aufsteigendes Biogas sicher im Gassystem aufgefangen wird.
Über der obersten Mehrphasentrenneinrichtung sollte wenigstens ein Ablauf zum Abführen des gereinigten Wassers vorhanden sein.
Durch eine gut ausgelegte obere Zweiphasentrenneinrichtung kann der Anaerobreaktor meist mit höheren Aufstiegsgeschwindigkeiten gefahren werden als bei konventionellen Reaktoren.
Damit der Sedimentationsprozess nicht durch eventuell vorhandenes restliches Biogas gestört wird, kann es vorteilhaft sein, vor den eigentlichen Mehrphasentrenneinrichtungen eine Zone zu schaffen, in der die Suspension höheren Scherkräften ausgesetzt ist. In dieser Zone wird an der Biomasse noch anhaftendes Biogas abgeschert, so dass die Sedimentationseigenschaften der granulierten Biomasse verbessert werden.
Dies kann zum Beispiel durch lokal erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten, häufige Umlenkungen oder Schikanen im Prozesswasserfluss erfolgen. Die Mehrphasentrenneinrichtungen sind dabei so ausgeführt, dass absinkende körnige Biomasse wieder in den Prozess gelangt.
Da bei diesem Konzept eine Beruhigungszone sehr viel kürzer ausfallen kann, ist es auch möglich, untere und obere Mehrphasentrenneinrichtungen miteinander zu verbinden und so Baukosten einzusparen.
Alternativ oder ergänzend kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens ein Abfluss im oberen Teil des Reaktorbehälters Teil der oberen, vorzugsweise der obersten Mehrphasentrenneinrichtung ist.
Dies ermöglicht es gereinigtes Wasser über ein Sieb des Abflusses abzupumpen, wobei das Sieb leichte Biomasse zurückhalten soll. Dabei kann das Sieb mit Abreinigungseinrichtungen versehen werden, welche gleichzeitig notwendige Impulse erzeugen, um das Gas von der granulierten Biomasse abzuscheren.
Die Antriebsenergie könnte hierzu durch die zur Verfügung stehende Geodätik erzeugt werden.
Eine Alternative hierzu stellt die Abscheidung von Biomasse und Wasser und die Abtrennung in einem leichten Zentrifugalfeld dar. Die dabei auftretenden Scherkräfte dürfen allerdings nicht so hoch sein, dass sie den Bioschlamm beschädigen.
In diesem Zentrifugalfeld würde abgeschiedenes Gas ins Zentrum wandern.
Biomasse würde mit der Schwerfraktion abgeschieden und könnte in den Prozess zurückgefördert werden.
Als treibendes Gefälle für einen derartigen Abscheider ist ebenfalls die geodätische Höhe des Reaktors ausreichend.
In den meisten Einsatzfällen genügt es, wenn der Reaktor nur zwei Mehrphasentrenneinrichtungen besitzt, was den Aufwand begrenzt. Bei Bedarf kann die Anzahl der Trenneinrichtungen aber durchaus höher ausfallen.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Längsschnitt durch einen Reaktor;
2 bis 4: verschiedene untere Mehrphasentrenneinrichtungen 5 und
5 bis 8: unterschiedliche obere Mehrphasentrenneinrichtungen 6.
Der in 1 dargestellte Bioreaktor umfasst einen Reaktorbehälter, der in seinem mittleren und oberen Teil zylindrisch ausgestaltet ist und sich in seinem unteren Teil nach unten konisch verjüngt.
Im unteren Teil des Reaktors, d. h. im Trichter ist das Zulaufverteilsystem 2 zur Zuführung des zu reinigenden Abwassers 1 untergebracht.
In dem mittleren und oberen Reaktorbehälter befinden sich zwei Mehrphasentrenneinrichtungen 5, 6.
Diese Trenneinrichtungen 5, 6 können jeweils mehrere Gashauben 7 oder sogar mehrere Lagen an Gashauben 7 besitzen.
Oberhalb der oberen Mehrphasentrenneinrichtung 6 befinden sich Abläufe 3 jeweils in Form eines Überlaufs, über welche das gereinigte Wasser aus dem Reaktor abgezogen wird.
Auf dem Reaktor ist eine Gastrenneinrichtung 17 angeordnet, die mit den beiden Mehrphasentrenneinrichtungen 5, 6 über die Leitungen 18 verbunden ist. Zudem führt von dem Boden der Gastrenneinrichtung 17 eine Sinkleitung 19 in den unteren Teil des Reaktorsbehälters.
Des Weiteren befindet sich im unteren Teil des Reaktorbehälters, nämlich im unteren Teil des Trichters, ein Sedimentabzug 4, wobei über den Sedimentabzug 4 Feststoffe bzw. eine Suspension aus Feststoff und Flüssigkeit aus dem Reaktorbehälter abgezogen werden können und über die Zulaufleitung 2 Flüssigkeit zum Spülen des unteren Reaktorbehälterteils eingeführt werden kann.
Das Zulaufverteilsystem wird von einer Vielzahl von Zuläufen 2 gebildet, die gleichmäßig am Boden des Reaktorbehälters, hier der Innenwand des Trichters angeordnet sind und das zu reinigende Abwasser 1 in den Reaktorbehälter führen.
Eine hohe Anzahl an steuerbaren Zulaufleitungen 2 erlaubt es dabei die Verteilung des zugeführten Abwassers 1 am Boden des Reaktorbehälters einzustellen.
Beim Betrieb des Reaktors wird über die Zuläufe 2 zu reinigendes Abwasser 1 in den Reaktorbehälter eingeführt, wobei es zu einer innigen Vermischung zwischen dem zugeführten Abwasser 1 und dem im Reaktor befindlichen Medium kommt, welches aus bereits teilweise gereinigtem Abwasser 1, Mikroorganismenpellets und kleinen Gasbläschen besteht.
Das eingeführte Abwasser 1 strömt von den Zuläufen 2 in dem Reaktorbehälter langsam aufwärts, bis es in die mikroorganismenhaltige Schlammpellets enthaltende Fermentationszone 19 gelangt. Die in den Pellets enthaltenen Mikroorganismen zersetzen die in dem Abwasser 1 enthaltenen organischen Verunreinigungen hauptsächlich zu Methan und Kohlendioxidgas. Durch die erzeugten Gase entstehen Gasbläschen, von denen sich die größeren von den Pellets ablösen und in Form von Gasblasen durch das Medium perlen, wohingegen kleine Gasbläschen an den Schlammpellets haften bleiben. Diejenigen Pellets, an denen kleine Gasbläschen anhaften und welche daher ein geringeres spezifisches Gewicht als die anderen Pellets und das Wasser aufweisen, steigen in dem Reaktorbehälter auf, bis sie die untere Mehrphasentrenneinrichtung 5 erreichen.
Die freien Gasbläschen fangen sich in den Gashauben 7 und bilden unter dem First der Gashauben 7 ein Gaspolster. Direkt unterhalb des Gaspolsters bildet sich eine Flotationsschicht bestehend aus Mikroorganismenpellets mit daran anhaftenden kleinen Gasbläschen.
Das in den Gashauben 7 gesammelte Gas sowie Pellets und Wasser aus der Flotationsschicht werden beispielsweise über eine in der Stirnseite der Gashauben 7 vorhandene, nicht dargestellte Öffnung aus den Gashauben 7 abgeführt, gegebenenfalls über eine ebenfalls nicht dargestellte Mischkammer miteinander vermischt und über die Leitung 18 in die Gastrenneinrichtung 17 geführt.
Das Wasser, die aufsteigenden Mikroorganismenpellets und die Gasblasen, die nicht bereits in der unteren Mehrphasentrenneinrichtung 5 abgetrennt wurden, steigen in dem Reaktorbehälter weiter nach oben bis zu der oberen Mehrphasentrenneinrichtung 6.
Aufgrund der Abnahme des hydrostatischen Drucks zwischen der unteren 5 und der oberen Trenneinrichtung 6 lösen sich die letzten kleinen Gasbläschen von den in die obere Mehrphasentrenneinrichtung 6 gelangten Mikroorganismenpellets ab, so dass das spezifische Gewicht der Pellets wieder zunimmt und die Pellets nach unten sinken.
Die restlichen Gasblasen werden in den eventuell vorhandenen Gashauben 7 der oberen Mehrphasentrenneinrichtung 6 aufgefangen und wiederum an den Stirnseiten der einzelnen Gashauben 7 in eine Gassammelleitung überführt, von der das Gas über die Leitung 18 in die Gastrenneinrichtung 17 geführt wird.
Falls keine Gashauben 7 vorhanden sind, so kann das Gas in einem gasdichten Gassammelraum 15 im oberen Teil des Reaktorbehälters aufgefangen werden, welcher mit einer Gasabzugsleitung verbunden ist.
Das nunmehr gereinigte Wasser steigt von der oberen Mehrphasentrenneinrichtung 6 weiter nach oben, bis es über die Überläufe aus dem Reaktorbehälter abgezogen und durch eine Ablaufleitung 3 abgeleitet wird.
In der Gastrenneinrichtung 17 trennt sich das Gas von dem restlichen Wasser und den Mikroorganismenpellets, wobei die Suspension aus Pellets und dem Abwasser über die Sinkleitung 19 in den Reaktorbehälter rezirkuliert wird. Dabei mündet die Austrittsöffnung der Sinkleitung 19 in den unteren Teil des Reaktorbehälters, wo die rückgeführte Suspension aus Pellets und Abwasser mit dem, dem Reaktor über die Zuläufe 2 zugeführten Abwasser 1 vermischt wird, wonach der Kreislauf von neuem beginnt.
Je nach dem Ursprung des dem Reaktor über die Zuläufe 2 zugeführten Abwassers 1 enthält das Abwasser mehr oder weniger Feststoffe. Abwasser aus der Papierindustrie beispielsweise enthält signifikante Konzentrationen an festen Füllmaterialien und Kalk.
Nachdem das feststoffhaltige Abwasser 1 die Zuläufe 2 verlassen hat, steigt es nach oben in den zylinderförmigen Reaktorbehälterteil. Der Anteil der in dem Abwasser 1 enthaltenen Feststoffe, der ein Mindestmass an spezifischer Dichte übersteigt, sinkt bereits nach dem Verlassen der Zuläufe 2 in den sich nach unten verjüngenden Trichter und sammelt sich dort.
Ferner kristallisiert ein Teil des in dem Abwasser 1 enthaltenden Kalks, nachdem das Abwasser in die Schlammbettzone aufgestiegen ist, an den Schlammpellets aus, welche insoweit als Kristallisationszentren wirken. Dadurch übersteigt ein Teil der Schlammpellets eine kritische spezifische Dichte und sinkt infolge dessen aus dem Schlammbett ab und sammelt sich ebenfalls in dem Trichter.
Über den Sedimentabzug 4 kann das sich an der Spitze des Reaktorbehälters sammelnde Sediment je nach Bedarf kontinuierlich oder chargenweise aus dem Reaktor abgezogen werden.
Zur Verbesserung der Effizienz der Abwasserbehandlung aber auch zur Minimierung der Herstellungskosten werden die Mehrphasentrenneinrichtungen 5,6 speziell an ihre Aufgaben angepasst. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass die untere Mehrphasentrenneinrichtung primär für den Gaseinfang optimiert ist und die obere gewährleistet, dass mit ihnen restlicher Granulatschlamm sicher aus dem Klarwasser abgeschieden werden kann.
Daher ist die untere Mehrphasentrenneinrichtung 5 als Dreiphasentrenneinrichtung und die obere 6 lediglich als Zweiphasentrenneinrichtung ausgeführt.
Gemeinsam ist den in den 2 bis 4 gezeigten Varianten einer unteren, sich über den gesamten Reaktorquerschnitt erstreckenden Dreiphasentrenneinrichtung 5 das Vorhandensein von mehreren nebeneinander angeordneten Gashauben 7.
In 2 und 3 sollen mehrere, übereinander angeordnete Lagen von Gashauben 7 möglichst viel Gas auffangen und abführen.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die Gashauben 7 der übereinander liegenden Lagen im Wesentlichen jeweils auch übereinander positioniert. Dabei befinden sich unter und zwischen den Gashauben 7 waagerecht und schräg verlaufende Leitelemente 8, welche die Gasblasen zu den darüber liegenden Gashauben 7 leiten sollen.
Im Gegensatz hierzu sind die Gashauben 7 der übereinander angeordneten Lagen derart zueinander versetzt, dass sich möglichst eine Gashaube 7 einer oberen Lage über dem Zwischenraum zwischen zwei oder mehren Gashauben 7 einer darunter angeordneten Lage befindet. Dies ermöglicht es auf Leitelemente 8 zu verzichten.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 zeigt eine Lage von Gashauben 7 sowie mehrere sich darunter befindende Lagen von nebeneinander angeordneten Leitelementen 8. Diese Leitelemente 8 verlaufen schräg und lenken die Gasblasen zu den Gashauben 7.
Durch diese Vielzahl von Leitelementen 8 wirken auf die Pellets verstärkt Scherkräfte, was die Loslösung der Gasblasen von diesen fördert.
Die hier dargestellten Varianten können problemlos auch miteinander kombiniert werden.
Die 5 und 6 zeigen jeweils eine obere Zweiphasentrenneinrichtung 6, über der sich der Überlauf mit dem Ablauf 3 für das gereinigte Abwasser 1 befindet.
In beiden Fällen wird die Trenneinrichtung 6 von Leitelementen 9 in Form von Lamellen eines Lamellenabscheiders gebildet, welche die Feststoffe vom Wasser trennen sollen.
sDieser Abscheider erstreckt sich in 5 über den gesamten Reaktorquerschnitt und in 6 nur über einen zentralen Teil des Reaktorquerschnitts.
Die Auswahl erfolgt entsprechend den Gegebenheiten, insbesondere der Stärke des Gasanfalls in diesem Bereich.
In 5 wird der gesamte oberen Teil des Reaktorbehälters, d. h. über dem Überlauf als Gassammelraum 15 genutzt, aus dem das Gas über eine Leitung abgeführt.
Im Unterschied hierzu befindet sich bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel unter den Leitelementen 9 ein Gasableitelement 10 in Form einer sich über den gesamten Lamellenabscheider erstreckenden, waagerechten Platte. Dieses Gasableitelement 10 führt aufsteigendes Gas hier in die Randbereiche des Reaktorquerschnitts über welchen sich ein gasdichter Gassammelraum 15 befindet.
Eine obere Zweiphasentrenneinrichtung 6 anderer Art zeigen die 7 und 8.
In 7 führt ein Abfluss 16 aus dem oberen Teil des Reaktors in einen Trennbehälter 12, in dem die Füllhöhe wesentlich unter dem Zulauf des Abflusses 16 liegt, wobei der obere Teil des Trennbehälters 12 mit einer Gasabzugsleitung 13 verbunden ist, der unterste Teil mit einer Leitung 14 zur Rückführung der Biomasse in den unteren Teil des Reaktors führt und zwischen dieser Biomasse-Leitung 14 und der Füllhöhe sich der Ablauf 3 für das gereinigte Wasser befindet.
Die Rückführung der Biomasse über die Biomasse-Leitung 14 sollte mit Förderhilfsmitteln, wie hier einer Pumpe, unterstützt werden.
Durch die Schwerkraft verstärkt durch die Fallhöhe kommt es zur Abscheidung von Biomasse und Wasser, was deren getrennte Ableitung ermöglicht. Das dabei abgeschiedene Gas wandert weitestgehend nach oben und kann dort abgeführt werden.
Als treibendes Gefälle für einen derartigen Abscheider ist die geodätische Höhe des Reaktors ausreichend.
Bei 8 wird das gereinigte Wasser über ein Sieb 11 des Abflusses 3 abgepumpt, wobei das Sieb 11 leichte Biomasse zurückhalten soll. Dabei kann das Sieb 11 mit Abreinigungseinrichtungen versehen werden, welche gleichzeitig notwendige Impulse erzeugen, um das Gas von der granulierten Biomasse abzuscheren.
Die Antriebsenergie könnte hierzu auch durch die zur Verfügung stehende Geodätik erzeugt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0170332 A [0007]
EP 1071636 B [0007]

Claims

Reaktor zur anaeroben Reinigung von Abwasser (1), insbesondere von Abwasser (1) aus der Papierindustrie, umfassend einen Reaktorbehälter mit wenigstens einem Zulauf (2) zur Zuführung von zu reinigendem Abwasser (1) in den Reaktor, wenigstens einem Ablauf (3) zum Abführen von gereinigtem Wasser, wenigstens einem Sedimentabzug (4) sowie wenigstens zwei übereinander angeordneten Mehrphasentrenneinrichtungen (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Mehrphasentrenneinrichtungen (5, 6) unterschiedlich ausgebildet sind.
Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere, vorzugsweise die unterste Mehrphasentrenneinrichtung (5) als Dreiphasentrenneinrichtung ausgebildet ist.
Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere, vorzugsweise die unterste Mehrphasentrenneinrichtung (5) Gashauben (7) umfasst.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere, vorzugsweise die unterste Mehrphasentrenneinrichtung (5) Leitelemente (8) umfasst.
Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (8) unterhalb der Zwischenräume zwischen benachbarten Gashauben (7) angeordnet sind.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere, vorzugsweise die oberste Mehrphasentrenneinrichtung (6) als Zweiphasentrenneinrichtung ausgebildet ist.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere, vorzugsweise die oberste Mehrphasentrenneinrichtung (6) von Leitelementen (9) gebildet wird.
Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9) von Lamellen eines Lamellenabscheiders gebildet werden.
Reaktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9) über den gesamten Querschnitt des Reaktorbehälters verteilt angeordnet sind.
Reaktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9) nur über einen, vorzugsweise zentralen Teilquerschnitt des Reaktorbehälters verteilt angeordnet sind.
Reaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Leitelementen (9) Gasableitelemente (10) angeordnet sind.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der obersten Mehrphasentrenneinrichtung (6) ein Ablauf (3) zum Abführen des gereinigten Wassers vorhanden ist.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abfluss (3, 16) im oberen Teil des Reaktorbehälters Teil der oberen, vorzugsweise der obersten Mehrphasentrenneinrichtung (6) ist.
Reaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Sieb (11) des Abflusses (3) gereinigtes Wasser abgepumpt wird.
Reaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss (16) in einen Trennbehälter (12) führt, in dem die Füllhöhe wesentlich unter dem Zulauf des Abflusses (16) liegt, wobei der obere Teil des Trennbehälters (12) mit einer Gasabzugsleitung (13) verbunden ist, der unterste Teil mit einer Leitung (14) zur Rückführung der Biomasse in den unteren Teil des Reaktors führt und zwischen dieser Biomasse-Leitung (14) und der Füllhöhe sich der Ablauf (3) für das gereinigte Wasser befindet.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im oberen Teil des Reaktorbehälters ein gasdichter Gassammelraum (15) befindet, der mit einer Gasabzugsleitung verbunden ist.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor nur zwei Mehrphasentrenneinrichtungen (5, 6) besitzt.
Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Mehrphasentrenneinrichtung (5, 6), vorzugsweise die obere, insbesondere die oberste nur einen Teil des Reaktorquerschnitt überdeckt.