DE202009017869U1 - Device for separating gaseous, liquid and solid substances in a bioreactor - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (102) zum Trennen von gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen in einem Bioreaktor (100),
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Trennen der gasförmigen, flüssigen und festen Stoffe im Wesentlichen mittels unterschiedlicher Funktionselemente (148, 136, 137, 200) der Vorrichtung (102) automatisch erfolgt, wobei
b) jedem einzelnen Funktionselement (148, 136, 137, 200) mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinheit (142, 156, 222) zugeordnet ist, und wobei
c) mindestens einem Funktionselement, vorzugsweise dem Funktionselement (148) zum Trennen der festen Stoffe, zusätzlich mindestens eine Messeinheit (154) zugeordnet ist.Device (102) for separating gaseous, liquid and solid substances in a bioreactor (100),
characterized,
a) that the separation of the gaseous, liquid and solid substances essentially takes place automatically by means of different functional elements (148, 136, 137, 200) of the device (102), wherein
b) at least one control and / or regulating unit (142, 156, 222) is assigned to each individual functional element (148, 136, 137, 200), and wherein
c) at least one functional element, preferably the functional element (148) for separating the solid substances, in addition at least one measuring unit (154) is assigned.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für die Trennung von gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen zur Verwendung in einem Bioreaktor.The The invention relates to a separation device for the separation of gaseous, liquid and solid substances for use in a bioreactor.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Reinigung von Abwasser, insbesondere im Bereich der Industrie, ist es oft erforderlich, eine anaerobe Reinigung in einem Bioreaktor durchzuführen. Dabei finden unter Sauerstoffmangel Reaktionen statt, bei denen einerseits Gas gebildet wird und andererseits Schlamm (Biomasse) entsteht. Durch diese Reaktionen wird das Abwasser in der geforderten Qualität gereinigt.at the purification of wastewater, in particular in the field of industry, It is often necessary to do an anaerobic cleaning in a bioreactor perform. There are reactions under lack of oxygen Instead, where on the one hand gas is formed and on the other hand mud (Biomass) arises. Through these reactions, the wastewater in the required quality cleaned.
Die Qualität des anaeroben Prozesses wird dabei nach verschiedenen Gesichtspunkten beurteilt, z. B. nach der Reinigungswirkung in Relation zur notwendigen Verweilzeit im Reakti onsbehälter, sowie nach der im Verhältnis zum zu reinigenden Abwasser erzeugten Menge an Schlamm.The The quality of the anaerobic process is different Assessment criteria, for. B. after the cleaning effect in relation to the necessary residence time in the reactivated onsbehälter, and after generated in relation to the wastewater to be purified Amount of mud.
Bei der Behandlung komplexer Abwässer kommen unterschiedliche Typen von anaeroben Bioreaktoren zum Einsatz. Dazu gibt es unterschiedliche Reaktorsysteme, wie z. B. Reaktoren des UASB-Typs (UASB: upflow anaerobic sludge blanket), die auf dem Prinzip der Granulierung anaerober Biomasse zu sogenannten Pellets beruhen. Pellets sind linsen- bis kugelförmige kleine Körper aus verdichtetem Biomaterial mit ca. 2–5 mm Durchmesser und hoher Sinkgeschwindigkeit.at The treatment of complex wastewater comes in different ways Types of anaerobic bioreactors used. There are different reactor systems, such as B. Reactors of the UASB type (UASB: upflow anaerobic sludge blanket), based on the principle of granulation of anaerobic biomass based on so-called pellets. Pellets are lenticular to spherical small bodies of compressed biomaterial with approx. 2-5 mm diameter and high sink rate.
Komplexe Abwässer, beispielsweise aus der Lebensmittelindustrie, sind dadurch gekennzeichnet, dass sie neben gelösten organischen Bestandteilen (z. B. Kohlenhydrate, Alkohole, etc.) auch unlösliche bzw. partikuläre Proteine und Fette enthalten. Komplexe Abwässer sind häufig schwierig anaerob zu reinigen, da Bestandteile wie Proteine und Fette nur langsam abgebaut werden und die Prozessgeschwindigkeit herabsetzen. Darüber hinaus erfolgt bei Reaktoren des UASB-Typs nur langsames Wachstum granularer Biomasse. Ferner ist die Stabilität von Pellets gegen Scherkräfte reduziert. Gleiches gilt für deren Absetzeigenschaften. Dies schlägt sich in einer geringeren Effektivität des Abbaus komplexer Abwässer (50%–60%) im Vergleich zu kohlehydratreichen Abwässern (85%–95%) nieder.complex Waste water, for example from the food industry, are characterized in that they in addition to dissolved organic Ingredients (eg carbohydrates, alcohols, etc.) also insoluble or contain particulate proteins and fats. Complex wastewater are often difficult to clean anaerobically as constituents as proteins and fats are degraded only slowly and the process speed decrease. In addition, reactors of the UASB type only slow growth of granular biomass. Further, the stability reduced by pellets against shear forces. same for for their discontinuation characteristics. This is reflected in a lower efficiency of the degradation of complex effluents (50% -60%) compared to carbohydrate-rich wastewater (85% -95%) down.
In anaeroben Bioreaktoren wird Biogas erzeugt. An der Biogas-Erzeugung sind verschiedene Arten von anaeroben Mikroorganismen beteiligt, deren Mengenverhältnis zueinander durch Ausgangsstoffe, pH-Wert, Temperatur- und Prozessverlauf beeinflusst wird.In Anaerobic bioreactors produce biogas. At the biogas production different types of anaerobic microorganisms are involved, their quantitative ratio to each other by starting materials, pH value, temperature and process flow is influenced.
Im Prozess der Behandlung komplexer Abwässer kommt einer effektiven Trennung der in den anaeroben Bioreaktoren beim Abbauprozess entstandenen Produkte (Biomasse und Biogas) vom gereinigten Wasser eine wichtige Rolle zu. Für diese Trennung des gereinigten Abwassers von Gas und Schlamm kommen u. a. sogenannte Drei-Phasen-Abscheider (Drei-Phasen-Separatoren) zum Einsatz.in the Process of treatment of complex wastewater comes to an effective Separation of the anaerobic bioreactors during the degradation process Products (biomass and biogas) from purified water is an important Role too. For this separation of the purified wastewater come from gas and mud u. a. so-called three-phase separator (Three-phase separators) are used.
Bei
einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (
Eine
andere Schrift (
Auch
eine weitere Druckschrift (
Aufgabetask
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, welche eine während des Betriebs regelbare Drei-Phasen-Abscheidung in einem Bioreaktor realisiert, wodurch ein vollautomatisierter Betrieb eines Bioreaktors ermöglicht wird.task The invention is to provide a device which during a the operation controllable three-phase deposition in a bioreactor realized, creating a fully automated operation of a bioreactor is possible.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindung umfasst auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinationen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen.These Task is by the inventions with the characteristics of the independent Claims solved. Advantageous developments The inventions are characterized in the subclaims. The wording of all claims hereby by reference to the content of this description. The invention also includes all meaningful and especially all mentioned Combinations of independent and / or dependent Claims.
Es wird eine Vorrichtung zum Trennen von gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen in einem Bioreaktor vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Trennen der gasförmigen, flüssigen und festen Stoffe im Wesentlichen mittels unterschiedlicher Funktionselemente der Vorrichtung automatisch angepasst werden kann.It is a device for separating gaseous, liquid and solids in a bioreactor proposed by it is characterized in that the separation of gaseous, liquid and solid substances essentially by means of different functional elements the device can be adjusted automatically.
Dabei ist jedem einzelnen Funktionselement der Vorrichtung mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinheit zugeordnet. Von Vorteil ist auch, dass dabei mindestens einem Funktionselement, vorzugsweise dem Funktionselement zum Trennen der festen Stoffe, zusätzlich mindestens eine Messeinheit zugeordnet ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um einen sogenannten Drei-Phasen-Abscheider (Drei-Phasen-Separator), der das Trennen des Schlamm-Wasser-Gas-Gemenges realisiert. Der vorgeschlagene Drei-Phasen-Abscheider kann insbesondere auch in einem anaeroben Bioreaktor (z. B. Methan-Reaktor) verwendet werden. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist insbesondere auch für einen Bioreaktor des UASB-Typs geeignet.there is at least each individual functional element of the device associated with a control and / or regulating unit. It is also an advantage that at least one functional element, preferably the functional element for separating the solids, in addition at least one Measuring unit is assigned. In the inventive Device is a so-called three-phase separator (Three-phase separator), which separates the sludge-water-gas mixture realized. The proposed three-phase separator can in particular also be used in an anaerobic bioreactor (eg methane reactor). The proposed device is especially for a bioreactor of the UASB type suitable.
Die Vorrichtung kann in Bioreaktoren mit allen möglichen Behältern eingesetzt werden. Der Abscheider selbst hat eine in der Draufsicht rechteckige Grundform. Die Vorrichtung ist geeignet für Behälter, die unterschiedliche Geometrien der Querschnittsfläche des Behälters aufweisen d. h. der Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtung ist unabhängig von der Geometrie der Querschnittsfläche eines jeweiligen Behälters.The Device can in bioreactors with any tanks be used. The separator itself has a plan view rectangular basic shape. The device is suitable for Containers that have different geometries of cross-sectional area of the container d. H. the use of the proposed Device is independent of the geometry of the cross-sectional area a respective container.
Es ist vorteilhafter Weise auch möglich, bereits vorhandene Reaktoren zu modernisieren und mit der vorgeschlagenen Vorrich tung nachzurüsten. Der vorgeschlagene regelbare Abscheider (Trennvorrichtung) wird i. d. R. im oberen Bereich des Reaktors angeordnet.It is advantageously also possible already existing Reactors to modernize and with the proposed Vorrich device retrofit. The proposed controllable separator (separator) will i. d. R. arranged in the upper region of the reactor.
Das bei der Reaktion am Boden des Bioreaktors entstandene Gas steigt in der Regel auf und sammelt sich im Gasraum des Reaktors, von wo der spätere Abzug erfolgt. Teile das Gases haften dabei jedoch an der Biomasse, die sich in der Nähe des Reaktorbodens sammeln. Das an der Biomasse haftende Gas steigt daher gemeinsam mit der Biomasse zum Abscheider auf, wo die Trennung des Gases von der Biomasse automatisch realisiert wird.The Gas generated during the reaction at the bottom of the bioreactor rises usually on and accumulates in the gas space of the reactor, from where the later deduction takes place. However, parts of the gas stick to it at the biomass, which is near the reactor floor collect. The gas adhering to the biomass therefore increases together with the biomass to the separator on, where the separation of the gas from the Biomass is automatically realized.
Günstig ist es, dass die Vorrichtung mindestens zwei Zulaufrinnen aufweist. Jede der Zulaufrinnen ist dabei mit mindestens einer Klappe zum Öffnen und/oder Schließen der Zulaufrinne versehen, wobei die Klappen eine Strömungsgeschwindigkeit für einen Zustrom von zu trennenden Stoffen regeln.Cheap it is that the device has at least two inflow channels. Each of the inflow channels is open with at least one flap and / or closing the inlet channel provided, wherein the Flap a flow rate for one Regulate the influx of substances to be separated.
Die Zulaufrinnen sind vorzugsweise seitlich am Abscheider (Separator) angebracht. Bei Normalbetrieb ist die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Wandung des Separators am geringsten (0-Geschwindigkeitszone). Über die Zulaufrinnen erfolgt der Zustrom des Gases mit den Pellets in das Innere des Abscheiders, wobei die Trennung des Gases von den Pellets realisiert wird. Die Pellets setzen sich als Schlamm nach unten am Boden des Abscheiders ab, während das Gas weiter aufsteigt und sich im Gasraum des Reaktors sammelt (Parallelabscheider-Effekt). Der Schlamm sammelt sich im Inneren des Separators, aber teilweise auch bereits innerhalb der Zulaufrinnen.The Inflow channels are preferably on the side of the separator (separator) appropriate. In normal operation, the flow velocity lowest in the area of the separator wall (0-speed zone). about the inflow channels, the influx of gas with the pellets in the inside of the separator, whereby the separation of the gas from the Pellets is realized. The pellets settle as mud down at the bottom of the separator while the gas continues rises and collects in the gas space of the reactor (parallel separator effect). The sludge collects inside the separator, but partially also already within the inflow channels.
Durch das Öffnen und/oder Schließen der Klappen an den mindestens zwei Zulaufrinnen wird die Strömungsgeschwindigkeit gezielt reguliert. Bei Normalbetrieb sind die Klappen an beiden Zulaufrinnen geöffnet, wodurch eine insgesamt geringere Strömungsgeschwindigkeit des Gas-Wasser-Feststoff-Gemisches durch die Zulaufrinnen erreicht wird. Es kann aber auch nur die Klappe einer Zulaufrinne geöffnet sein, während die jeweilige andere Klappe geschlossen wird. Durch das Schließen der Klappe einer Zulaufrinne wird eine höhere Strömungsgeschwindigkeit in der anderen Zulaufrinne erzeugt. Diese Varianten der Einstellung des Öffnungszustandes der Klappen werden insbesondere zum Ausspülen von Schlamm (Spülvorgang) aus den Ecken der Zulaufrinnen angewendet, da bereits beim Passieren der Zulaufrinnen durch das Gas-Wasser-Feststoff-Gemisch aus dem Reaktor insbesondere in den Ecken der Zulaufrinnen Pellets hängen bleiben. Um diese Ablagerungen besser zu beseitigen, ist es erforderlich, durch das wechselseitige Öffnen bzw. Schließen der Klappe einer Zulaufrinne den Spülvorgang auszulösen. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des abgelagerten Schlammes erfolgt der Spülbetrieb in der Regel im einem Rhythmus von drei Stunden bis zu einem Tag.By the opening and / or closing of the flaps to the At least two inflow channels, the flow velocity is targeted regulated. In normal operation, the flaps are on both inlet channels open, creating an overall lower flow velocity of the gas-water-solid mixture achieved by the feed channels becomes. But it can also open only the flap of a supply chute be while the respective other flap is closed. By closing the flap of a feed trough is a higher flow rate in the other Inlet chute generated. These variants of the adjustment of the opening state the flaps are especially used to rinse out mud (Flushing) applied from the corners of the inlet channels, as already passing through the inlet channels through the gas-water-solid mixture from the reactor, in particular in the corners of the inlet channels pellets get stuck. To better remove these deposits, it is necessary by the mutual opening or closing the flap of a feed chute trigger the flushing process. Depending on the properties of the deposited Mud the rinsing is usually done in one Rhythm from three hours to a day.
Von Vorteil ist es, dass zum Regeln der Strömungsgeschwindigkeit ein Öffnen und/oder Schließen der Klappen mittels mindestens einer Zeitschaltung erfolgt.From Advantage is that to regulate the flow rate opening and / or closing the flaps means at least one timer.
Das Öffnen und/oder Schließen der Klappen kann hierbei automatisch mittels einer einstellbaren zeitsequenten Schaltung realisiert werden. Das Betätigen der Öffnungs- bzw. Schließvorrichtung der Klappen erfolgt dabei vorzugsweise durch eine Antriebsvorrichtung mittels Hub- bzw. Zugstange auf der Basis des eingestellten Zeitmechanismus. Der Spülbetrieb kann dabei z. B. 1 mal täglich oder je nach Menge oder Eigenschaften des sich in den Zulaufrinnen absetzenden Schlammes auch öfters erfolgen. Das Betätigen der Klappen kann bei Bedarf auch manuell ausgelöst werden.The opening and / or closing the flaps can automatically be realized by means of an adjustable time-sensitive circuit. Actuation of the opening or closing device the flaps are preferably carried out by a drive device by means of lifting or pulling rod on the basis of the set time mechanism. The rinse operation can be z. B. 1 time a day or depending on the quantity or properties of the feed channels settling sludge also often done. Pressing the flaps can also be triggered manually if required.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist die Vorrichtung mindestens ein Verschlusselement zum Schlammaustrag auf.In a further advantageous embodiment, the device at least one closure element for sludge discharge.
Das Verschlusselement erstreckt sich bevorzugt am unteren Teil des Abscheiders über dessen gesamte Länge. Das Verschlusselement verfügt i. d. R. über justierbare Einstellungen. Die Betätigung des Verschlusselementes erfolgt vorzugsweise von einer Antriebseinheit über zwei- oder mehrere senkrechte Hub- bzw. Zugstangen, an denen das Verschlusselement über die Länge des Abscheiders aufgehängt ist.The Closure element preferably extends over at the lower part of the separator its entire length. The closure element has i. d. R. via adjustable settings. The operation the closure element is preferably carried out by a drive unit via two or more vertical lifting or tie rods, where the Closure element over the length of the separator is suspended.
Das Verschlusselement ist vorzugsweise ähnlich wie ein Trichter gestaltet (im Querschnitt), dessen Öffnungszustand an die Eigenschaften des Schlammes angepasst werden kann. Der trichterähnliche Querschnitt bewirkt insbesondere die Abweisung eines unerwünschten Gaseintritts von unten durch die geöffnete Verschlussvorrichtung in den Schlammaustrags-Kanal. Unerwünschter Gaseintritt durch den Schlammaustrags-Kanal in den Abscheider würde dessen Effektivität negativ beeinflussen.The Closure element is preferably similar to a funnel designed (in cross section), the opening state of the Characteristics of the mud can be adjusted. The funnel-like Cross-section causes in particular the rejection of an undesirable Gas entry from below through the open closure device in the mud discharge channel. Unwanted gas entry through the sludge discharge channel into the separator would be the Effectively affect effectiveness.
Das Öffnen und/oder Schließen des Verschlusselementes wird vorteilhafterweise mittels mindestens einer Messeinheit, vorzugsweise einer TS-Sonde, ausgelöst.The opening and / or closing the closure element is advantageously by means of at least one measuring unit, preferably a TS probe, triggered.
Die TS-Sonde initiiert das Öffnen und/oder Schließen der Verschlussvorrichtung in Abhängigkeit vom Aufkommen an Feststoffen (TS = total solid) im unteren Bereich des Abscheiders. Die Verschlussvorrichtung ist vorzugsweise derart gestaltet, dass die Größe der Öffnung des Schlammaustrags-Kanals, die das Verschlusselement freigibt, dabei ebenfalls vom Messergebnis der Sonde beeinflusst wird. Steigt die Menge der Trockensubstanz im Abscheider, so wird der Schlammaustrags-Kanal durch das Verschlusselement mehr geöffnet und umgekehrt. Auf diese Weise wird der Öffnungsgrad der Verschlussvorrichtung mittels der TS-Sonde automatisch optimal an die Menge und die Eigenschaften des im Abscheider abgeschiedenen Schlammes (TS) angepasst.The TS probe initiates opening and / or closing the closure device depending on the volume of solids (TS = total solid) in the lower part of the separator. The closure device is preferably designed such that the Size of the opening of the mud discharge channel, which releases the closure element, also from the measurement result the probe is affected. Increases the amount of dry matter In the separator, the sludge discharge channel is through the closure element more open and vice versa. In this way, the opening degree the shutter device by means of the TS probe automatically optimally to the amount and properties of the deposited in the separator Mud (TS) adapted.
Von Vorteil ist es, dass der Abscheider zur Strömungsberuhigung in seinem Inneren eine senkrecht und im Wesentlichen mittig angeordnete Trennwand aufweist.From The advantage is that the separator for flow calming in its interior a vertically and substantially centrally arranged Partition has.
Die Trennwand ist vorzugsweise dergestalt im Abscheider befestigt, dass sie im Wesentlichen in der Mitte des Abscheiders komplett durchgehend von oben bis unten reicht. Die strömungsberuhigende Wirkung der Trennwand ist besonders wichtig zum Neutralisieren von evtl. auftretenden Wirbeln innerhalb des Abscheiders.The Partition is preferably attached in such a way in the separator that essentially completely in the center of the separator from top to bottom is enough. The flow-calming effect the partition is particularly important for neutralizing possibly. occurring vortices within the separator.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zur periodischen Abschwemmung von Schwimmschlamm eine in ihrer Höhenpositionierung veränderliche Überlaufkante auf.In a preferred embodiment, the device for the periodic leaching of scum one in their height positioning variable overflow edge.
In den Abscheider sind i. d. R. getauchte (perforierte) Abflussrohre (Ablaufrohre) eingesetzt. Diese sind mit Löchern und/oder Schlitzen versehen. Die Ablaufrohre dienen zum Ablaufen des im Abscheider vorgereinigten Abwassers. Diese Rohre sind vorzugsweise im Abscheider entlang seiner Längsachse eingebaut und an einem Ende geschlossen. Am anderen Ende können sie durch die Stirnwand des Abscheiders geführt werden und münden in einen am Abscheider angebrachten Sammelkanal. Der Sammelkanal hat bevorzugt die Form eines rechteckigen Beckens, welches außen an der Stirnseite des Abscheiders angebracht ist. Dabei kann der Sammelkanal mit einem weiteren Ablaufrohr verbunden sein, über welches der Abfluss des vorgereinigten Abwassers aus dem Sammelkanal zur weiteren Behandlung abgeführt wird. Dieses weitere Ablaufrohr kann mit einem Siphon (Wasserverschluss) versehen sein, der das evtl. Entweichen von Gas in das vorgeklärte Abwasser verhindern soll.In the separator i. d. R. submerged (perforated) drainpipes (Drain pipes) used. These are with holes and / or Slotted provided. The drainpipes serve to drain off the separator prepurified wastewater. These tubes are preferably in the separator installed along its longitudinal axis and closed at one end. At the other end they can pass through the front wall of the separator be led and lead into one at the separator attached collecting duct. The collecting channel preferably has the shape a rectangular basin, which outside on the front side of the separator is attached. Here, the collection channel with a be connected to another drain pipe over which the drain the pre-cleaned wastewater from the collection channel for further treatment is dissipated. This further drain pipe can with a Siphon (water lock) be provided, the possible escape to prevent gas in the pre-clarified wastewater.
Der Schwimmschlamm sammelt sich während des Gas-Wasser-Feststoff-Trennvorganges an der Wasseroberfläche im Abscheider. Beim Abfließen des vorgereinigten Abwasser über die Ablaufrohre wäre es daher möglich, dass der Schwimmschlamm u. a. die Schlitze bzw. Löcher in den Rohren verstopft. Um dieses zu verhindern, muss der Schwimmschlamm periodisch von der Wasseroberfläche abgeführt werden. Das wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, dass die veränderliche Überlaufkante (Überlaufschwelle) zwischen Abscheider und Sammelkanal so weit angehoben wird, dass ein Ablaufen des Abwassers in diesen ersten Sammelkanal nicht mehr möglich ist. Dabei steigt das Niveau des Abwasserspiegels im Abscheider derart an, dass ein Ablaufen des Abwassers über eine höher gelegene Ablaufkante in einen zweiten Sammelkanal zu einer Abflussvorrichtung erfolgt. Bei diesem Vorgang wird weitestgehend der Schwimmschlamm in diesen Sammelkanal abgeführt. Nach dem Ausführen dieses Ablauf-Vorganges wird mittels der höhenveränderbaren Überlaufkante das Niveau der Wasseroberfläche wieder abgesenkt, so dass das vorgereinigte Wasser über die getauchten Ablaufrohre und den ersten Sammelkanal wieder der weiteren Abwasserbehandlung zugeführt werden kann. Das Verändern der Höhenpositionierung des Wasserspiegels im Abscheider erfolgt bevorzugt über Hub- bzw. Zugstangen von einer Antriebsvorrichtung (z. B. Elektromotor o. ä.) aus. Somit kann durch die veränderbare Einstellung des Niveaus der Wasser höhe im Behälter des Abscheiders die Wasseroberfläche von Schwimmschlamm freigehalten werden.The floating sludge collects during the gas-water-solid separation process at the water surface in the separator. When draining the pre-treated wastewater through the drainpipes, it would therefore be possible that the scum clogs, inter alia, the slots or holes in the pipes. To prevent this, the scum must be periodically removed from the water surface. This is inventively realized in that the variable overflow edge (overflow threshold) between the separator and collecting duct is raised so that drainage of the waste water in this first collection channel is no longer possible. In this case, the level of the waste water level in the separator increases in such a way that a drainage of the waste water via a higher-lying run-off in a second collection channel to a Outflow device takes place. In this process, the scum is largely discharged into this collection channel. After carrying out this procedure, the level of the water surface is lowered again by means of the height-adjustable overflow edge, so that the pre-cleaned water can be returned to the further wastewater treatment via the submerged drain pipes and the first collection channel. Changing the height positioning of the water level in the separator preferably takes place via lifting rods or tie rods from a drive device (eg electric motor or the like). Thus, by the variable adjustment of the level of water level in the container of the separator, the water surface of scum are kept free.
Von besonderem Vorteil ist, dass die Änderung der Höhenpositionierung der Überlaufkante mittels mindestens einer Zeitschaltung erfolgt.From particular advantage is that the change in height positioning the overflow edge by means of at least one timer he follows.
Die Zeitschaltung steuert hierbei bevorzugt eine Antriebsvorrichtung für die Hub- bzw. Zugstangen, die die Höhenpositionierung der Überlaufkante auf das geforderte Niveau einstellen. Dadurch ist es möglich, einen zeitgesteuerten regelbaren Ablauf (Überlauf) des Schwimmschlammes nach einem definierten Zeitschaltprogramm zu realisieren. Bei Bedarf kann die Veränderung der Höhenpositionierung der Überlaufkante auch manuell ausgelöst werden.The Time control here preferably controls a drive device for the lifting or tie rods, the height positioning set the overflow edge to the required level. This makes it possible to schedule a controlled Drain (overflow) of the scum after a defined Timing program to realize. If necessary, the change can the height positioning of the overflow edge also be triggered manually.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Trennen von gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen, dass eine Vorrichtung entsprechen obiger Beschreibung verwendet.to Invention also includes a method for separating gaseous, liquid and solid substances that correspond to a device used above description.
Die Vorteile der vorgeschlagenen Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik sind insbesondere die Regelungsmöglichkeiten für einen vollautomatisierten Betrieb des Bioreaktors, wie
- – zeitgesteuert schaltbare Zufuhrklappen des Abscheiders;
- – eine messtechnisch gesteuerte Regelung des Öffnens/Schließens der Verschlussvorrichtung des Schlammaustragskanals und die höhenveränderbare Überlaufkante (Überlaufrinne) zur Abführung von Schwimmschlamm im Zusammenhang mit den Tauchrohren.
- Time-controlled switchable supply flaps of the separator;
- - A metrologically controlled control of the opening / closing of the closure device of the sludge discharge channel and the height-adjustable overflow edge (overflow channel) for the discharge of scum in connection with the dip tubes.
Zu den Vorteilen gehört auch die senkrecht angeordnete Trennwand in der Mitte des Abscheiders zur Beruhigung der Strömung im Inneren des Abscheiders.To the advantages include the vertically arranged partition in the middle of the separator to calm the flow inside the separator.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So umfassen beispielsweise Bereichsangaben stets alle – nicht genannten – Zwischenwerte und alle denkbaren Teilintervalle.Further Details and features will become apparent from the following description a preferred embodiment in conjunction with the Dependent claims. Here, the respective features alone or in combination with each other be realized. The possibilities to solve the task are not limited to the embodiments. For example, ranges always include all - not - intermediate values and all conceivable subintervals.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:The Embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures indicate same or functionally identical or with regard to their functions corresponding elements. In detail shows:
Im
Folgenden wird die Abwasser-Aufbereitung bei Verwendung eines Drei-Phasen-Abscheiders
an Hand der
Das
zu behandelnde Abwasser
Der
Methanreaktor
Die
Temperatureinstellung für das dem Bioreaktor
Die
für die anaerobe Vergärung im Methanreaktor
Die
Trennung der gasförmigen, flüssigen und festen
Stoffe erfolgt im Bioreaktor
Der
automatisch regelbare Abscheider (Trennvorrichtung)
Das
bei der Reaktion im Bodenbereich des Bioreaktors
Das
an den Pellets haftende Gas steigt gemeinsam mit den Pellets zum
Abscheider
Der
Abscheider
Die
Zulaufrinnen
Das Öffnen
und/oder Schließen der Klappen
Der
im Abscheider
Das Öffnen
und/oder Schließen des Verschlusselementes
Zwecks
Strömungsberuhigung kann der Abscheider
Zwecks
periodischem Abschwemmen von Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche
Die
Rohre
Während
des Gas-Wasser-Feststoff-Trennvorganges sammelt sich an der Wasseroberfläche
im Abscheider
Die
schematische Darstellung in
In
der Detailansicht (schematisch) in
In
der Detailansicht (schematisch) in
In
der Darstellung der
In
der Darstellung der
In
den
Die
Geometrie des Abscheiders
- 100100
- anaerober Bioreaktoranaerobic bioreactor
- 102102
- Drei-Phasen-AbscheiderThree-phase separator
- 104104
- Abwassersewage
- 106106
- Zuleitung für vorbehandeltes Abwassersupply for pretreated wastewater
- 107107
- Ablauf-Leitung für Schlammabfuhr aus dem BioreaktorFlow line for sludge removal from the bioreactor
- 108108
- Pumpepump
- 110110
- Rührwerk/MischeinrichtungAgitator / mixer
- 112112
- Gasraumheadspace
- 114114
- Gasleitunggas pipe
- 116116
- Flowmeterflow meter
- 118118
- Flowmeterflow meter
- 122122
- Wärmeaustauscherheat exchangers
- 124124
- Wärmeaustauscherheat exchangers
- 126126
- Abfluss/AblaufDrain / flow
- 130130
- Abwasserspiegelsewage level
- 131131
- Flockenschlammflakes mud
- 134134
- Zulaufrinnefeed channel
- 135135
- Zulaufrinnefeed channel
- 136136
- Zufuhrklappesupply flap
- 137137
- Zufuhrklappesupply flap
- 138138
- Zustrom der zu trennenden Stoffeinflux the substances to be separated
- 140140
- Schlammmud
- 142142
- Zeitschalteinheit/Zeitschaltvorrichtung für KlappenöffnungTime Switch Unit / timer device for flap opening
- 144144
- Antriebseinheit für Hub- bzw. Zugstange der Zufuhrklappendrive unit for lifting or pulling rod of the supply flaps
- 146146
- Schlammaustrags-KanalSchlammaustrags Channel
- 147147
- Hub- bzw. Zugstange der Zufuhrklappenlifting or pull rod of the feed flaps
- 148148
- Verschlusselement für Schlammaustrags-Kanalclosure element for mud discharge channel
- 150150
- Antriebseinheit für Hub- bzw. Zugstange der Schlammaustragsvorrichtungdrive unit for lifting or pulling rod of the sludge discharge device
- 152152
- Hub- bzw. Zugstange der Schlammaustragsvorrichtunglifting or pull rod of the sludge discharge device
- 154154
- TS-SondeTS probe
- 156156
- Steuer- und/oder RegeleinheitTax- and / or control unit
- 158158
- Trennwandpartition wall
- 200200
- Überlaufkante für vorgereinigtes AbwasserOverflow edge for pre-treated wastewater
- 206206
- Sammelkanal (Überfallzelle)collecting duct (Raid cell)
- 208208
- Abflussrohr (Ablaufrohr) für Abwasserwaste pipe (Drain pipe) for wastewater
- 210210
- Siphon (Wasserverschluss)siphon (Water seal)
- 212212
- Überlaufrinne (Überlaufkante) für SchwimmschlammSpillway (Overflow edge) for scum
- 216216
- Ablaufleitung für Schwimmschlammdrain line for scum
- 218218
- Hub- bzw. Zugstange der Überlaufrinnelifting or pull rod of the overflow channel
- 220220
- Antriebseinheit für Hub- bzw. Zugstange der Überlaufrinnedrive unit for lifting or drawbar of the overflow channel
- 222222
- Zeitschalteinheit (Steuerung) für ÜberlaufrinneTime Switch Unit (Control) for overflow trough
- 500500
- Schwimmschlammscum
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 2007/078194 A1 [0008] - WO 2007/078194 A1 [0008]
- - EP 1484286 A1 [0009] EP 1484286 A1 [0009]
- - WO 96/32177 A1 [0010] WO 96/32177 A1 [0010]
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200920017869 DE202009017869U1 (en) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Device for separating gaseous, liquid and solid substances in a bioreactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200920017869 DE202009017869U1 (en) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Device for separating gaseous, liquid and solid substances in a bioreactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202009017869U1 true DE202009017869U1 (en) | 2010-09-23 |
Family
ID=42780020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200920017869 Expired - Lifetime DE202009017869U1 (en) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Device for separating gaseous, liquid and solid substances in a bioreactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202009017869U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014178711A1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Paques I.P. B.V. | A process for anaerobic wastewater treatment |
DE202014010155U1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-03-24 | Hugo Vogelsang Maschinenbau Gmbh | Solid Ausbringmodul |
CN116161785A (en) * | 2023-03-13 | 2023-05-26 | 清研环境科技股份有限公司 | Anaerobic three-phase separator and high-efficiency anaerobic reactor |
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WO1996032177A1 (en) | 1995-04-10 | 1996-10-17 | Paques B.V. | Settling device for a fluid containing liquid, gas and particulate material, as well as a cleaning device provided herewith and a method for cleaning waste water |
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2009
- 2009-04-29 DE DE200920017869 patent/DE202009017869U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20101028 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years | ||
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20120507 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DENNEMEYER & ASSOCIATES S.A., DE |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years | ||
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20150513 |
|
R152 | Term of protection extended to 10 years | ||
R071 | Expiry of right |