NL2006297C2

NL2006297C2 - METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR TREATING A LIQUID AND / OR CULTIVATING MICRO-ORGANISMS AND ENCLOSED MICRO-ORGANISM.

Info

Publication number: NL2006297C2
Application number: NL2006297A
Authority: NL
Inventors: Antonie Martinus Verschoor; Marcel Hendrikus Oogink
Original assignee: Ingrepro B V
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-08-27

Description

WERKWIJZE, INRICHTING EN SYSTEEM VOOR HET BEHANDELEN VAN EEN VLOEISTOF ΕΝ/OF HET KWEKEN VAN MICRO-ORGANISMEN EN INGEKAPSELD MICRO-ORGANISMEMETHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR TREATING A LIQUID / OR CULTIVATING MICRO-ORGANISMS AND ENCLOSED MICRO-ORGANISM

5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een vloeistof. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het behandelen van een vloeistof, zoals water, door middel van een micro-organisme, bij voorkeur micro-algen.The invention relates to a method for treating a liquid. In particular, the invention relates to the treatment of a liquid, such as water, by means of a microorganism, preferably microalgae.

10 Uit de praktijk is het bekend een vloeistof te behandelen met algen, in het bijzonder micro-algen. Door een vloeistof, zoals water, te behandelen met micro-algen, worden voedingstoffen, zoals ammonium, nitraat, fosfaat en koolstofdioxide, uit het water verwijderd. De behandeling 15 kan een onderdeel vormen van een waterzuiveringsproces.It is known from practice to treat a liquid with algae, in particular microalgae. By treating a liquid such as water with micro-algae, nutrients such as ammonium, nitrate, phosphate and carbon dioxide are removed from the water. The treatment 15 can form part of a water purification process.

Dergelijke uit de praktijk bekende behandelmethodes maken gebruik van waterbassins waarin de algen zijn voorzien. Eén van de nadelen van dergelijke werkwijzen is dat de algen moeilijk uit het gereinigde water 20 te scheiden zijn, zeker wanneer het micro-algen betreft. Uit de praktijk is het bekend voor deze scheiding gebruik te maken van centrifuges. Het gebruik van centrifuges heeft echter onder andere als nadeel dat het energieverbruik hiervan hoog is.Such treatment methods known from practice make use of water basins in which the algae are provided. One of the disadvantages of such methods is that the algae are difficult to separate from the purified water, certainly when it concerns micro-algae. It is known from practice to use centrifuges for this separation. However, the use of centrifuges has, among other things, the disadvantage that its energy consumption is high.

25 Een doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen voor het behandelen van een vloeistof gebruikmakende van micro-organismen waarmee bovenstaande nadelen worden tegengegaan en een effectieve en efficiënte behandeling wordt gerealiseerd.An object of the invention is to provide a method for treating a liquid using micro-organisms with which the above disadvantages are counteracted and an effective and efficient treatment is realized.

30 Dit doel wordt bereikt met de werkwijze voor het behandelen van een vloeistof volgens de uitvinding, de werkwijze omvattende: 2 - het in een houder plaatsen van geïmmobiliseerde micro-organismen; - het invoeren van de te behandelen vloeistof in de houder; 5 - het uit de houder voeren van ten minste een deel van de vloeistof; en - het verversen van de geïmmobiliseerde micro-organismen indien de effectiviteit van de behandeling onder een bepaalde grenswaarde komt.This object is achieved with the method for treating a liquid according to the invention, the method comprising: 2 - placing immobilized microorganisms in a container; - introducing the liquid to be treated into the container; - discharging at least a part of the liquid from the container; and - refreshing the immobilized microorganisms if the effectiveness of the treatment falls below a certain limit value.

10 Bij voorkeur is de vloeistof water. Bijvoorbeeld wordt de werkwijze toegepast voor een tertiaire behandeling van afvalwater of voor de behandeling van digestaat.Preferably the liquid is water. For example, the method is used for a tertiary treatment of waste water or for the treatment of digestate.

Onder micro-organismen wordt in de context van de uitvinding in ieder geval verstaan bacteriën en micro-algen. 15 In de context van de uitvinding wordt onder geïmmobiliseerde micro-organismen verstaan micro-organismen die zijn aangebracht op of in een drager.In the context of the invention, micro-organisms are in any case understood to be bacteria and micro-algae. In the context of the invention, immobilized microorganisms are understood to be microorganisms that are applied to or in a carrier.

Onder het verversen van de geïmmobiliseerde micro-organismen wordt verstaan het vervangen van in ieder geval 20 een deel van de in de houder geplaatste geïmmobiliseerde micro-organismen. Onder verversen valt ook het oogsten van de verwijderde micro-organismen voor verdere toepassing.Refreshing the immobilized microorganisms is understood to mean replacing at least a part of the immobilized microorganisms placed in the container. Refreshing also includes harvesting the removed microorganisms for further use.

De micro-organismen nemen voedingstoffen, zoals ammonium, nitraat, koolstofdioxide en fosfaat, op uit de 25 vloeistof. De hoeveelheid voedingsstoffen die de geïmmobiliseerd micro-organismen opnemen per tijdseenheid, neemt aanvankelijk toe, maar neemt daarna af naarmate de behandeling langer duurt. Hierdoor neemt de effectiviteit van de behandeling af. Wanneer de effectiviteit van de 30 behandeling afneemt tot onder een bepaalde grenswaarde, worden de micro-organismen vervangen.The microorganisms absorb nutrients, such as ammonium, nitrate, carbon dioxide and phosphate, from the liquid. The amount of nutrients absorbed by the immobilized microorganisms per unit of time initially increases, but then decreases as treatment lasts longer. This reduces the effectiveness of the treatment. When the effectiveness of the treatment decreases below a certain limit value, the microorganisms are replaced.

Bijvoorbeeld wordt de effectiviteit van de behandeling gemeten door de aanwezigheid van voedingsstoffen 3 in de reeds behandelde vloeistof te meten. Wanneer de hoeveelheid voedingsstoffen per volume-eenheid behandelde vloeistof boven een bepaalde grenswaarde komt, worden de geïmmobiliseerde micro-organismen vervangen.For example, the effectiveness of the treatment is measured by measuring the presence of nutrients 3 in the fluid already treated. When the amount of nutrients per unit volume of liquid treated exceeds a certain limit value, the immobilized microorganisms are replaced.

5 In een alternatief voorbeeld worden de micro- organismen telkens na een bepaalde behandelingsduur ververst. Deze behandelingsduur wordt bijvoorbeeld proefondervindelijk bepaald. Een continue meting van de effectiviteit van de behandeling kan dan achterwege blijven. 10 Door het plaatsen van geïmmobiliseerde micro- organismen, zoals micro-algen, in de houder, wordt het scheiden van de micro-organismen van de behandelde vloeistof vereenvoudigd. De micro-organismen kunnen immers worden gescheiden van de vloeistof door de drager waarin zij zijn 15 geïmmobiliseerd uit de vloeistof te verwijderen.In an alternative example, the microorganisms are refreshed after a certain duration of treatment. This treatment duration is, for example, determined experimentally. A continuous measurement of the effectiveness of the treatment can then be omitted. By placing immobilized micro-organisms, such as micro-algae, in the container, the separation of the micro-organisms from the treated liquid is simplified. The microorganisms can after all be separated from the liquid by removing the carrier in which they are immobilized from the liquid.

Een bijkomend voordeel is dat door de uitvinding de effectiviteit van de vloeistofbehandeling op het gewenste niveau kan worden gehouden.An additional advantage is that the effectiveness of the liquid treatment can be kept at the desired level by the invention.

Bij voorkeur wordt het verversen van de 20 geïmmobiliseerde micro-organismen gerealiseerd door het verschaffen van een automatisch regelsysteem voor het verversen van in de houder geplaatste geïmmobiliseerde micro-organismen. Dit heeft het voordeel, dat de werkwijze minder arbeidsintensief is.The refreshing of the immobilized microorganisms is preferably realized by providing an automatic control system for refreshing immobilized microorganisms placed in the container. This has the advantage that the method is less labor-intensive.

25 Bijvoorbeeld wordt de vloeistof batch-gewijs, continu of semi-continu behandeld. Het verversen van de micro-organismen kan voor dit doel ook batch-gewijs, continu of semi-continu plaatsvinden.For example, the liquid is treated batchwise, continuously or semi-continuously. The microorganisms can also be refreshed batchwise, continuously or semi-continuously for this purpose.

Bij voorkeur zijn de micro-organismen 30 geïmmobiliseerd door deze in te kapselen in een drager. De drager is bij voorkeur doorlatend, zodanig dat opname van de voedingsstoffen uit de vloeistof door de ingekapselde micro-organismen mogelijk is.The microorganisms are preferably immobilized by encapsulating them in a carrier. The carrier is preferably permeable, such that absorption of the nutrients from the liquid by the encapsulated microorganisms is possible.

44

Alternatief zijn de micro-organismen geïmmobiliseerd door deze als een bio-film te verschaffen.Alternatively, the microorganisms are immobilized by providing them as a biofilm.

In een tweede alternatieve uitvoeringsvorm worden de micro-organismen geselecteerd die van nature vlokvormende 5 eigenschappen hebben, zodat een dragermateriaal niet noodzakelijk is. Overigens is het wel mogelijk een dergelijk vlokvormend micro-organisme te combineren met een dragermateriaal.In a second alternative embodiment, the microorganisms are selected which naturally have flake-forming properties, so that a carrier material is not necessary. It is otherwise possible to combine such a flake-forming microorganism with a carrier material.

Bijvoorbeeld worden de micro-organismen 10 ingekapseld in een drager van een transparant materiaal, bij voorkeur een gelachtig materiaal, zoals calciumalginaat, kappa-carrageenan, agarose/agar-agar, calciumpectaat, gelatine, polyethyleenglycerol (PEG) en silicagel, of andere organische materialen, zoals cellulosenitraat, 15 polyacrylamide, polyurethaan, polyethyleen, of niet-organische materialen, zoals glas, of mengsels van de genoemde materialen.For example, the microorganisms are encapsulated in a carrier of a transparent material, preferably a gel-like material, such as calcium alginate, kappa-carrageenan, agarose / agar agar, calcium pectate, gelatin, polyethylene glycerol (PEG) and silica gel, or other organic materials , such as cellulose nitrate, polyacrylamide, polyurethane, polyethylene, or non-organic materials, such as glass, or mixtures of the mentioned materials.

Bijvoorbeeld zijn de geïmmobiliseerde micro-organismen uitgevoerd als platen, (bio)films, strips of 20 draden.For example, the immobilized microorganisms are designed as plates, (bio) films, strips or wires.

Optioneel wordt de houder voorzien van een voedingsstoftoevoer. Bijvoorbeeld wordt koolstofdioxide toegevoerd.Optionally, the holder is provided with a nutrient supply. Carbon dioxide is supplied, for example.

Het wordt opgemerkt dat de werkwijze volgens de 25 uitvinding ook is toe te passen voor de behandeling van gassen. Bijvoorbeeld wordt hiertoe eerst het te behandelen gas behandeld met een gaswasser, waarna op de wasservloeistof, die een deel van de gasstroom heeft opgenomen, de werkwijze volgens de uitvinding wordt 30 toegepast.It is noted that the method according to the invention can also be used for the treatment of gases. For this purpose, for example, the gas to be treated is first treated with a gas washer, after which the method according to the invention is applied to the washer fluid that has absorbed part of the gas stream.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, omvat het plaatsen van geïmmobiliseerde micro-organismen het plaatsen van een 5 veelvoud van als vrij in een vloeistof beweegbare deeltjes geïmmobiliseerde micro-organismen.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the placement of immobilized microorganisms comprises the placement of a plurality of microorganisms immobilized as freely movable particles in a liquid.

Bijvoorbeeld zijn de micro-organismen geïmmobiliseerd in de vorm van balletjes of kogeltjes. Deze 5 balletjes of kogeltjes kunnen hol zijn uitgevoerd, waarbij het micro-organisme is aangebracht in de holte. Een andere mogelijkheid is dat de deeltjes zijn gerealiseerd door het opnemen van losse cellen in een gel.For example, the microorganisms are immobilized in the form of balls or balls. These balls or balls can be hollow, the microorganism being arranged in the cavity. Another possibility is that the particles are realized by incorporating single cells in a gel.

Bij voorkeur worden de geïmmobiliseerd micro-10 organismen verschaft met een zodanige dimensie, dat deze geschikt zijn voor doorvoer via een leiding of systeem van leidingen. Dit heeft het voordeel dat het verversen van de micro-organismen eenvoudig te realiseren is.The immobilized microorganisms are preferably provided with a dimension such that they are suitable for passage through a pipe or pipe system. This has the advantage that it is easy to change the microorganisms.

Bij voorkeur hebben dergelijke balletjes een 15 diameter van 200 ym tot 10 mm. Het is tevens mogelijk balletjes met een grotere diameter te voorzien, bijvoorbeeld van 10 mm - 100 mm.Preferably, such balls have a diameter of 200 µm to 10 mm. It is also possible to provide balls with a larger diameter, for example from 10 mm - 100 mm.

De geïmmobiliseerde micro-organismen groeien door het opnemen van voedingsstoffen uit de vloeistof. De 20 dichtheid van het micro-organisme in het deeltje neemt toe. Wanneer de groei van de micro-organismen afneemt, dienen ze te worden ververst.The immobilized microorganisms grow by absorbing nutrients from the liquid. The density of the microorganism in the particle increases. When the growth of the microorganisms decreases, they must be refreshed.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat het verversen het uit en/of in de houder 25 voeren van de geïmmobiliseerde micro-organismen door middel van een fluïdum, dat wil zeggen, een gas, zoals lucht, of vloeistof, zoals water.In a preferred embodiment according to the invention, the refreshing comprises carrying out the immobilized microorganisms from and / or into the holder by means of a fluid, that is, a gas, such as air, or liquid, such as water.

Door het gebruik van een fluïdum wordt bewerkstelligd dat de als deeltjes geïmmobiliseerde micro-30 organismen in en uit de houder zijn te voeren via een leiding of leidingsysteem. Hiermee wordt een eenvoudige wijze voor het verversen van de geïmmobiliseerde micro-organismen verkregen.The use of a fluid ensures that the microorganisms immobilized as particles can be introduced into and out of the container via a pipe or pipe system. This provides a simple way of refreshing the immobilized microorganisms.

66

In een verder voorkeursuitvoeringsvorm is het fluïdum een gas, zoals lucht.In a further preferred embodiment, the fluid is a gas, such as air.

Door de micro-organismen in of uit te voeren door middel van een gas, wordt bewerkstelligd dat de als vrij in 5 een vloeistof beweegbare deeltjes geïmmobiliseerde micro- organismen in ieder geval in enige mate droog worden gemaakt of worden gehouden. Dit heeft het voordeel dat wordt tegengegaan dat deeltjes door aanwezig vocht aan elkaar plakken, wat onder andere verstoppingen tot gevolg kan 10 hebben.By introducing the microorganisms in or out by means of a gas, it is ensured that the microorganisms immobilized as freely movable particles in a liquid are in any case made dry or kept to some extent. This has the advantage that it is prevented that particles stick together due to the moisture present, which can, among other things, result in blockages.

In het bijzonder is het toepassen van een gas, zoals lucht, voordelig bij de uitvoer van een veelvoud van micro-organisme-deeltjes. Bij voorkeur wordt eerst de nog aanwezige vloeistof uit de houder verwijderd, waarna de 15 deeltjes door middel van het gas worden uitgevoerd.In particular, the use of a gas, such as air, is advantageous in the output of a plurality of microorganism particles. Preferably, the liquid still present is first removed from the container, after which the particles are carried out by means of the gas.

Bijvoorbeeld vindt aanvoer van deeltjes naar de houder plaats in water en afvoer van de deeltjes met lucht.For example, supply of particles to the container takes place in water and removal of the particles with air.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de te behandelen vloeistof aan 20 een onderste zone van de houder ingevoerd.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the liquid to be treated is introduced into a lower zone of the container.

Door de te behandelen vloeistof aan een onderste zone van de houder in te voeren, kan een wervelbed van geïmmobiliseerde micro-organismen worden gerealiseerd. Optioneel wordt een gastoevoer ingericht voor het realiseren 25 van een wervelbed.By introducing the liquid to be treated at a lower zone of the container, a fluidized bed of immobilized microorganisms can be realized. Optionally, a gas supply is arranged for the realization of a fluid bed.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat deze het plaatsen van ten minste één lichtbron in het binnenvolume van de houder en het aansturen van de ten minste een lichtbron.In a preferred embodiment of the method according to the invention, it comprises placing at least one light source in the inner volume of the container and controlling the at least one light source.

30 Door het plaatsen van een lichtbron wordt bewerkstelligd dat de in de houder aanwezige micro-organismen voldoende licht ontvangen voor effectieve fotosynthese.By placing a light source, it is achieved that the microorganisms present in the holder receive sufficient light for effective photosynthesis.

77

In gebruik bevindt de ten minste ene lichtbron zich bij voorkeur in de vloeistof.In use, the at least one light source is preferably in the liquid.

Door de ten minste ene lichtbron in de vloeistof te plaatsen, is de werkwijze niet of nauwelijks afhankelijk 5 van externe belichting, zoals zonlicht, ook in het geval de vloeistof enigszins troebel is en externe belichting niet tot het binnenvolume van de houder kan doordringen.By placing the at least one light source in the liquid, the method is hardly or not at all dependent on external lighting, such as sunlight, also in the case that the liquid is somewhat turbid and external lighting cannot penetrate the inner volume of the container.

Bijvoorbeeld is de lichtbron een LED, een organische LED (oLED), een fluorescentielamp, een 10 halogeenlamp of een gloeilamp of een combinatie hiervan.For example, the light source is an LED, an organic LED (oLED), a fluorescent lamp, a halogen lamp or an incandescent lamp or a combination thereof.

Door het aansturen van de lichtbron, kan de belichting naar wens worden aangepast. Bijvoorbeeld wordt de intensiteit, golflengte en eventuele knippertrequentie aangestuurd.By controlling the light source, the exposure can be adjusted as desired. For example, the intensity, wavelength and any flashing frequency are controlled.

15 Bijvoorbeeld indien een langzamere of snellere behandeling van de vloeistof gewenst is, kan de belichting worden gedimd of versterkt. In een alternatief voorbeeld wordt de intensiteit van de belichting aangepast op de lichtdoorlatendheid van de te behandelen vloeistof.For example, if a slower or faster treatment of the liquid is desired, the exposure can be dimmed or enhanced. In an alternative example, the intensity of the exposure is adjusted to the light transmittance of the liquid to be treated.

20 Bij voorkeur omvat het licht een golflengte in het gebied van fotosynthetisch actieve straling, dat wil zeggen 350-700 nm. Met meer voorkeur omvat het licht straling in het rode gebied van het spectrum, bijvoorbeeld 660-700 nm, en eventueel aanvullend licht in het gebied van nabij-25 infrarood, bijvoorbeeld 710-730 nm.Preferably, the light comprises a wavelength in the range of photosynthetically active radiation, i.e. 350-700 nm. More preferably, the light comprises radiation in the red region of the spectrum, for example 660-700 nm, and optionally additional light in the region of near infrared, for example 710-730 nm.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding worden één of meer lagen geplaatst die elk ten minste één lichtbron omvatten, met één of meer aangrenzende lagen die geïmmobiliseerde micro-organismen omvatten.In a preferred embodiment of the invention, one or more layers are placed, each comprising at least one light source, with one or more adjacent layers comprising immobilized microorganisms.

30 In een eerste voorbeeld omvat de laag met geïmmobiliseerde micro-organismen een plaatvormige drager waarin micro-organismen zijn ingekapseld. Het materiaal van de drager is bijvoorbeeld een gel, een biopolymeer of een 8 ander geschikt organisch materiaal, waarbij het materiaal bij voorkeur doorlatend is en met meer voorkeur transparant.In a first example, the layer with immobilized microorganisms comprises a plate-shaped carrier in which microorganisms are encapsulated. The material of the carrier is, for example, a gel, a biopolymer or another suitable organic material, the material being preferably permeable and more preferably transparent.

In een tweede voorbeeld omvat de laag met geïmmobiliseerde micro-organismen een plaatvormige drager 5 voorzien van kanalen, waardoor een vloeistof kan stromen met daarin als vrij beweegbare deeltjes geïmmobiliseerde algen. Bijvoorbeeld omvat de plaatvormige drager een aantal parallel naast elkaar ingerichte buizen of een plaat waarin kanalen zijn aangebracht.In a second example, the layer with immobilized microorganisms comprises a plate-shaped carrier 5 provided with channels, through which a liquid can flow with algae immobilized as freely movable particles therein. For example, the plate-shaped carrier comprises a number of tubes arranged parallel to each other or a plate in which channels are arranged.

10 Bijvoorbeeld omvat een laag met ten minste één lichtbron een drager voorzien van een aantal lichtbronnen.For example, a layer with at least one light source comprises a carrier provided with a number of light sources.

Door middel van het werken met lagen, ontstaat een sandwichstructuur. Dit maakt een effectieve verversing van de micro-organismen mogelijk. Bij voorkeur is de verversing 15 van de micro-organismen geautomatiseerd door middel van een regelsysteem. In het eerste voorbeeld houdt dit in dat de drager waarin de micro-organismen zijn ingekapseld in één keer kan worden vervangen. In het tweede voorbeeld kunnen de als deeltjes geïmmobiliseerde micro-organismen worden 20 ingevoerd en uitgevoerd door middel van een leidingsysteem.A sandwich structure is created by working with layers. This makes an effective change of the microorganisms possible. The renewal of the microorganisms is preferably automated by means of a control system. In the first example, this means that the carrier in which the microorganisms are encapsulated can be replaced in one go. In the second example, the microorganisms immobilized as particles can be introduced and executed by means of a piping system.

Het wordt opgemerkt dat de ten minste ene lichtbron zowel in de vloeistof als buiten de vloeistof kan zijn ingericht.It is noted that the at least one light source can be arranged both in the liquid and outside the liquid.

Het wordt opgemerkt dat deze uitvoeringsvorm ook 25 is toe te passen met macro-algen, al dan niet geïmmobiliseerd.It is noted that this embodiment can also be used with macro-algae, whether or not immobilized.

In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de werkwijze het plaatsen van de geïmmobiliseerde micro-organismen als een gepakt bed.In an embodiment according to the invention, the method comprises placing the immobilized microorganisms as a packed bed.

30 Het is gebleken dat een gepakt bed enkele voordelen heeft. Ten eerste blijkt dat de totale uitwisselingscoëfficiënt van de in de houder aanwezige 9 micro-organismen toeneemt. Bovendien zijn de micro-organismen eenvoudiger in en uit te voeren.It has been found that a packed bed has some advantages. First, it appears that the total exchange coefficient of the 9 microorganisms present in the container increases. In addition, the microorganisms are easier to import and export.

Bij voorkeur betreft het in deze uitvoeringsvorm geïmmobiliseerde micro-organismen in de vorm van deeltjes.Preferably, microorganisms in the form of particles are involved in this embodiment.

5 Bijvoorbeeld zijn de geïmmobiliseerde micro- organismen uitgevoerd als een gepakt-bed-patroon. Dit heeft het voordeel dat in één keer het patroon kan worden ververst indien gewenst.For example, the immobilized microorganisms are designed as a packed bed pattern. This has the advantage that the pattern can be changed in one go if desired.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de 10 uitvinding zijn de geïmmobiliseerde micro-organismen micro-algen, bij voorkeur van een genus geselecteerd uit de groep bestaande uit Chlorofyten, Euglenofyten, Haptofyten, Cryptofyten, Heterokontofyten, Rhodofyten en Cyanobacteriën.In a preferred embodiment of the invention, the immobilized microorganisms are microalgae, preferably from a genus selected from the group consisting of Chlorophytes, Euglenophytes, Haptophytes, Cryptophytes, Heterokontophytes, Rhodophytes and Cyanobacteria.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm worden 15 verschillende soorten micro-algen toegepast en/of micro-algen toegepast in combinatie met bacteriën.In a further preferred embodiment, different types of microalgae are used and / or microalgae are used in combination with bacteria.

Bijvoorbeeld in een uitvoeringsvorm met als deeltjes geïmmobiliseerde micro-organismen, omvatten verschillende deeltjes verschillende micro-algen.For example, in an embodiment with micro-organisms immobilized as particles, different particles comprise different micro-algae.

20 Bij voorkeur worden verschillende micro-organismen gecombineerd in één deeltje, zodanig dat zij een wisselwerking kunnen uitoefenen.Preferably, different microorganisms are combined in one particle, such that they can interact.

Bijvoorbeeld worden micro-algen gecombineerd met bacteriën die een groeibevorderende eigenschap vertonen, 25 bijvoorbeeld Azospirillum of Flavobacterium), een ammoniumoxiderende eigenschap, bijvoorbeeld Nitrosococcus of Nitrosomonas in combinatie met Nitrobacter, een anaerobe ammoniumoxiderende eigenschap, bijvoorbeeld Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia of Scalindua, of een 30 denitrificerende eigenschap, bijvoorbeeld Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrifleans of Pseudomonas.For example, microalgae are combined with bacteria that exhibit a growth-promoting property, for example Azospirillum or Flavobacterium, an ammonium-oxidizing property, for example Nitrosococcus or Nitrosomonas in combination with Nitrobacter, an anaerobic ammonium-oxidizing property, for example Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia or Scalindua, or a denitrifying property, for example Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrifleans or Pseudomonas.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het kweken van micro-organismen, bij voorkeur 10 micro-algen, omvattende één of meer van de stappen volgens de werkwijze voor het behandelen van een vloeistof zoals bovenstaand beschreven.The invention further relates to a method for cultivating microorganisms, preferably 10 microalgae, comprising one or more of the steps according to the method for treating a liquid as described above.

Voor deze werkwijze voor het kweken van micro-5 organismen gelden dezelfde voordelen en effecten als beschreven voor de werkwijze voor het behandelen van een vloeistof.The same advantages and effects apply to this method for cultivating microorganisms as described for the method for treating a liquid.

De werkwijze maakt het mogelijk op een effectieve en efficiënte manier micro-organismen te kweken. Bij 10 voorkeur omvat de werkwijze het oogsten van de micro-algen, aanvullend op of in plaats van het verversen van de micro-algen. Bijvoorbeeld worden de algen gekweekt voor visvoer, voeding, als meststof of biomassa voor energieproductie.The method makes it possible to grow microorganisms in an effective and efficient manner. Preferably, the method comprises harvesting the microalgae, in addition to or instead of refreshing the microalgae. For example, the algae are cultivated for fish feed, food, as fertilizer or biomass for energy production.

Bij voorkeur wordt het kweken van micro-organismen 15 gecombineerd met het behandelen van een vloeistof. Hiermee wordt een efficiënte werkwijze voorzien waarin zowel vloeistof wordt behandeld als micro-organismen worden gekweekt.Preferably, the cultivation of microorganisms is combined with the treatment of a liquid. This provides an efficient method in which both liquid is treated and micro-organisms are grown.

De uitvinding heeft verder betrekking op een 20 inrichting voor het behandelen van een vloeistof, omvattende een houder voor de te behandelen vloeistof, waarin de houder is voorzien van: - een vloeistofinvoer; - een vloeistofuitvoer; 25 - een invoer voor geïmmobiliseerde micro-organismen; en - een uitvoer voor geïmmobiliseerde micro-organismen, waarin de inrichting verder een werkzaam met de vloeistofinvoer, de vloeistofuitvoer, de invoer en de uitvoer verbonden regelsysteem omvat.The invention further relates to a device for treating a liquid, comprising a holder for the liquid to be treated, wherein the holder is provided with: a liquid inlet; - a liquid outlet; - an entry for immobilized microorganisms; and - an output for immobilized microorganisms, wherein the device further comprises a control system operatively connected to the liquid inlet, the liquid outlet, the inlet and the outlet.

30 Bij voorkeur wordt de inrichting volgens de uitvinding toegepast voor het uitvoeren van één van de werkwijzen volgens de uitvinding, zoals bovenstaand 11 beschreven. Bovendien kunnen de kenmerken van de werkwijze worden gecombineerd met de inrichting en vice versa.The device according to the invention is preferably used for carrying out one of the methods according to the invention, as described above. Moreover, the characteristics of the method can be combined with the device and vice versa.

Voor de inrichting gelden dezelfde voordelen en effecten als bovenstaand beschreven voor de werkwijzes.The same advantages and effects apply to the device as described above for the method.

5 De vloeistofinvoer, de vloeistofuitvoer en de invoer en uitvoer voor geïmmobiliseerd micro-organismen kunnen zijn uitgevoerd als afzonderlijke onderdelen, of worden gecombineerd. Bijvoorbeeld dient een vloeistofinvoer ook voor invoer van geïmmobiliseerd micro-organismen of 10 dient een invoer ook als uitvoer.The liquid inlet, the liquid outlet and the inlet and outlet for immobilized microorganisms can be designed as separate parts, or can be combined. For example, a fluid input also serves for input of immobilized microorganisms or an input also serves as output.

Doordat inrichting is voorzien van een regelsysteem dat werkzaam is verbonden met de diverse invoeren en uitvoeren, is het mogelijk de micro-organismen eenvoudig en automatisch te vervangen.Because the device is provided with a control system which is operatively connected to the various inputs and outputs, it is possible to replace the microorganisms simply and automatically.

15 Bijvoorbeeld omvat de inrichting bovendien pompen, afsluiters, verdeelstukken en leidingen.For example, the device furthermore comprises pumps, valves, manifolds and pipes.

Bij voorkeur omvat de inrichting een filter voor het tegenhouden van micro-organismen. Bijvoorbeeld zijn de mazen van het filter zodanig gedimensioneerd dat 20 geïmmobiliseerde micro-organismen worden gefilterd, of zodanig dat micro-organismen worden gefilterd. Bij voorkeur wordt het filter aan de bovenzijde van de houder geplaatst.The device preferably comprises a filter for retaining microorganisms. For example, the meshes of the filter are dimensioned such that immobilized microorganisms are filtered, or such that microorganisms are filtered. The filter is preferably placed on the top of the holder.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is het regelsysteem ingericht om geïmmobiliseerde micro-organismen 25 in en uit de houder te voeren indien de behandeleffectiviteit onder een bepaalde grenswaarde komt.In a further preferred embodiment, the control system is adapted to introduce immobilized microorganisms into and out of the container if the treatment effectiveness falls below a certain limit value.

De micro-organismen worden vervangen, dat wil zeggen ververst, wanneer de behandeleffectiviteit afneemt tot onder een bepaalde, bij voorkeur instelbare, waarde.The microorganisms are replaced, that is, when the treatment effectiveness decreases below a certain, preferably adjustable, value.

30 In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de inrichting een met de houder verbonden gasdrukinstallatie voor het met een gas uit de houder voeren van geïmmobiliseerde micro-organismen.In a preferred embodiment according to the invention, the device comprises a gas pressure installation connected to the holder for carrying immobilized microorganisms with a gas from the holder.

1212

Bijvoorbeeld is de gasdrukinstallatie een compressor of een gascilinder. Bijvoorbeeld is het gas lucht.For example, the gas pressure installation is a compressor or a gas cylinder. For example, the gas is air.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de 5 uitvinding omvat de inrichting in het binnenvolume van de houder aangebrachte verlichting die is uitgevoerd als een LED-snoer.In a preferred embodiment according to the invention the device comprises lighting arranged in the inner volume of the container which is designed as an LED cord.

Onder een LED-snoer wordt verstaan een flexibel langwerpig element voorzien van meerdere LED's. Een 10 dergelijk snoer heeft het voordeel dat deze goedkoop is, eenvoudig aan te brengen in de houder en bovendien in verschillende configuraties kan worden voorzien.An LED cable is understood to be a flexible elongate element provided with several LEDs. Such a cord has the advantage that it is inexpensive, easy to install in the holder and moreover can be provided in different configurations.

Bijvoorbeeld is het LED-snoer aangebracht tussen twee grofmazige roosters, waarbij het snoer bevestigd is door het 15 door verschillende mazen te steken.For example, the LED cord is arranged between two coarse mesh gratings, the cord being secured by piercing it through different meshes.

Een dergelijke constructie is eventueel toepasbaar in bestaande installaties, zodat een effectieve ombouw mogelijk is.Such a construction is possibly applicable in existing installations, so that an effective conversion is possible.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens 20 de uitvinding is de houder uitgevoerd als een aantal naast elkaar ingerichte buizen.In an advantageous preferred embodiment according to the invention, the holder is designed as a number of tubes arranged next to each other.

Bij voorkeur hebben de buizen een diameter tussen 1-300 cm.The tubes preferably have a diameter between 1-300 cm.

Bij voorkeur is tussen of in de buizen verlichting 25 ingericht. Dit maakt een effectieve verlichting van de geïmmobiliseerde micro-organismen in de buizen mogelijk.Lighting is preferably arranged between or in the tubes. This makes effective lighting of the immobilized microorganisms in the tubes possible.

Indien de verlichting buiten de buizen is ingericht, zijn de buizen bij voorkeur vervaardigd uit een transparant materiaal, zoals polyvinylchloride (PVC), 30 polymethylmethacrylaat (PMMA, ook wel acrylaat of perspex), polycarbonaat of glas.If the lighting is arranged outside the tubes, the tubes are preferably made of a transparent material, such as polyvinyl chloride (PVC), polymethyl methacrylate (PMMA, also known as acrylate or perspex), polycarbonate or glass.

1313

Alternatief kan de houder zijn uitgevoerd als een element waarin kanalen zijn aangebracht, bijvoorbeeld een kanaalplaat.Alternatively, the holder can be designed as an element in which channels are arranged, for example a channel plate.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting 5 volgens de uitvinding omvat deze één of meer lagen die elk ten minste één lichtbron omvatten, met één of meer aangrenzende lagen die geïmmobiliseerd micro-organismen omvatten.In a preferred embodiment of the device 5 according to the invention, it comprises one or more layers, each comprising at least one light source, with one or more adjacent layers comprising immobilized microorganisms.

Hiermee wordt een sandwichstructuur verkregen 10 zoals bovenstaand beschreven met betrekking tot de werkwijze volgens de uitvinding.A sandwich structure is hereby obtained as described above with regard to the method according to the invention.

De uitvinding betreft bovendien een systeem omvattende een aantal inrichtingen zoals bovenstaand beschreven, verder omvattende een werkzaam met de 15 inrichtingen verbonden tweede regelsysteem voor het aansturen van de inrichtingen. Voorts betreft de uitvinding een werkwijze voor het gebruik van een dergelijk systeem.The invention furthermore relates to a system comprising a number of devices as described above, further comprising a second control system operatively connected to the devices for controlling the devices. The invention further relates to a method for using such a system.

Voor het systeem gelden dezelfde voordelen en effecten zoals bovenstaand beschreven voor de inrichting 20 voor het behandelen van een vloeistof.The same advantages and effects apply to the system as described above for the device 20 for treating a liquid.

Het tweede regelsysteem kan de regelsystemen van de afzonderlijke inrichtingen aanvullen, of in plaats treden van de afzonderlijke regelsystemen of anderszins gecombineerd zijn met de eerste regelsystemen.The second control system may supplement the control systems of the individual devices, or replace the individual control systems or otherwise be combined with the first control systems.

25 Een voordeel van het verschaffen van het integreren van een aantal inrichtingen volgens de uitvinding in één systeem is dat het hierdoor mogelijk is een (semi-)continue behandeling te realiseren. Terwijl in één inrichting de geïmmobiliseerde micro-organismen worden 30 ververst of de inrichting wordt gereinigd of anderszins onderhouden, wordt de behandeling van de vloeistof in de andere inrichtingen doorgezet.An advantage of providing the integration of a number of devices according to the invention in one system is that it is hereby possible to realize a (semi) continuous treatment. While in one device the immobilized microorganisms are refreshed or the device is cleaned or otherwise maintained, the treatment of the liquid is continued in the other devices.

1414

Bij voorkeur wordt het aantal inrichtingen derhalve zodanig gekozen, dat er sprake is van een bepaalde overcapaciteit en/of buffercapaciteit. Een overcapaciteit heeft het voordeel dat hierdoor de individuele inrichtingen 5 kunnen worden gereinigd of de daarin aanwezige micro-organismen kunnen worden ververst, terwijl het systeem voldoende capaciteit behoudt voor het behandelen van de aangevoerde vloeistof. Een zekere buffercapaciteit heet het voordeel dat daardoor kan worden afgezien van andere 10 buffers, omdat een (semi-)continue bedrijfsvoering mogelijk is .The number of devices is therefore preferably chosen such that there is a certain overcapacity and / or buffer capacity. An overcapacity has the advantage that as a result the individual devices 5 can be cleaned or the microorganisms contained therein can be refreshed, while the system retains sufficient capacity for treating the supplied liquid. A certain buffer capacity has the advantage that it is possible to dispense with other buffers because a (semi) continuous operation is possible.

Ten slotte heeft de uitvinding betrekking op een ingekapseld micro-organisme voor toepassing als geïmmobiliseerd micro-organisme in één of meer van de 15 werkwijzen zoals bovenstaand beschreven en/of de inrichting zoals bovenstaand beschreven, omvattende een drager, bij voorkeur een transparante en/of doorlatende drager, en ten minste één in de drager ingekapseld micro-organisme, waarin de drager bij voorkeur een materiaal bevat geselecteerd uit 20 de groep bestaande uit calciumalginaat, kappa-carrageenan, agarose/agar-agar, calciumpectaat, gelatine, polyethyleenglycerol, silicagel, of ander gelachtig materiaal, cellulosenitraat, glas, polyacrylamide, polyurethaan, polytehyleen of een mengsel daarvan.Finally, the invention relates to an encapsulated microorganism for use as an immobilized microorganism in one or more of the methods as described above and / or the device as described above, comprising a carrier, preferably a transparent and / or permeable carrier, and at least one microorganism encapsulated in the carrier, wherein the carrier preferably contains a material selected from the group consisting of calcium alginate, kappa carrageenan, agarose / agar agar, calcium pectate, gelatin, polyethylene glycerol, silica gel, or other gel-like material, cellulose nitrate, glass, polyacrylamide, polyurethane, polytehylene or a mixture thereof.

25 Voor het ingekapselde micro-organisme gelden dezelfde voordelen en effecten als bovenstaand beschreven voor de werkwijzes en inrichting.The same advantages and effects apply to the encapsulated microorganism as described above for the method and device.

Bij voorkeur zijn de ingekapselde micro-organismen micro-algen, met meer voorkeur van een genus geselecteerd 30 uit de groep bestaande uit Chlorofyten, Euglenofyten,Preferably, the encapsulated microorganisms are microalgae, more preferably from a genus selected from the group consisting of Chlorophytes, Euglenophytes,

Haptofyten, Cryptofyten, Heterokontofyten, Rhodofyten en Cyanobacteriën.Haptophytes, Cryptophytes, Heterokontophytes, Rhodophytes and Cyanobacteria.

1515

Bij voorkeur omvat de drager twee of meer micro-organismen die zodanig gezamenlijk ingekapseld zijn, dat een wisselwerking tussen de micro-organismen mogelijk is.The carrier preferably comprises two or more microorganisms that are encapsulated together in such a way that an interaction between the microorganisms is possible.

Bijvoorbeeld worden micro-algen gecombineerd met 5 bacteriën die een groeibevorderende eigenschap vertonen, bijvoorbeeld Azospirillum of Flavobacterium), een ammoniumoxiderende eigenschap, bijvoorbeeld Nitrosococcus of Nitrosomonas in combinatie met Nitrobacter, een anaerobe ammoniumoxiderende eigenschap, bijvoorbeeld Brocadia, 10 Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia of Scalindua, of een denitrificerende eigenschap, bijvoorbeeld Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans of Pseudomonas.For example, microalgae are combined with bacteria that exhibit a growth-promoting property, for example Azospirillum or Flavobacterium, an ammonium-oxidizing property, for example Nitrosococcus or Nitrosomonas in combination with Nitrobacter, an anaerobic ammonium-oxidizing property, for example Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia or Scalindua or a denitrifying property, for example Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans or Pseudomonas.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van 15 voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bij gevoegde figuren, die het volgende tonen: - Figuur 1 toont een processchema van een systeem volgens de uitvinding; - Figuur 2 toont een onderdeel van het reactorvat 20 uit figuur 1; en - Figuur 3 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.Further advantages, features and details of the invention are elucidated on the basis of preferred embodiments thereof, wherein reference is made to the accompanying figures, which show the following: Figure 1 shows a process diagram of a system according to the invention; Figure 2 shows a part of the reactor vessel 20 from Figure 1; and - Figure 3 shows an alternative embodiment of the device according to the invention.

Een systeem, aangegeven met verwijsgetal 2 in figuur 1, omvat toevoer 4 die een houder 6 omvat voor 25 geïmmobiliseerde micro-algen in de vorm van balletjes (figuur 1). Bovendien kan via houder 6 bijvoorbeeld ook spoelwater of chemicaliën, zoals reinigingsmiddelen, worden toegevoerd.A system, indicated by reference number 2 in figure 1, comprises feed 4 which comprises a holder 6 for immobilized micro algae in the form of balls (figure 1). Moreover, rinsing water or chemicals, such as cleaning agents, can also be supplied via holder 6.

Toevoer 4 omvat voorts drukgevoelige schakelaar 8 30 die is verbonden met pomp 10, debietmeter 12 en drukmeter 14 .Supply 4 further comprises pressure sensitive switch 8 which is connected to pump 10, flow meter 12 and pressure meter 14.

1616

Via aanstuurbare afsluiter 16 is houder 6 verbonden met leiding 17. De leiding omvat een terugslagklep 18.Via controllable valve 16, holder 6 is connected to line 17. The line comprises a non-return valve 18.

Systeem 2 omvat bovendien een effluenttoevoer 20, 5 die vergelijkbaar is opgebouwd, namelijk met houder 22, drukgevoelige schakelaar 24 die is verbonden met pomp 26, aanstuurbare afsluiter 28 die wordt aangestuurd door middel van debietmeter 30, en drukmeter 32. Houder 22 is via afsluiter 28 verbonden met leiding 34.System 2 furthermore comprises an effluent supply 20, 5 which is similarly constructed, namely with holder 22, pressure-sensitive switch 24 connected to pump 26, controllable valve 28 controlled by flow meter 30, and pressure meter 32. Holder 22 is via valve 28 connected to pipe 34.

10 In plaats van houder 22 kan ook een vloeistofstroom voorzien zijn.A liquid flow can also be provided instead of holder 22.

Leiding 34 is via als invoer dienstdoende aftakkingen 36, 38, 40, 42, 44 en respectieve afsluiters 46, 48, 50, 52, 54 verbonden met respectieve reactorvaten 56, 15 58, 60, 62, 64. De onderzijde van reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 loopt enigszins schuin af, om de vaten volledig te kunnen legen.Conduit 34 is connected via respective taps 36, 38, 40, 42, 44 and respective valves 46, 48, 50, 52, 54 to respective reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64. The underside of reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64 is slightly slanted in order to be able to completely empty the vessels.

Reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 omvatten aan de bovenzijde filters 57, 59, 61, 63 en 65. Elk reactorvat 20 omvat een leiding die door middel van afsluiters 66, 68, 70, 72 en 74 respectievelijk, te openen en te sluiten is. De leiding kan dienst doen als invoer of als uitvoer.Reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64 include filters 57, 59, 61, 63 and 65 at the top. Each reactor vessel 20 comprises a conduit which can be opened and closed by means of valves 66, 68, 70, 72 and 74 respectively. to close. The management can serve as input or as output.

De leiding 17 is via filter 76 en aanstuurbare afsluiter 78 verbonden met uitvoer 80, voor de afvoer van 25 algenballetjes. Daarnaast is leiding 17 via filter 76 en aanstuurbare afsluiter 82 verbonden met effluentafvoer 84, voor het afvoeren van water uit de reactorvaten. Bij voorkeur is afvoer 84 verbonden met houder 22, zodat de via 84 afgevoerde effluent weer kan worden aangeboden aan de 30 inrichting.The line 17 is connected via filter 76 and controllable valve 78 to outlet 80 for the discharge of 25 algae balls. In addition, line 17 is connected via filter 76 and controllable valve 82 to effluent outlet 84, for discharging water from the reactor vessels. Drain 84 is preferably connected to holder 22, so that the effluent discharged via 84 can again be offered to the device.

Reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 zijn verder via afsluiters 86, 88, 90, 92 en 94 respectievelijk, verbonden met leiding 96 die is aangesloten op compressor 98.Reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64 are furthermore connected via valves 86, 88, 90, 92 and 94, respectively, to line 96 which is connected to compressor 98.

1717

Compressor 98 is verbonden met drukmeter 100 en aanstuurbare afsluiter 102. Via een vertakking met een aanstuurbare afsluiter 104 is leiding 96 verbonden met overstort 106.Compressor 98 is connected to pressure gauge 100 and controllable valve 102. Via a branch with a controllable valve 104, line 96 is connected to overflow 106.

Reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 zijn daarnaast via 5 afsluiters 108, 110, 112, 114 en 116 en bijbehorende terugslagkleppen 118, 120, 122, 124, 126 verbonden met leiding 128 die voorzien is van waterkwaliteitmeter 130 en temperatuurmeter 132. Via afsluiter 134 en aanstuurbare afsluiter 136 is leiding 128 verbonden met schoonwaterafvoer 10 140. Afsluiter 134 dient als veiligheidsmaatregel, om te voorkomen dat de druk te groot wordt. Via aanstuurbare afsluiter 138 is leiding 128 verbonden met spoelwaterafvoer 142 .Reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64 are additionally connected via 5 valves 108, 110, 112, 114 and 116 and associated non-return valves 118, 120, 122, 124, 126 to line 128 which is provided with water quality meter 130 and temperature meter 132. Via valve 134 and controllable valve 136, line 128 is connected to clean water outlet 140. Valve 134 serves as a safety measure to prevent the pressure from becoming too high. Via controllable valve 138, line 128 is connected to flushing water outlet 142.

Reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 zijn voorzien van 15 grofmazige structuren 144 (Figuur 2). Een LEDsnoer 146 met LEDs 148 is door deze grofmazige structuren 144 geweven.Reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64 are provided with coarse-mesh structures 144 (Figure 2). A LED cord 146 with LEDs 148 is woven through these coarse-meshed structures 144.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding (figuur 3) omvat deze een sandwich-structuur 150. Structuur 150 omvat een 20 doorstroomlaag 152 die een aantal buizen 154, 156, 158 omvat, waar een vloeistof met geïmmobiliseerd micro-algen door kan stromen. Aangrenzend aan doorstroomlaag 152 bevindt zich verlichtingslaag 160, die LEDs omvat.In an alternative embodiment of the device according to the invention (Figure 3), it comprises a sandwich structure 150. Structure 150 comprises a through-flow layer 152 which comprises a number of tubes 154, 156, 158, through which a liquid with immobilized microalgae can pass. flow. Adjacent to flow-through layer 152 there is lighting layer 160, which comprises LEDs.

De sandwich-structuur 150 omvat een aantal 25 doorstroomlagen 152, 164, 166, afgewisseld met verlichtingslagen 160, 162. In de figuur zijn drie doorstroomlagen en twee verlichtingslagen weergegeven, echter andere aantallen zijn eveneens mogelijk. Buizen 154, 156, 158 kunnen rond zijn uitgevoerd, zoals getoond, of met 30 een andere vorm, bijvoorbeeld vierkant. Bijvoorbeeld bevatten de buizen een transparante kunststof.The sandwich structure 150 comprises a number of flow-through layers 152, 164, 166, interspersed with lighting layers 160, 162. In the figure, three flow-through layers and two lighting layers are shown, but other numbers are also possible. Tubes 154, 156, 158 can be round, as shown, or with a different shape, for example square. For example, the tubes contain a transparent plastic.

In een eerste stap wordt het systeem 2 voorzien van algenballetjes uit houder 6, door deze door middel van 18 pomp 10 in de reactorvaten te pompen. Hiertoe zijn afsluiters 66, 68, 70, 72 en/of 74 geopend. De algen worden aangevoerd in spoelwater. De afsluiters 16, 104 en 138 zijn geopend, de afsluiters 28, 78, 82, 102, 136 zijn geopend. Na 5 een vooraf bepaalde tijd wordt ook afsluiter 104 afgesloten en pomp 10 uitgeschakeld. De algenballetjes worden aan de bovenzijde in de vaten gehouden door middel van filters 57, 59, 61, 63, 65. Aan de onderzijde hoeft geen filter te worden geplaatst, aangezien door de opwaartse druk tijdens 10 bedrijf, wordt tegengegaan dat de algenballetjes aan de onderzijde uit de houder stromen.In a first step, the system 2 is provided with algae balls from container 6 by pumping them into the reactor vessels by means of 18 pump 10. Valves 66, 68, 70, 72 and / or 74 are open for this purpose. The algae are supplied in rinsing water. The valves 16, 104 and 138 are open, the valves 28, 78, 82, 102, 136 are open. After a predetermined time, valve 104 is also shut off and pump 10 is switched off. The algae balls are held in the vessels at the top by means of filters 57, 59, 61, 63, 65. At the bottom, no filter needs to be placed, since the upward pressure during operation prevents the algae balls from coming to the underside from the container.

Nadat de algenballetjes zijn geplaatst, kan effluent worden behandeld. De effluent wordt toegevoerd uit houder 22 of stroom 22 met behulp van pomp 26. Hiertoe zijn 15 afsluiters 28, 104 en 136 geopend, en afsluiters 16, 78, 82, 102, 138 gesloten. De effluent wordt via leiding 26, 28, 40, 42 en 44 in de reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 gepompt. Na behandeling stroomt het water via afsluiters 108, 110, 112, 114 en 116 naar schoonwater uitvoer 140.After the algae balls have been placed, effluent can be treated. The effluent is supplied from container 22 or stream 22 with the aid of pump 26. To this end, valves 28, 104 and 136 are opened, and valves 16, 78, 82, 102, 138 are closed. The effluent is pumped via lines 26, 28, 40, 42 and 44 into the reactor vessels 56, 58, 60, 62, 64. After treatment, the water flows via valves 108, 110, 112, 114 and 116 to clean water outlet 140.

20 Indien waterkwaliteitmeter 130 aangeeft dat de behandelingeffectiviteit onder een bepaalde grenswaarde komt, kan het systeem automatisch overgaan tot vervangen van de algen. Hiertoe wordt eerst het in de reactorvaten aanwezige vloeistof verwijderd door het openen van 25 afsluiters 82, 104, 136 en 138. De afsluiters 16, 28, 78, 102 zijn gesloten. Het in de vloeistof aanwezige water stroomt via afsluiter 82 naar afvoer 84.If water quality meter 130 indicates that the treatment effectiveness falls below a certain limit value, the system can automatically replace the algae. To this end, first the liquid present in the reactor vessels is removed by opening valves 82, 104, 136 and 138. The valves 16, 28, 78, 102 are closed. The water present in the liquid flows via valve 82 to drain 84.

Vervolgens worden de algenballetjes uit de reactorvaten verwijderd met behulp van compressor 98.The algae balls are then removed from the reactor vessels using compressor 98.

30 Hiertoe worden afsluiters 78 en 102 geopend. De afsluiters 16, 28, 82, 104, 136, 138 zijn gesloten. De algenballetjes worden via leiding 17 en afsluiter 78 naar afvoer 80 geblazen.Valves 78 and 102 are opened for this purpose. The valves 16, 28, 82, 104, 136, 138 are closed. The algae balls are blown via line 17 and valve 78 to drain 80.

1919

Vervolgens begint de cyclus van voor af aan. Eventueel wordt tussentijds een reinigingscyclus uitgevoerd, waarbij in plaats van geïmmobiliseerd algen, reinigingsmiddel wordt aangevoerd vanuit houder 6, eventueel 5 gevolgd door spoelwater.Then the cycle starts from the beginning. A cleaning cycle may optionally be carried out in the course of which, instead of immobilized algae, cleaning agent is supplied from container 6, possibly followed by rinsing water.

Het openen en sluiten van de verschillende afsluiters in de verschillende stappen is weergegeven in de onderstaande tabel. Hierin is een open afsluiter weergegeven als open cirkel en een gesloten afsluiter als gevulde 10 cirkel.The opening and closing of the different valves in the different steps is shown in the table below. This shows an open valve as an open circle and a closed valve as a filled circle.

AfsluiterValve

Omschrijving stap 28 I 78 I 82 I 102 104 136 138 16 inspoelen ballen ···· o · o o timer · in bedrijf o··· o · o · aflaten · · o · o o o · uitspoel ballen · o · o · · · ·Description step 28 I 78 I 82 I 102 104 136 138 16 flushing balls ···· o · oo timer · in operation o ··· o · o · draining · · o · ooo · flushing balls · o · o · · · ·

Tabel 1. Afsluiters in de verschillende processtappen.Table 1. Valves in the various process steps.

Het is ook mogelijk één of meer van de overige 15 afsluiters als aanstuurbare afsluiter uit te voeren.It is also possible to design one or more of the remaining valves as a controllable valve.

In het bovenstaande voorbeeld worden alle reactoren tegelijkertijd gevuld en geleegd. Dit proces wordt geregeld door het regelen van afsluiters 66, 68, 70, 72, 74, 68, 88, 90, 92, 94, 108, 110, 112, 114, 116. Alternatief is 20 het mogelijk om de reactorvaten 56, 58, 60, 62, 64 niet tegelijkertijd te vullen en te legen. Hiertoe kunnen afsluiters 46, 48, 50, 52, 54, 66, 68, 70, 72, 74, 86, 88, 90, 92, 94, 108, 110, 112, 114, 116 aanstuurbaar voorzien zijn.In the example above, all reactors are filled and emptied simultaneously. This process is controlled by controlling valves 66, 68, 70, 72, 74, 68, 88, 90, 92, 94, 108, 110, 112, 114, 116. Alternatively, it is possible to dispense reactor vessels 56, 58 , 60, 62, 64 cannot be filled and emptied at the same time. To this end, valves 46, 48, 50, 52, 54, 66, 68, 70, 72, 74, 86, 88, 90, 92, 94, 108, 110, 112, 114, 116 can be controlled.

25 Bij voorkeur wordt bij elk reactorvat een kwaliteitscontrole uitgevoerd, waardoor de 20 behandeleffectiviteit per vat wordt bepaald. Indien de behandeleffectiviteit van een vat afneemt, worden slechts de algen uit dat vat verwijderd en aangevuld. Dit heeft als voordeel dat niet het gehele proces hoeft te worden 5 stilgelegd, maar uitsluitend de behandeling in de bewuste reactor. Alternatief wordt dit uitgevoerd zonder meting, waarbij elk vat na een zeker tijdsverloop wordt geleegd en gevuld met nieuwe algen.A quality check is preferably carried out at each reactor vessel, whereby the treatment effectiveness per vessel is determined. If the treatment effectiveness of a vessel decreases, only the algae are removed from that vessel and supplemented. This has the advantage that the entire process does not have to be stopped, but only the treatment in the reactor in question. Alternatively, this is done without measurement, with each vessel being emptied and filled with new algae after a certain period of time.

Het systeem 2 kan zowel worden gebruikt voor het 10 behandelen van een vloeistof zoals water, als voor het kweken van algen, of voor beide tegelijkertijd. Bijvoorbeeld wordt voor het kweken van algen aan de te behandelen vloeistof in houder 22 extra voedingsstoffen toegevoegd. De algen worden verder bewerkt nadat deze zijn afgevoerd via 15 uitvoer 80.The system 2 can be used both for treating a liquid such as water, and for growing algae, or for both at the same time. For example, for growing algae, additional nutrients are added to the liquid to be treated in container 22. The algae are further processed after they have been discharged via output 80.

ExperimentExperiment

Uit testen met een proefopstelling blijkt dat de inrichting volgens de uitvinding in staat is efficiënt 20 stikstof en fosfor uit een vloeistof te verwijderen.Tests with a test set-up show that the device according to the invention is capable of efficiently removing nitrogen and phosphorus from a liquid.

De test omvatte het toevoeren van verdund afvalwater uit de zuivelindustrie, met 34,8 mg nitraat per liter en 3,22 mg orthofosfaat per liter.The test included the supply of diluted wastewater from the dairy industry, with 34.8 mg of nitrate per liter and 3.22 mg of orthophosphate per liter.

De toegepaste geïmmobiliseerde algen waren 25 microalgen van het species Chlorella fusca, ingekapseld in alginaat-kogeltjes (2% natriumalginaat), die een initiële concentratie van 200 mg micro-algen bevatten, uitgehard voor 2 dagen in een 2% calciumchloride-oplossing.The immobilized algae used were microalgae of the species Chlorella fusca, encapsulated in alginate beads (2% sodium alginate), containing an initial concentration of 200 mg microalgae, cured for 2 days in a 2% calcium chloride solution.

De inrichting omvatte een gepakt bed in een glazen 30 buis met externe diameter van 29 mm. Het initiële vullingpercentage van de buis met algenballetjes was 82,5 volumeprocent.The device comprised a packed bed in a glass tube with an external diameter of 29 mm. The initial filling percentage of the tube with algae balls was 82.5 volume percent.

2121

De verblijftijd was 0,2 dag, dat wil zeggen de hydraulische verblijftijd was 0,035 dagen.The residence time was 0.2 days, i.e. the hydraulic residence time was 0.035 days.

Het gebruikte licht was 60 micromol quanta fotosynthetisch actieve straling (PAR) per m2 per s.The light used was 60 micromoles of quanta photosynthetically active radiation (PAR) per m2 per s.

5 De concentraties die na behandeling volgens de werkwijze van de uitvinding werden verkregen waren substantieel lager dan de initiële concentraties, namelijk 2.52 mg nitraat per liter en 1.55 mg fosfaat per liter, waarbij de afname door werd gezet na deze meting.The concentrations obtained after treatment according to the method of the invention were substantially lower than the initial concentrations, namely 2.52 mg of nitrate per liter and 1.55 mg of phosphate per liter, the decrease being continued after this measurement.

10 De netto gemiddelde concentratie van verwijderde voedingsstoffen komt daarmee neer op 32 mg N L_1 en 1,67 P L” 1. Door dit te delen op de verblijftijd in de buis, wordt de volumetrische voedingsstofverwijdering berekend op 161 g N irf 3 d’1 en 8,3 g P m“3 d”1.10 The net average concentration of removed nutrients thus amounts to 32 mg N L_1 and 1.67 PL ”1. By dividing this over the residence time in the tube, the volumetric nutrient removal is calculated at 161 g N irf 3 d'1 and 8.3 g P m “3 d” 1.

15 Op grond hiervan kan worden berekend wat dit oplevert bij een opgeschaalde inrichting. Uitgaande van een reactor die is gedimensioneerd zodat op 1 vierkante meter een reactorvolume van 1 kubieke meter kan worden verschaft, levert dit een voedingsstofverwijderingscapaciteit van 161 g 2 0 N iïT3 d_1 en 8,3 g P ιτΓ3 d_1.On the basis of this, it can be calculated what this yields at a scaled up establishment. Starting from a reactor that is dimensioned so that a reactor volume of 1 cubic meter can be provided on 1 square meter, this yields a nutrient removal capacity of 161 g 2 0 N iT3 d_1 and 8.3 g P ιτΓ3 d_1.

Uit de praktijk bekende werkwijzes, zogenaamde high rate algal pond (HRAP), levert in gematigde klimaten een gemiddelde jaarlijkse productie op van 6 g droog gewicht per vierkante meter per dag. Uitgaande van een gemiddeld 25 stikstofpercentage van 8% en een gemiddeld fosforpercentage van 1%, is de voedingstofverwijderingscapaciteit van het traditionele systeem 480 mg N m~2 d_1 en 60 mg P m“2 d_1. De capaciteit van de inrichting volgens de uitvinding is daarmee twee ordegroottes groter dan de uit de praktijk 30 bekende systemen.Processes known from practice, so-called high rate algal pound (HRAP), yields an average annual production of 6 g dry weight per square meter per day in moderate climates. Assuming an average nitrogen percentage of 8% and an average phosphorus percentage of 1%, the nutrient removal capacity of the traditional system is 480 mg N m ~ 2 d_1 and 60 mg P m “2 d_1. The capacity of the device according to the invention is therefore two orders of magnitude greater than the systems known from practice.

Hierbij wordt opgemerkt dat bovendien de energieverhouding competitief is met traditionele systemen. Daarnaast is het uitvoeren van de werkwijze volgens de 22 uitvinding relatief goedkoop ten opzichte van bekende systemen. Dit wordt onder andere veroorzaakt door de geringe kosten van het oogsten van de algen.It is noted that the energy ratio is also competitive with traditional systems. In addition, performing the method according to the invention is relatively inexpensive compared to known systems. This is partly due to the low costs of harvesting the algae.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot 5 de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat er middelen zijn voorzien in de inrichting voor het uitvoeren 10 van een reinigingsstap, zodanig dat de houder en eventuele leidingen en dergelijke worden gereinigd, al dan niet met een reinigingsmiddel. Bovendien is het mogelijk om als verlichting een LED te voorzien die extern wordt voorzien van elektrische energie door middel van magnetische 15 inductie, bij voorkeur resonante magnetische inductie.The present invention is by no means limited to the above described preferred embodiments thereof. The requested rights are determined by the following claims within the scope of which many modifications are conceivable. For example, it is possible that means are provided in the device for performing a cleaning step, such that the container and any pipes and the like are cleaned, with or without a cleaning agent. Moreover, it is possible to provide an LED as lighting that is externally supplied with electrical energy by means of magnetic induction, preferably resonant magnetic induction.

Verder is het mogelijk de werkwijzen, de inrichting en het systeem toe te passen met macro-algen.Furthermore, it is possible to use the methods, the device and the system with macro-algae.

Claims

A method of treating a liquid, comprising: 5. placing immobilized microorganisms in a container; - introducing the liquid to be treated into the container; - carrying out at least a part of the liquid from the container; and - refreshing the immobilized microorganisms if the effectiveness of the treatment falls below a certain limit value.

Method according to claim 1, the placing of immobilized microorganisms comprising placing a plurality of microorganisms immobilized as free-moving particles.

Method according to claim 1 or 2, the refreshing comprising carrying out the immobilized microorganisms from and / or into the container by means of a fluid.

The method of claim 3, wherein the fluid is a gas.

5. Method according to at least one of claims 1-4, wherein the liquid to be treated is introduced at a lower zone of the container.

A method according to at least one of claims 1 to 5, comprising placing at least one light source in the inner volume of the holder and controlling the at least one light source. 5

The method of claims 1-6, wherein one or more layers are placed, each comprising at least one light source, with one or more adjacent layers comprising immobilized microorganisms. 10

A method according to at least one of claims 1-7, comprising placing the immobilized microorganisms as a packed bed.

The method of at least one of claims 1-8, wherein the immobilized microorganisms are microalgae, preferably from a genus selected from the group consisting of Chlorophytes, Euglenophytes, Haptophytes, Cryptophytes, Heterokontophytes, Rhodophytes and Cyanobacteria. 20

The method of claim 9, wherein different types of microalgae are used and / or microalgae are used in combination with bacteria.

A method for growing microorganisms, comprising one or more of the steps according to any of claims 1-10.

12. Device for treating a liquid, comprising a holder for the liquid to be treated, wherein the holder is provided with: - a liquid inlet; 5. a liquid outlet; - an input for immobilized microorganisms; and an output for immobilized microorganisms, wherein the device further comprises a control system operatively connected to the liquid input, the liquid output, the input and the output.

13. Device as claimed in claim 12, wherein the control system is adapted to introduce immobilized microorganisms into and out of the container if the treatment effectiveness falls below a certain limit value.

14. Device as claimed in claim 12 or 13, comprising a gas pressure installation connected to the holder for carrying immobilized microorganisms with a gas from the holder.

Device as claimed in claims 12, 13 or 14, comprising lighting arranged in the inner volume of the container and designed as an LED cord.

Device as claimed in at least one of the claims 12-15, wherein the holder is designed as a number of tubes arranged next to each other.

Device according to at least one of claims 12-16, comprising one or more layers each comprising at least one light source, with one or more adjacent layers comprising immobilized microorganisms.

A system comprising a plurality of devices according to claims 12-17, comprising a second control system operatively connected to the devices for controlling the devices. 5

19. Encapsulated microorganism for use as an immobilized microorganism in the method according to at least one of claims 1 to 11 and / or the device according to at least one of claims 12 to 17, comprising a carrier, preferably a transparent and / or permeable carrier, and at least one microorganism encapsulated in the carrier, wherein the carrier preferably contains a material selected from the group consisting of calcium alginate, kappa carrageenan, agarose / agar agar, calcium pectate, gelatin, polyethylene glycerol, silica gel, or other gel-like material, cellulose nitrate, glass, polyacrylamide, polyurethane, polythene, or a mixture thereof.