JP2003503200A - 廃水の浄化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 排水の浄化方法及び装置が示されており、生成されたガスがガス捕集器によって捕捉され、ガスに混入した媒体の成分が分離され、分離された成分がガス捕集器の下側の媒体に戻されるガスを生成しながら媒体を収容する容器内において、特に嫌気的浄化により排水を浄化する。簡単な構造で浄化効果を改善するために、上昇ガスのガスリフト効果を生じさせて、媒体が容器の上側部分より取り出され、容器内に環流される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この発明は、請求項１の前提部分に記載したタイプの廃水を浄化するための方
法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

このタイプの方法は、ヨーロッパ特許第０１７０３２２Ｂ１号により公知であ
る。公知の装置は、嫌気的方法、好ましくは ＵＡＳＢ（上流側に流れる嫌気性
菌による汚泥ブランケット）により動作し、その方法においては、下部より浄化
される廃水が導入され、上部より浄化水が排出される容器が用いられる。嫌気性
微生物は、容器内で活性である。フード形状の積層されたガス捕集器は、廃水導
入口及び浄化水のオーバーフロー内に配置される。フードの上側部分は、ライン
を介してガスースラグ分離手段に接続されている。微生物の活動によりガスが発
生し、このガスはスラグ上に降下し、このスラグが、所謂スカムとして上面に浮
上する。このスカムは、フードによって捕集され、そのガス分を徐々に放出して
、より重い状態となり、所謂沈降スラグとして底に沈降する。ペレットから放出
されたガスは、フードに捕捉された自由な気体の泡とともにラインの上端に向か
って上昇して、スカム粒子及びガスースラグ分離室において分離された流体を上
方に搬送する。ガスは、スラグ粒子を含む流体を搬送している間、意図的に排出
され、容器の底部に環流させる水圧管に至る。浄化された廃水は、オーバーフロ
ーを介して容器の上部の排出ラインに到達し、排出される。しかしながら、こう
した容器の浄化性能をさらに改良する必要があることが証明された。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】

従って、本発明は、簡単な構造で浄化効果が最適化される手段により廃水を浄
化する方法及び装置を提供しようとする目的に基づくものである。

【０００４】

【問題を解決するための手段】 目的は、請求項１に記載した特徴により達成される。本発明による方法によっ
て、容器の上側部分からの媒体を再び吸引し、それを浄化サークルに導入して、
容器内における媒体の循環が開始され、強化されて、実質的に改良された浄化効
果を達成し、既に分離されたガスのガスリフト効果を使用することによって、改
良された浄化を、エネルギを必要とせず、例えば既に存在している容器の複雑な
構造的変更を必要とせずに行うことが出来る。

【０００５】 通常の要領において、取り出された媒体は、ガスの蓄積時に混入した内容物の
媒体とともに容器に環流される。

【０００６】 請求項３は、本発明の方法を実施するために特に好適な装置を示している。 本発明による改良された浄化効果を実現するために、容器の上側部分とガス捕
集ライン間に介在し、既に存在する容器に容易に組み付けることが出来る一つの
付加的ラインが存在する。

【０００７】 本発明による装置の有利な実施例は、請求項４乃至１０により引き出される。

【０００８】

【発明の実施の態様】

図１は、ＵＡＳＢ法によって廃水の嫌気的に浄化する本発明による装置１を示
している。しかしながら、図１は、概略的にのみ示されている。装置は、ここで
参照する公開されていないドイツ特許出願第１９８１５６１６号に開示された装
置を発展させたものである。

【０００９】 装置１は、直立した容器１９を含んでおり、この容器１９には、微生物を含む
沈降スラグ部が位置する底部に廃水ライン２が開口している。廃水ラインには、
図示しない公知の廃水分配器の一つが設けられている。

【００１０】 複数のガス捕集器３は、容器の高さ方向に亘って積み重ねて配置される。図示
の実施例において、ガス捕集器３は二つの系、すなわち下側の系３ａと上側の系
３ｂにグループ化されている。各ガス捕集器３は、下向き開口を備えた従来技術
によるガス捕集器フードの一つの形状であり、フードの最大水平断面を通して延
びるとともに上端に向かってテーパを付した上下方向の断面を有している。しか
しながら、異なる形のガス捕集器も使用可能である。

【００１１】 本発明による下側の系のガス捕集器３は、ルーフ１１の頂部を通って延びるラ
イン１８を有し、ガス密状態で頂部に溶接されている。各ライン１８は、ルーフ
１１の頂部からわずかに、好ましくはガス捕集器のフードの高さの０．１乃至０
．４倍、下向きにガス捕集器のフード内に突出し、必要に応じて撥スラグ手段(s
ludge repelling means)を設ける水平方向の開口を有している。ルーフ１１の頂
部には、ライン１８は、逆Ｕ字状の曲管４を有しており、このベント４は、排出
ライン２０に接続されている。排出ライン２０につながる逆Ｕ字状曲管４の開口
やライザ（riser）９を形成する集合捕集ラインにつながる排出ライン２０の開
口は、ライン１８の開口の上方及びルーフ１１の頂部の下側数センチ、好ましく
は５センチから１０センチの間、の位置に配置される。系３ａの全てのガス捕集
器３に接続されたライン２０は、ライザ９、即ち、容器１９の断面に比べて大幅
に小さい断面を有するパイプラインに開口している。ライザ９は、上方に延びて
容器１９の上方に配置されたガスースラグ分離手段１３に連通している。沈降ラ
イン１０は、ガスースラグ分離手段１３から容器１９に戻るように連通され、水
平開口を下側の系３ａの下側に下向きに突出して、容器１９に形成した沈降スラ
グ部のわずか上方、若しくは沈降スラグ部内に開口している。

【００１２】 ガス捕集器の上側の系３ｂは、通常スカムを保持するように機能して、このス
カムが浄化された排水に到達することを防止する。上側の系３ｂのガス捕集器３
も、ルーフ１１の頂部から上側に開口するライン２１を有しているが、このライ
ンは系３ａのＵ字状曲管４を設けることなく排出ライン１２に開口しており、他
方、排出ラインはガスースラグ分離手段１３に連通している。ルーフ１１の頂部
の下側には、系３ａのライン１８と同様にライン２１が形成されている。

【００１３】 上側の系３ｂのガス捕集器３のいくつか又は全部は、パイプライン１６を介し
て沈降ライン１０に接続することが出来る。パイプラインは、スカムが捕集され
ことが好ましいガス捕集器３の一部に配置される。

【００１４】 上側の系３ｂの上方には、容器内の水のレベルを決定する浄化水のオーバーフ
ロー２２が配置されており、オーバーフローは水ライン６に開口している。ポン
プ８を設けたリターンライン７は、水ライン６より導出され、ガスースラグ分離
手段１３に戻る。第一のガスライン１４は、ガスースラグ分離手段１３より連通
され、ガスラインは捕集されたバイオガスを、例えばエネルギ発生等のためにさ
らに処理するために導出される。もう一つのガスライン１６は、ガスースラグ分
離手段１３から導出され、ポンプ１５によりガスラインに接続される。ガスライ
ン１６は、ライザ９の下側部分に連通されて、ガスは上昇効果をサポートするた
めに環流される。 ライザ９は、流入ライン９ａによって容器１９の上側部分に連通されており、
例えば水レベルのわずかに下側等の浄化水のオーバーフロー２２の下側に開口し
ている。

【００１５】 本発明の装置は、以下に説明する方法で動作する。食品工業や製紙工業からの
有機的に高度に汚染された水等の浄化されるべき排水は、排水ラインを介して容
器１９の下側に導入され、この部分に存在するとともに微生物が、好ましくは公
知のスラグペレットの形で存在する沈降スラグ層に導入される。微生物は、排水
中の有機汚染物質を分解して、ガスを発生する。ガスは、ガス泡の形で上端に向
かって上昇し、スラグペレットに捕集されて軽くなり、浮遊し始める。スカムの
形でガスとガスを含有するペレットは、第一の系３ａの部分に到達し、ガス捕集
器３に捕集される。ガスは、ルーフ１１の頂部の下側で、スカムにより形成され
た層の上側のガスクッション５に捕集され、スカムは徐々にガスを放出し、沈降
スラグとして沈降する。ガスは、ライン１８を介してＵ字状曲管４に到達する。
この曲管において、ガスクッションが形成され、上昇しスカムをライン２０に流
入させることを防止する。従って、ガスのみがライン２０を介してライザ９に到
達する。ここで、ガスは、強い上昇流を生じ、流入ライン９ａの流入口において
負圧を生じる。この負圧は、未だに内容物が存在する容器の上側部からの媒体、
即ち、特に、混入した粒子とともにガスースラグ分離手段１３に環流されるオー
バーフローにより保持されたスカム残留物や残留ガスを含むほぼ浄化された水や
、ガス捕集器からのガスを生じさせる。取り出された沈降スラグと容器１９の上
側部分から及びガス捕集器の下側の部分の水の混合物は、ガスースラグ分離手段
１３において分離され、ガスは通常さらに処理するためにライン１４を介して流
通される。混入したスラグは捕集され、容器１９に沈降ライン１０を介して水に
より流下され、系３ａの下方において容器に放出され、底部に環流して乱流を生
じさせて、微生物が再び排水によって洗浄され、その生存状態を最適化させる。
さらに、排水には、第二の浄化処理が施され、オーバーフロー２２において過剰
な残留スラグを捕集しないように注意が払われる。最後に、有利な内部反応器の
循環は、この要領で、例えばポンプに対する外部エネルギを供給せずに発生する
。スラグが分離手段１３から沈降ライン１０を介して沈降するときに、上側の系
３ｂのガス捕集器３の下側に捕集されたスカムはチューブ１７を介して搬送され
る。これにより、環流したスラグによって発生されたすわーる効果を強化する。
沈降するスラグによって生じるスワール効果の強化は、すでに浄化された少量の
排水の助けによって達成され、水ライン６のポンプ８によって取り出され、沈降
ライン１０を介してスラグは効果的に洗い流される分離手段１３にライン７を介
して圧送環流させる。

【００１６】 入口、特に装置の始点は、ガスまたは空気がライン１６及びポンプ１５を介し
てライザ９に圧送されるようにサポートされる。

【００１７】 下側の系３ａに捕集されていない若しくは捕集要領を越えたときに再度励起さ
れたスカムとガス泡は、上側の系３ｂの部分に到達して、そこに位置するガス捕
集器３により捕集される。頂部１１へのガスの捕集は直線の垂直ライン２１及び
ライン１２を介して分離手段１３に導入され、スカム層はチューブ１７を介して
放出されるか、ガスを放出した後に、底部に沈降する。浄化した排水は、オーバ
ーフロー２２に流れ、水ライン６に到達する。

【００１８】 要すれば、本発明による装置は、さらに嫌気的に動作し、１乃至３体積％の量
の酸素がガスースラグ分離手段１３に添加され、例えばガス中の多量の硫黄分を
生物学的に酸化する。

【００１９】 通常は、嫌気的分解処理は、２５度乃至３７度の温度で最適化される。流量を
増加させることにより、反応温度を低下させることが出来る。本発明による方法
のための差汽笛温度は、１０度乃至３７度である。これは、排水の加熱は不要と
なるので、エネルギを大幅に削減できることを意味する。

【００２０】 さらに、高い反応器の上側反応室は、ペレットの泡の密度が高くなり、それに
よって効率を向上させる、特に、所謂浮遊性凝固物を形成するタンパク質を含有
スル排水又は澱粉を含有する排水の場合、これらの排水は、安全に底部に環流さ
れる。

【００２１】 上記に説明し、図示した実施例の変形例として、二よりも多いガス捕集器系を
設けることが可能であり、または、容器は、浄化された水のオーバーフローから
スカムを分離しておくことが出来るとすれば、下側のガス捕集器系のガス捕集器
のみを含んでいる。特に反応器の高さが低い場合、ガスをライザに環流させるた
めのポンプは、恒久的に運転される。ライザは、容器内部に延び、沈降ラインは
容器の外側に延びている。また、沈降スラグを、分離手段ではなく、ブランチラ
インを介してライザから直接容器に導入される。ガスや優勢なガスのみがライザ
に到達することを確実とするために、ガス捕集器は、Ｕ字状曲管を設けることな
く、または他のガス分離手段とともに接地され、若しくはライザの前側に接続さ
れたガス分離手段に接続することができる。最後に、流入ラインを介して取り出
される媒体は、特に、ほとんどガスを含んでいないか、若しくはガスを含んでい
ない、分離手段を介して導入する必要はなく、直接容器に到達することが出来る
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による方法の実施例を実施するための本発明による装置の実施例を示す
図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月１８日（２００１．５．１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生成されたガスがガス捕集器によって捕捉され、ガスに混入した媒体の成分が
   分離され、分離された成分がガス捕集器の下側の媒体に戻されるガスを生成しな
   がら媒体を収容する容器内において、特に嫌気的浄化により排水を浄化する方法
   において、上昇ガスのガスリフト効果を生じさせて、媒体が容器の上側部分より
   取り出され、容器内に環流されることを特徴とする排水の浄化方法。
2. 【請求項２】 容器の上側部分から取り出された媒体は、ガスから分離された成分とともに容
   器の下側部分に戻される請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 成分を収容する容器（１９）と、排水入口（２）と、浄化された水の出口（２
   ２）と、容器（１９）に配置された少なくとも一つのガス捕集器（３）と、ガス
   捕集器の上側部分から上向きに導出されたライン（１８，４）とで構成される、
   特に嫌気的浄化により排水を浄化する装置において、流入ライン（９ａ）のオリ
   フィスが容器（１９）の上側部分に配置され、該流入ライン（９ａ）内に前記ガ
   ス捕集器（３）からのライン（１８）が、ガス捕集器（３）からのガスが媒体を
   流入ライン（９ａ）に導入するためのガスリフトに使用することを特徴とする排
   水の浄化装置。
4. 【請求項４】 流入ライン（９ａ）は、ライン（１８）とともに、容器（１９）のガス捕集器
   （３）の下側に戻る沈降ライン（１０）が導出されるガスースラグ分離手段（１
   ３）に連通するガス捕集器ライン（９）に開口することを特徴とする請求項３に
   記載の装置。
5. 【請求項５】 ガス分離手段（４）がガス捕集器（３）に設けられていることを特徴とする請
   求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 ガス分離手段は、ガス捕集器（３）から上向きに導出する略逆Ｕ字状の曲管（
   ４）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 ガス捕集器（３）の下側部分からのパイプライン（１７）は、沈降ライン（１
   ０）に開口していることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 【請求項８】 複数のガス捕集器（３）の第一の系（３ａ）が、容器（１９）に設けられ、前
   記ガス捕集器にはＵ字状の曲管（４）を有する上向きに延びるライン（１８）が
   設けられるとともに、複数のガス捕集器（３）の第二の系（３ｂ）は、第一の系
   （３ａ）の上側に設けられることを特徴とする請求項３乃至７の何れかに記載の
   装置。
9. 【請求項９】 パイプライン（１７）は、第二の系（３ｂ）のガス捕集器（３）と沈降ライン
   （１０）の間に設けられることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 付加的ガスライン（１６）がライザ（９）に開口していることを特徴とする請
    求項３乃至１０の何れかに記載の装置。