JP2777135B2 - 固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生物学的除去方法及び該方法を実施するための装置 - Google Patents

固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生物学的除去方法及び該方法を実施するための装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生物
学的除去方法及びこの方法を実施するための装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
化学製造業からの残査、再利用不能な化学廃棄物及び
多くの補薬がある場合には、それらが互いに混入した形
で、液体又は固型物として廃棄され、投棄又は焼却、及
びある場合には下水処理により廃棄物処理業者の手にゆ
だねられている。しかし現在、これらの廃棄方法は、生
態学的及び経済的見地から不合理なものがしばしば見う
けられる。
これまで、下水処理における好気的細菌培養（“活性
汚泥法”）による化学廃棄物の処理において、その実施
はある限界に急速に到達してしまった。ここ数十年用い
られてきた活性汚泥プラントはかなりの表面積及び容積
を必要とする大面積の開放系の水槽を要し、かつ、表面
曝気が行なわれたときは特にだが、悪臭源（エアロゾー
ル発生）となっている。
それ故、ここ数年、より効率のよいエアレーション技
術を備えて働く清澄タワーの建設によるこの状況の打開
策がある程度の成功をおさめてきている。清澄タワーは
外部と遮断され、空気が細かい泡として導入されて、そ
の中に含まれる酸素がより長い保持時間と、より大きい
相界面により、より効率よく吸収される。最小限のガス
の通過と合せて、酸素取り込みの高い効率（kg/kWh）
は、従来の活性化槽よりも清澄タワーの方を優れたもの
にすると考えられた。最小限のガスの通過は、過度の発
泡を防ぎ、そして、廃ガス除去のコストを低減する。高
い酸素消費は、エアレーション・プラントを適切に設計
する−例えば、特別のノズルの使用が特に問題となる−
こと、及び液体の円柱がある高さをもつよう反応器を設
計することにより、達成できると考えられた。
単位容積及び単位時間当りの収率がなお不満足なもの
であり、極端に大きい清澄化スラッジ用の沈殿槽が必要
なことから、有機基質を清澄化スラッジ、水及び二酸化
炭素に細菌により転換するためのこれらの反応器（我々
は、バイエルAG（Bayer AG）の“タワー・バイオロジ
ー”及びヘキストAG（Hoechst AG）の“バイオホク−レ
アクトレン（Biohoch−Reaktoren）”（トール・バイオ
リアクター）、バイオテクノロジー（Biotech−nolog
y）、２巻、バーラグ・ケミー（Verlag Chemie）（1985
年）、M.ズロカルニク（Zlokarnik）による“反応
塔”）は近年さらに開発が進められた。いわゆるコンパ
クト・リアクターと呼ばれる型式のものが、E.A.ナウン
ドルフ（Naundorf）等により、ケミカル・エンジニアリ
ング・プロセス（Chem.Eng.Process）19巻（1985年）22
9〜233頁に報告されている。これはその内部に両端の開
いた導管をもち、その径と高さの比が約７対１である円
筒状容器の形をしたループ・リアクターである。その容
器の先端には、円筒状導管の中に開いている２種類の物
質が通るノズルが付いている。そのノズルの内孔を空気
が通過し、処理する液体が、そのノズルを作っているシ
リンダーと、第１のシリンダーを囲む第２のシリンダー
の間を通過する。
中空のシリンダー状に液体ジェットが作られる。空気
はこの中空のシリンダーの中に引き込まれ、そしてその
中で分散され、そして液体の循環により、非常に細かい
気泡を作りながら、循環する２相液体が分散され、さら
にこのスプレー・ジェットの外側を循環するこの２相成
分は、再び外に放たれそこで気体は再び分離する。非常
に細かい気泡は酸素の効率のよい移動を保証する。細菌
及び懸濁粒子は、剪断応力の発生により集塊化しない。
導管を下方へ流れる、廃水、空気及び細菌群の混合物
は、その反応器の底で向き変え、外側の管の中を上方へ
とゆっくり移動する。中央の管の上端で、この混合物の
一部は２相ノズルの吸引効果により、導管へと吸いもど
される。残りは反応器から流れ出て、そして、再循環廃
水としてノズルを通して反応器にスプレーされることに
より戻るか、又は沈降槽に運ばれる。沈降槽の中で、こ
の一部の流入物が、精製された廃水と活性物質に分離す
る。活性物質の大部分は、反応器に再循環され、一方、
その残りは、バイオ−スラッジとしてプラントから除か
れる。著者によると、この種のプラントを工業廃水（製
紙工場、醸造所等由来の）同様、都市生活廃水の精製に
用いたとき、単位容積当りの負荷は最高28kgCODm-1d-3
が達成された。
これまでに知られている工業廃水を精製する生物学的
方法は、生物学的に直接分解可能な化学物質のみに作用
し、一方、直接生物的に分解できない化学物質は変化す
ることなくプラントを出て、河川や湖沼に流出すること
から、種々の有機廃棄産物の処理には適していない。
〔発明の内容〕
それ故、本発明の目的は、直接生物学的に分解できな
い化学物質の廃棄を可能にする方法と、その方法に適し
た装置を提供することにある。この目的は、非生物分解
性産物を化学酸化により生物利用可能にし、同時にその
生物利用可能な産物を生物分解することにより達成され
る。このための必要条件は、反応器中の高密度の微生
物、微生物に対する浸透条件が許す限り、加える水の量
を減らすことと等しい、水中の溶解物又は懸濁物として
存在する分解すべき高濃度産物、ガス、主に高圧圧縮空
気又は酸素又は空気／酸素混合物の強力な導入、及び同
時に、酸化剤の導入である一方、その基質が空気／酸素
と強力に混合され、他方、酸化剤とは可能な限り短い時
間、接触するようにすることが重要である。微生物に対
しては、化学的ストレスばかりではなく、機械的ストレ
スも許容限度内に保つことが必要である。
好気的醗酵に必要な高密度の活性は、必要とする空気
又は酸素又は空気／酸素混合物が、高濃度で存在する基
質溶液又は懸濁液にポンプで送り込むか、又はスプレー
され、一方、液体又はガス状の酸化物が同時に添加され
るときに限り、成し遂げられる。換言すれば、高負荷
は、非常に高い定常的なガス導入速度を必要とする、で
きる限り小さい空間で処理されなければならない。しか
し、これらの高い通気速度は、特殊なノズルを使用した
ときにのみ維持することができる。
上記の基準−特に、できる限り小容積にするべく水量
の減少化、いわゆるワン・ポット反応と呼ばれる、同時
的化学酸化及び生物学的分解、高圧縮空気又は空気／酸
素混合物による強力な通気、酸化剤との短時間の接触、
ノズルにより生ずる剪断応力の減少等を考慮した方法
は、生物分解可能物質のみ、又は、さらに化学酸化によ
ってのみ生物利用可能となる物質を含む液体又は懸濁状
態で存在する廃棄物の高速処理を可能にするであろう。
この種の方法が、本発明の目的の一つである。
本方法は、理論的には、有機的に非常に汚染されてい
る廃水、有機懸濁物、生物分解可能物質又は、化学酸化
により生物利用可能となる物質を含む可溶性又は懸濁性
固体有機廃棄物に用いることができる。
さらに本発明は、化学的及び生物学的処理を同時に行
うことができる反応器に関連している。液体又は気体の
酸化剤又は酸化調製物が酸化処理に用いられる。酸化剤
の添加、空気又は酸素の導入及び反応器の媒体又は内容
物の全体的混合が同時に行なえるよう反応器は設計され
ている。
本発明に従った反応器は、コンパクトな構成の、いわ
ゆるループ状反応器である。この反応器の構造をよりよ
く理解してもらうために、図１を参照してほしい。反応
器は、その高さが直径の3.3から８倍のものが好ましい
円筒１からなっている。好ましい態様においては、その
直径は0.5から1mである。円筒１内には、円錐状に外に
広がり、その上端が円筒状になっているデフレクター３
をその上端にもつ、両端の開いた導管２が中央にある。
その導管の下から３分の１のところ、中央にノズル４が
ある。循環液用のパイプ6a、ガス供給用のパイプ（空気
又は空気／酸素混合物）8a及び酸化剤供給用パイプ19は
このノズルの中にその口を開けている。導管２の内側の
上部又は中部には、基質を循環するためのパイプ６の端
がある。このパイプ６は再循環ポンプ５を介してノズル
４に液体を供給するためのパイプ6aに連結している。一
方このパイプ6aに接して、ポンプ５の後に計量ポンプ７
に取り付けてある基質供給導管7aがある。醗酵溶液又は
懸濁液はポンプ５により、ノズル４を通してポンプで循
環する。新しい基質は、計量ポンプ７を通してこのサー
キットに送り込まれ、計量される。ポンプ５、計量ポン
プ７及びコンプレッサー８は互いに適合させることがで
きる。この適合によって、この運転をできる限りその基
質の性状に合ったものにしていくことができるのであ
る。
ガス（空気又は空気／酸素混合物）はコンプレッサー
８によって導管8aを通り、ノズル４へと圧縮され送り込
まれる。導管19には、酸化剤及び場合によっては、酸化
触媒として働く試薬の添加を計量する計量ポンプ又はス
ロットルバルブ20がある。これらの物質は計量した形で
ポンプで送り込まれるか、又は吸引される。反応器の液
体レベルを同時に決定する、オーバーフロー導管10は、
沈降分離装置11に連結している。その分離装置11中の邪
魔板によって作り出される環状空間又は静置ゾーンの外
側から、存在する気泡は上昇することができる。清澄化
された液体の一部は直接ポンプ12に通される一方、他の
ものは上に昇る。スラッジ粒子の上昇はデフレクター・
エレメント29により屈折され、好ましくは、同中心の環
状チャンネルシステムにより何度か屈折し、それらの沈
降する傾向が強められる。清澄化した廃水は、導管16を
通して流れ出る。パイプ30の内側では粒子が円錐状の底
に沈降する。発生する浮遊スラッジはオーバーフロー・
リップを越えて補集ゾーン31へと進み、そこからパイプ
32を通して流出する。デフレクター・エレメント29は液
体レベルを介して出口16に開放的に連結しており、そし
て、スラッジを含む廃水はデフレクター・エレメント29
により何度か屈折され、そうすることにより、沈降経路
の長さを増加している。デフレクター・エレメント29
を、静置ゾーン30の上に配置することにより、このゾー
ン内の沈殿スラッジ粒子は下に落下しポンプ12で排出す
ることができる。ポンプ12による濃厚スラッジの輸送の
ために、分離装置11は、パイプ13によって反応器に、そ
して、パイプ14によって、過剰スラッジを取り除くため
の補集タンクに連結している。返送比を調節するための
バルブ15はパイプ13及び14に存在する。
反応器の下から３分の１のところの導管２の下端にノ
ズル４を設置した結果、反応器の底でのノズル・ジェッ
トの制御された反射がある。ノズルジェットがはね返っ
た後開放される細かい気泡は、導管の外側をそって上へ
と昇ってくる。反応器は導管７及び遮断部品18を介して
空にすることができる。反応器の上部には、導入装置2
1、例えば、別に反応器に乾燥物質を送り込むための、
スクリュー・コンベア型のものがある。この場合には、
水のみが、導管7aを通して送り込まれる。
ノズル４により、反応器に酸素を強力に供給すること
ができる一方、微生物への機械的ストレス（例えば剪断
応力）を最小限にすることができる。図２及び図３は、
この目的に必要なこの種のノズルの構造を示している。
図２は、ノズル全体の縦断面図であり、図３は、同ノズ
ルの上部の断面図である。ノズルの上端には、精製する
基質及び空気又は空気／酸素混合物の制御された導入の
ための環状のギャップ22及び23がある。環状ギャップ22
は空気の導入に用いられ、一方、外側の環状ギャップ23
及び中央の穴24は基質の導入に用いられる。環状ギャッ
プ22及び23及び中央の穴24は、前混合室につづいてい
る。前混合室の出口部分には、酸化剤のための流入パイ
プに連結しているノズル26がある。ノズル26の直ぐ後
で、前混合室25は、混合室につながっている。混合室27
の直径は、液体速度を低く保つことにより、微生物に働
く剪断応力をできる限り少なくするように設計する。混
合室27の直径は、液体速度を0.4から5msec-1となるよう
に設計する。混合室27に接して、ディフューザーとして
も知られているノズル４のロート状出口28がある。
空気又は空気／酸素混合物が環状ギャップ22を通り、
また基質（液体又は懸濁物）が中央の穴24と環状ギャッ
プ23を通るという事実に基づき、空気は２つの基本的に
丸い液体の筒の間に円心的に囲まれることになる。結果
的に前室25内で２つの媒体の強力な混合が起こり、非常
に高い酸素移動が実現する。しかし、もう１つの重要な
点は、この配置が基質をあまり撹乱することなしに、高
速で移動することを保証することである。この目的のた
めには、まず中央の穴24の表面及び環状ギャップの表面
ができる限り類似しており、第２に、中央の穴24の断面
に対する、環状ギャップ22の巾の比が0.5以下であるこ
とが都合がよい。混合室27の直ぐ手前にあるノズル26は
混合した媒体中へ酸化剤をスプレーする。このことは、
一方で、これら媒体と、酸化剤の強力な接触を生むが、
他方、このノズル26が低い位置にあることが、その媒体
と酸化剤の接触時間を短かくしている。微生物に加わる
機械的及び化学的ストレスからくる全ての負荷は、上記
の手段により微生物の許容範囲に維持される。また反応
器の下３分の１のところにノズルを置くことは、反応器
内にスラッジが大量に存在するときでさえ、反応器含有
物をうまく渦巻かせることができるようにしている。
用いている酸化剤はオゾン又はオゾン含有空気又は、
オゾンを含む他の気体のような気体物質か、流体酸化剤
の場合には、過酸化水素、例えば、過安息香酸、過酢
酸、過酢酸又はその他の脂肪族又は芳香族過酸のような
過酸などの可溶性無機又は有機過酸化物であり、そし
て、場合によっては、触媒、例えばFe（II）塩のような
触媒活性をもつ重金属塩類の存在下、過酸化水素と酢酸
のような有機酸との混合物、又は過酸化水素と硫酸のよ
うな無機酸との混合物も用いることができる。過酢酸又
は酢酸／過酸化水素混合物を使用するのが好ましい。
化学的かつ生物学的清澄プロセスは以下のように行な
われる。
導管7a及び再循環導管６を通して、反応器がオーバー
フロー導管10の位置に満ちるまで、基質（水溶液又は水
への懸濁液）を計量ポンプ７で反応器へ送る。そのポン
プの運転により、パイプ系６及び6aを通して、基質及び
活性汚泥の混合物が循環する。ポンプの出力は、最高の
精製が達成できるよう設定する。コンプレッサー８の助
けをかりて、例えば空気は吸い込まれ、そしてノズル４
の環状ギャップ22を通して圧縮される。空気又はこの空
気／酸素混合物が基質／活性汚泥混合物によってあらゆ
る方向から囲まれ、そして前室中の基質と強烈に混合さ
れることから、そのポンプ５は、導管6a及びノズル４の
環状ギャップ23又は中央の穴24を介して、前室中の基質
の激しい交換に必要な基質／活性汚泥混合物及び空気又
は空気／酸素混合物を密接に接触させる。同時に、酸化
剤はノズル26を通して計量的に投入される。混合室27中
での短かい保持時間の後、この混合物は、ノズルジェッ
トで反応器の底を打ちつけ、そして、このジェットは、
底で方向をそらし、反応器１の内壁と、ノズル４を含む
導管２の外壁との間の空間を上へと流れる。ポンプ12と
バルブ15によって、分離装置11を介して、至適返送比が
調節される。ポンプ５及び７のポンプ供給量、コンプレ
ッサー８の出力、酸化剤の計量装置20及び分離装置サー
キットにおける返送比を調節することにより、外から操
作できる反応器中の保持時間の後、清澄化した液体の一
部は出口16を通して排出され、活性汚泥の一部は出口14
を通して排出される。さらに、これらの量はポンプ７に
より汲みこまれる新しい基質の添加により置き換えられ
る。分離装置11は、導管13及びバルブ14を通して流れる
量よりも、導管16を通して排出される清澄化した液体の
量よりも大きくなるように運転する。スラッジ粒子の分
離は、沈降に必須な撹乱のない、静置ゾーンで起こる。
分離装置11の容積は、反応器１と同じオーダーである。
一般に、必要とされる運転温度は、反応器内部で自動
的に設定される。しかし、温度が60℃以上及び20℃以下
にならないように、これも外から制御可能なことが望ま
しい。
本発明に従う反応器の性能は次にあげるもので示され
る。
ａ） COD値（化学的酸素要求量、硫酸クロムの酸化力
により、基質中に存在する有機物を完全にCO2及びH2Oに
酸化するのに必要な酸素量） ｂ） 単位容積当りの負荷（反応器単位容積当りのkgCO
D流入物）に関するデータ ｃ） DM値（DM値とは、基質／活性汚泥混合物１リット
ル当りの乾燥重量をグラムで表わしたもの） COD値は、1,000,000mgCOD/リットルのレベルまで達す
る。比較してみると、流入する都市生活廃水は400〜800
mgCOD/リットルであり、そして工業廃水は2000〜10,000
mgCOD/リットルである。
CODでみてみると、単位容積当りの負荷は本発明の反
応器については、最高約80g/リットルであり、一方、比
較のために、市のプラントは最高0.5g/リットルであ
り、また工業プラントにおいては、最高1.5g/リットル
である（また、これらの値は塩含量に依存する）。分解
性能は約60〜80kgCODm-3d-1である。
乾燥物質DMで表わした性能は、本発明の反応器中の基
質流入濃度及びシックナーの形状に依存して、５及び18
0gDM/リットルの間の値で示される。その上限は、スラ
ッジがもはやうまく液体化せず、もしくは分離しないほ
ど濃厚になったときに達せられる（比較として、市のプ
ラントでの数字は３〜8gDM/リットルである。）。
本発明の反応器のもう１つの利点は、それが小さいス
ペースしか必要としない点にある。このコンパクトな構
造物は、トラックに乗せることもでき、今までは考えら
れなかった清澄プラントの移動も可能にする。
本反応器の使用範囲を説明するために、図４はウィー
ズマン（Wiesmann）のデータ（U.Wiesmann）、VDIレポ
ートNo.607、1986年、1597〜1624頁、“キネチク・デル
・アエロベン・アブヴァセレイニガング・ドュルヒ・ア
バウ・フォン・オルガニシェン・ベェルビダンゲン・ウ
ンド・ドュルヒ・ニトリフィカチオン（Kinetik der ae
roben Abwasserreinigung durch Abbanvon organischen
Verbindungen und durch Nitrifikation）”）に基づ
いた好気的廃水処理の平衡状態図を示している。Ｘは活
性バイオマスの濃度（mgDM/リットル）、Ｓは生物学的
に使用可能なCOD成分である基質濃度、ODは生物による
酸素取り込み速度（mg.l-1h-1）、Ｄは比流速（清澄化
の分野でスラッジ令として知られている、保持時間の逆
数）及びμは生物の比増殖速度を示している。計算のた
めに、分離装置によって反応器中のバイオマスは、分離
装置なしでの運転と比較して10倍も増加すると仮定し
た。この例に対する基質の流入濃度は1375mgCOD/リット
ルであった。
反応器中の基質濃度パターンについて特に言及する
（曲線Ｓ）。“従来”の活性化タンクにおいては、も
し、生物分解可能CODのみについて考えたときには、出
口の値として例えば、10mgCOD/リットルという値が求め
られる。従って保持時間20時間に相当する、流量Ｄ＜0.
05h-が設定される。一方、本発明の反応器は、最高流速
2h-、すなわち保持時間0.5hで運転される。基質の出口
値はこの場合約300mgCOD/リットル（そして、ここで
も、この値は生物分解可能CODを示している）。このよ
うに、この反応器を用いて、“従来”生物学の出口値に
到達することはできない。そして、これが目的でもな
い。生物に有害な酸化剤を用いた化学酸化の運転の基本
的特徴は、反応器中の活性バイオマスの生存を保証する
唯一の方法である、その生物の迅速な再増殖である。し
かし、最も速い増殖は、高流速のときにのみ達成されう
る。図４は、オーダーのレベルでこの状態を明確にする
ため、比流速と等価な比増殖速度を示している。これら
の生物の迅速な増殖には、増殖の酸素による制限を防く
効果的通気が絶対的に基本要素となっている。
本プラントから排出される廃水（導管16）は、必要と
される純度の分解が、長い保持時間にわたって行なわれ
る第２の活性化段階へと送られなければならない。
結果として、残存する基質により効果的に働く生物を
選択するばかりでなく、この第２段階での窒素化を推進
するか、もしくは窒素化生物のための炭素源として働
く、CO2含有の反応器を出てきた通気空気を用いて、第
２段階に通気することをも初めて可能にする、この第２
段階の使用の可能性もある。
従来の方法に比べ、本発明の方法には次の２つの主要
な利点がある。
1. 生物学的反応器中の化学的酸化によっては容易に分
解できない物質を除去することが可能である。
2. 出口16から放出される物質が、非常に低い出口値へ
の第２段階の再精製がなされるとき、通気空気は従来の
１段階法に比べ30〜40％節約できる。
次の例は薬品製造業者からの固体粉末残査の生物分解
及び達成された結果を示している。
実施例 活性物質のような直接生物分解できない成分を10％含
んでいる、糖、カルボキシメチル・セルロース及び他の
賦形剤を主に含む薬品製造業者からの残査を直径500m
m、高さ2300mmの、本発明の反応器中に入れた。液体容
量は500である。その残査を、水リットル当り500gの
残査の割合で水にどろどろになるよう混合した。その混
合物のCOD値は500kg/m3であった。既存の工業廃水処理
プラントからのスラッジを接種物として用いた。その反
応器を、単位容積当りの負荷25kgCOD・m-3・d-1で運転
した。ノズルを通しての醗酵液の再循環は12m3/hの速度
で行ない、一方、20m3/hの空気が導入された。pHは6.
5、醗酵液の溶存酸素含量は、2.0g/、そして、温度は
38℃であった。排出された物質は、なお、COD2g/の値
を持ち、それゆえ、工業廃水処理プラントに送られた。
反応器中の有機乾燥物質は40g/であり、必要とされた
電力は総計3.4kW/m3であった。
化学酸化は、ノズルに67ml/hの電解過酸化水素を送り
込むことにより行った。
電解過酸化水素なしのときの分解度は、COD値で89.7
％であったが、一方電解過酸化水素を使うと、99.6％で
あった。明らかに、この結果は、直接生物分解できない
全ての構成物質も実際に拾い上げられたことを示してい
る。
【図面の簡単な説明】
図１は、反応器及び分離装置、及びその周辺機器とパイ
プラインを図式的に示したものである。 図２は、ノズル４の縦断面図である。 図３は、ノズル４の上面図である。 図４は、ウィーズマン（Wiesmann）のデータに基づく好
気的廃水処理の平衡状態図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/26 Ｃ０２Ｆ 3/26 (72)発明者 ハンス ヨアヒム シュマイス ドイツ連邦共和国 デー 7957 シュメ ルホーフェン ゾンネンライン ４ (56)参考文献 特開 昭51−76859（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−58239（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−27876（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 3/12

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】非生物分解性産物を酸化により、生物的に
    使用可能にし、かつ、同時に、その生物的に使用可能な
    産物を生物分解すること、一方では、反応器中に微生物
    を高密度で、かつ水中の溶解物又は懸濁物として存在す
    る、分解されるべき産物を高濃度で維持し、空気又は空
    気と酸素の混合物を用い、かつ同時に酸化剤を添加する
    ことによる強力なガス供給を行うこと、他方では、その
    基質を空気又は空気と酸素の混合物と強力に混合するこ
    と及び酸化剤との短時間の接触を必要とすることを特徴
    とする、固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生物学的
    除去方法。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法により得
    られた廃水を更に精製する方法であって、該廃水を、特
    許請求の範囲第１項記載の方法における反応器中で生成
    したCO2含有の排気で、またはさらにCO2を添加した混合
    物で処理する活性化プラントに送り込むことを特徴とす
    る、前記方法。
  3. 【請求項３】反応器内の温度は20℃と60℃との間に設定
    され、化学的酸素要求量即ちCOD値は、リットル当たり
    1,000,000mgCODまでの範囲にあり、そして、COD値で
    の、単位体積当りの負荷が80kgCOD/m3/dayまでの値であ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
  4. 【請求項４】実在する廃水処理プラントからのスラッジ
    を反応器に移送することを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項記載の方法。
  5. 【請求項５】（イ）水に溶解又は懸濁した基質を計量ポ
    ンプ（７）により反応器（１）中に、導き、そして、そ
    こで再循環ポンプ（５）により、ノズル（４）を介して
    循環すること、 （ロ）空気をノズル（４）中の環状ギャップ（22）を通
    して導入し、そしてその基質を環状ギャップ（23）及び
    ノズル（４）中の中央の穴（24）に通し、その結果、そ
    の空気が２つの実質的に円柱状の液体の間に囲まれ、そ
    の前混合室（25）が混合室（27）と合わさる直前、前混
    合室（25）中のそれら媒体間で密接に接触できるように
    なること、 （ハ）そして、ここにあるノズル（26）を介して、酸化
    剤が加えられ、さらにその混合室（27）がそのように構
    成されている結果、液体の流速が0.4から5msec-1とな
    り、その酸化剤との接触時間を短かくできること、 （ニ）また、そのノズル（４）が両端が開いた導管
    （２）の低い方の部分に設置されており、その結果、ノ
    ズルジェットとしてノズルを離れた後、基質／空気混合
    物は反応器の底ではじかれ、そして、その後、反応器の
    内壁と、導管の外壁の間を上に流れること、 （ホ）そして、このように処理された媒体の一部は、ス
    ラッジと液体を分離するために沈降分離装置（11）に導
    びかれ、そして、そのスラッジの一部は反応器へと再循
    環されること を特徴とする、特許請求の範囲第１項、第３項又は第４
    項記載の方法。
  6. 【請求項６】反応器（１）から排出された物質を、その
    反応器と同じオーダーの容積をもつ沈降分離装置（11）
    に導き、静置ゾーンとしての環状空間（30）ならびに流
    れを安定化しかつガス発生を促進するデフレクター・エ
    レメント（29）により分離を行なう、特許請求の範囲第
    ５項記載の方法。
  7. 【請求項７】酸化剤として、オゾン、オゾン含有空気又
    は過酸化水素、可溶性無機又は有機過酸化物を使用する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  8. 【請求項８】（イ）吸引導管（６）及び圧力導管（6a）
    及びこれら導管の端に存在するノズル（４）を介して再
    循環ポンプ（５）により、基質の連続的循環のための循
    環システムを確立すること、 （ロ）さらにそのノズル（４）をガス供給導管（8a）を
    介してコンプレッサー（８）に連結し、圧縮空気又は圧
    縮空気／酸素混合物を供給すること、 （ハ）ノズル（４）を環状ギャップ（23）及び中央の穴
    （24）により、吸引導管（６）に連結し、そして１つ以
    上の環状ギャップ（22）により、ガス供給導管（8a）に
    連結し、そしてその穴の隣には前混合室（25）を有して
    いること、 （ニ）その前混合室（25）は、実際の混合室（27）への
    移行の領域に、導管（19）に接するノズル（26）を有し
    ていること、 （ホ）その混合室は、その中に含まれる微生物にできる
    だけ剪断応力がかからないように、そして、これら微生
    物と、酸化剤との接触時間をできるだけ短くするように
    設計されていること、 （ヘ）そしてその混合室の端に隣接してディフューザー
    （28）があり、デフレクター（３）には導管（２）が与
    えられており、これによって、ノズルから噴霧された基
    質と空気の混合物は、デフレクター（３）についている
    導管（２）の外壁にそって上に運ばれ、吸引導管（６）
    を通して、サーキット内にポンプで返送又は、オーバー
    フロー導管（10）を通して、沈降分離装置（11）に流出
    すること、 （ト）その沈降分離装置（11）は、ポンプ（12）、導管
    （13）及びバルブ（15）を介して、反応器（１）に連結
    しており、そしてさらに、ポンプ（12）を介し、清澄化
    スラッジをキャッチング・タンクへ配給するために、バ
    ルブ（15）で外部に通じている導管（14）に連結してい
    ること、 （チ）一方でそのタンクは液体排出管（16）を有し、バ
    ルブ（15）をもつポンプ（12）は、至適返送比を保証
    し、そして、吸引導管（６）に取りつけられている基質
    供給導管（7a）及び計量ポンプ（７）は、基質が沈降分
    離装置（11）から排出された清澄化スラッジ及び液体の
    量に応じて供給されることを保証すること を特徴とする、両端の開いた導管（２）を含む円筒形の
    ハウジングを有する反応器（１）からなるループ状反応
    器により、固体及び液体有機廃棄物を化学的にかつ生物
    学的に除去する装置。
  9. 【請求項９】（イ）沈降分離装置（11）がその内部に静
    置ゾーンとしての環状空間（30）を含み、その静置ゾー
    ンの上に、清澄化した廃水の液体排出管（16）をその中
    央にもつデフレクター・エレメント（29）があること、 （ロ）オーバーフロー導管（10）は沈降分離装置（11）
    にて清澄化すべき液体を導くこと、 （ハ）環状空間（30）の壁は、液体のジェットをはね返
    す助けとなり、そのいくらかの液体は直ちにポンプ（1
    2）で汲み上げられ、またそのいくらかの液体は上へ移
    動し、一方、それに伴う気泡はその上端で放出されるこ
    と、 （ニ）デフレクター・エレメント（29）は液体排出管
    （16）とゆるく連結されており、一方、スラッジを含む
    廃水はデフレクター・エレメント（29）により何度か方
    向を変え、そしてこのようにして沈降経路を長くしてあ
    ること、 （ホ）及びデフレクター・エレメント（29）が環状空間
    （30）の上にそのように配置してあることで、このゾー
    ン内部で分離する全てのスラッジ粒子は、底に沈むこと
    ができ最終的にはポンプ（12）で排出されること を特徴とする、特許請求の範囲第８項記載の装置。
  10. 【請求項１０】（イ）上部で外側に円錐状に張り出し、
    そして再び円筒状になっているデフレクター（３）を伴
    い、その両端の開いた導管（２）を含む円筒形のハウジ
    ングを有する反応器（１）からなるループ状反応器を用
    いること、 （ロ）そこの中央に付けられた導管の下から三分の一の
    ところにノズル（４）が付いており、そのノズル（４）
    は基質を供給するための圧力導管（6a）、ガス供給導管
    （8a）、及び酸化剤を供給する導管（19）に接続してお
    り、そして導管（２）の内側の上部又は中央部には、再
    循環ポンプ（５）を介し、圧力導管（6a）によりノズル
    （４）へ連結されている、基質を循環するための吸引導
    管（６）の最初の部分があること、 （ハ）ポンプ（５）の背後で、基質供給導管（7a）は吸
    引導管（６）と出会い、計量ポンプ（７）を有するこの
    基質供給導管（7a）は、基質を導き、ポンプで循環させ
    ることが可能なサーキットを形作っていること、 （ニ）ノズル（４）は、ガス供給導管（8a）を介してコ
    ンプレッサー（８）に連結しており、そしてノズル
    （４）中にあるノズル（26）は導管（19）を介して酸化
    剤を計量するための計量ポンプ又はスロットルバルブ
    （20）に連結していること、 （ホ）オーバーフロー導管（10）は、沈降分離装置（1
    1）に付いており、ポンプ（12）によって、濃厚スラッ
    ジを移送するための沈降分離装置（11）は、導管（13）
    を介して反応器（１）に連結しており、かつ、導管（1
    4）によりスラッジ・キャッチング・タンクに連結して
    いること、 （ヘ）その導管（13）及び（14）には、調節可能なバイ
    パス・バルブがついており、そして沈降分離装置（11）
    は、その上部に液体排出管（16）を有し、ノズル（４）
    は反応器の内部の下から三分の一のところに取付けられ
    ており、 （ト）ノズル（４）はその入口領域に空気導入のための
    環状ギャップ（22）、外側にある環状ギャップ（23）、
    及び基質を供給するための中央の穴（24）を有し、これ
    に混合室（27）へと続く前混合室（25）が接続している
    こと、 （チ）一方前混合室が混合室に接続する直前に、酸化剤
    導入用のノズル（26）があり、そして混合室（27）は、
    液体のスピードが0.4から5msec-1となるようにその周辺
    を設計し、さらに、その混合室（27）に連結するディフ
    ューザー（28）があること を特徴とする、固体及び液体有機廃棄物を化学的かつ生
    物学的に除去するための、特許請求の範囲第８項記載の
    装置。
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