JP3385381B2 - 飲料水又は排水及び／又は排煙を浄化するための方法 - Google Patents
飲料水又は排水及び／又は排煙を浄化するための方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、浄化を促進又は可能にする反応粒子を飲料
水や排水及び／又は排煙と接触させて、飲料水や排水及
び／又は排煙を浄化するための方法に関するものであ
る。
水や排水及び／又は排煙と接触させて、飲料水や排水及
び／又は排煙を浄化するための方法に関するものであ
る。
プロセス技術において様々な化学的、物理的又は生物
学的な反応が反応粒子の存在下に実施され、係る反応粒
子は触媒作用を有するか、即ち反応物間の特定の反応を
促進するか、又はそれ自身が反応物として働き、即ちそ
れ自身が別の反応物と反応する。例えば排水技術におい
て担体粒子は微生物のための増殖面として使用される。
バイオマスで覆われた担体粒子は生体触媒として働き、
排水内容物質の分解を促進する。担体粒子に活性炭を添
加して、活性炭自体の吸着作用に基づいて担体粒子を排
水内容物質と物理的に反応させることも知られている。
バイオマス用に触媒材料又は担体粒子を用いることは、
物理化学的又は生物学的排煙浄化の方面でも知られてい
る。生命工学の発酵プロセスにおいても、担体粒子はバ
イオマスのための増殖面として利用される。
学的な反応が反応粒子の存在下に実施され、係る反応粒
子は触媒作用を有するか、即ち反応物間の特定の反応を
促進するか、又はそれ自身が反応物として働き、即ちそ
れ自身が別の反応物と反応する。例えば排水技術におい
て担体粒子は微生物のための増殖面として使用される。
バイオマスで覆われた担体粒子は生体触媒として働き、
排水内容物質の分解を促進する。担体粒子に活性炭を添
加して、活性炭自体の吸着作用に基づいて担体粒子を排
水内容物質と物理的に反応させることも知られている。
バイオマス用に触媒材料又は担体粒子を用いることは、
物理化学的又は生物学的排煙浄化の方面でも知られてい
る。生命工学の発酵プロセスにおいても、担体粒子はバ
イオマスのための増殖面として利用される。
排水又は排煙を浄化するための一般的な流動層又は浮
遊層反応装置において担体粒子として利用されるのは、
特に砂、砂利、エキスパンド粘土、プラスチックグラニ
ュール又は発泡プラスチックキューブである。これらの
担体粒子は、全て立体構造を有し、従って反応装置内に
一定のデッドスペースを生み出す。多孔質担体の場合、
更に物質輸送問題が現れることがあり、多くの測定技術
者がバイオマス用増殖面積として計算するのは担体の外
側表面積だけである。更に公知の反応粒子は僅かな比表
面積しか有していない。粒子の比重は、しばしば大き過
ぎる（例えば砂の場合）か、あるいは小さ過ぎる（例え
ば発泡スチロールの場合）。しかも、機械的及び／又は
化学的耐久性にしばしば要望が残る。材料費が高いの
で、担体粒子の経済的使用がしばしば不可能となる。更
に、例えば飲料水の浄化には、生理学的理由から幾つか
の材料は使用できない。
遊層反応装置において担体粒子として利用されるのは、
特に砂、砂利、エキスパンド粘土、プラスチックグラニ
ュール又は発泡プラスチックキューブである。これらの
担体粒子は、全て立体構造を有し、従って反応装置内に
一定のデッドスペースを生み出す。多孔質担体の場合、
更に物質輸送問題が現れることがあり、多くの測定技術
者がバイオマス用増殖面積として計算するのは担体の外
側表面積だけである。更に公知の反応粒子は僅かな比表
面積しか有していない。粒子の比重は、しばしば大き過
ぎる（例えば砂の場合）か、あるいは小さ過ぎる（例え
ば発泡スチロールの場合）。しかも、機械的及び／又は
化学的耐久性にしばしば要望が残る。材料費が高いの
で、担体粒子の経済的使用がしばしば不可能となる。更
に、例えば飲料水の浄化には、生理学的理由から幾つか
の材料は使用できない。
そこで本発明の課題は、先行技術の前記諸欠点をもた
ない飲料水や排水及び／又は排煙を浄化するための経済
的な方法を提供することである。
ない飲料水や排水及び／又は排煙を浄化するための経済
的な方法を提供することである。
この課題は、本発明によれば、厚さ約５μｍ〜約1500
μｍ、面積約５（mm）２〜約1000（mm）２の実質的に平
坦な粒子を反応粒子として使用し、この粒子を反応装置
内で浮遊及び／又は運動させることによって解決され
る。
μｍ、面積約５（mm）２〜約1000（mm）２の実質的に平
坦な粒子を反応粒子として使用し、この粒子を反応装置
内で浮遊及び／又は運動させることによって解決され
る。
好ましくは厚さ約15μｍ〜約500μｍ、特に好ましく
は約25μｍ〜約150μｍの反応粒子が使用される。
は約25μｍ〜約150μｍの反応粒子が使用される。
平らなプレーナ構造によって、高い比定着面及び／又
は比反応面が達成され、しかもこの面は、多孔質材料と
は異なって、外部から自由に接近可能である。紙吹雪に
類似したこの粒子の比重は、材料又は材料組合せに応じ
て自由に選定可能であり、粒子は反応装置内で大きなエ
ネルギー支出を要することなく、容易に流動化可能であ
り、又、必要なら容易にポンピングすることができる。
液体を充填した反応装置内で反応粒子を使用する場合、
粒子の比重は、好ましくは液体の比重にほぼ一致するよ
うに調整される。排水を浄化するための反応装置内で利
用する場合、好ましくは比重約0.85〜約0.95の反応粒子
が使用される。始動段階の間にこの反応粒子がバイオマ
スで覆われたなら、反応粒子に比重は約１となり、自由
に運動可能に排水中を浮遊し、ごく僅かなエネルギー支
出で運動させることができ、これにより排水浄化の経済
性が高まる。生物学的排水浄化、生物学的排煙浄化及び
発酵を行うための方法、又は一般的に生命工学の方法に
おいて反応粒子を使用する場合、極めて活性な生物膜が
反応粒子上に生じ、絶えず若返る。こうして、従来の方
法に比べて浄化性能又は生成物収率を本質的に高めるこ
とができる。
は比反応面が達成され、しかもこの面は、多孔質材料と
は異なって、外部から自由に接近可能である。紙吹雪に
類似したこの粒子の比重は、材料又は材料組合せに応じ
て自由に選定可能であり、粒子は反応装置内で大きなエ
ネルギー支出を要することなく、容易に流動化可能であ
り、又、必要なら容易にポンピングすることができる。
液体を充填した反応装置内で反応粒子を使用する場合、
粒子の比重は、好ましくは液体の比重にほぼ一致するよ
うに調整される。排水を浄化するための反応装置内で利
用する場合、好ましくは比重約0.85〜約0.95の反応粒子
が使用される。始動段階の間にこの反応粒子がバイオマ
スで覆われたなら、反応粒子に比重は約１となり、自由
に運動可能に排水中を浮遊し、ごく僅かなエネルギー支
出で運動させることができ、これにより排水浄化の経済
性が高まる。生物学的排水浄化、生物学的排煙浄化及び
発酵を行うための方法、又は一般的に生命工学の方法に
おいて反応粒子を使用する場合、極めて活性な生物膜が
反応粒子上に生じ、絶えず若返る。こうして、従来の方
法に比べて浄化性能又は生成物収率を本質的に高めるこ
とができる。
但し本発明による方法は、反応粒子の生物学的増殖が
肝要であるような目的にのみ適しているのではない。反
応粒子自体も反応を遂行するために使用することができ
る。反応粒子の材料は、望ましくは反応粒子の表面で希
望する反応が起きるように選定される。この場合、反応
粒子は反応物間の反応を促進し、又はそれ自身が反応物
と反応する触媒として働くことができる。
肝要であるような目的にのみ適しているのではない。反
応粒子自体も反応を遂行するために使用することができ
る。反応粒子の材料は、望ましくは反応粒子の表面で希
望する反応が起きるように選定される。この場合、反応
粒子は反応物間の反応を促進し、又はそれ自身が反応物
と反応する触媒として働くことができる。
反応粒子は例えば金属箔から構成することもでき、使
用された金属が希望する反応を開始する。その１例が飲
料水からの硝酸塩の除去である。この場合、反応粒子は
アルミニウム箔片からなり、飲料水は例えば反応装置内
で反応粒子と混合される。特定の条件の下で軽金属が硝
酸塩を還元して主に窒素ガスとする。最も効果的なの
は、pH値9.1〜9.3での反応である。
用された金属が希望する反応を開始する。その１例が飲
料水からの硝酸塩の除去である。この場合、反応粒子は
アルミニウム箔片からなり、飲料水は例えば反応装置内
で反応粒子と混合される。特定の条件の下で軽金属が硝
酸塩を還元して主に窒素ガスとする。最も効果的なの
は、pH値9.1〜9.3での反応である。
別の可能性は、反応性物質を添加した反応粒子を使用
することにある。その例は、例えば地下水からアンモニ
ア、硝酸塩又は塩素化炭化水素を除去するためのゼオラ
イト粉末、又は、例えば残留燐酸塩を除去するための鉄
の添加である。活性炭等の吸着剤の添加も、特定の適用
事例において利点をもたらす。
することにある。その例は、例えば地下水からアンモニ
ア、硝酸塩又は塩素化炭化水素を除去するためのゼオラ
イト粉末、又は、例えば残留燐酸塩を除去するための鉄
の添加である。活性炭等の吸着剤の添加も、特定の適用
事例において利点をもたらす。
本発明の特に好ましい実施態様によれば、その表面が
付加的に構造化された実質的に平らな反応粒子が使用さ
れる。特に、直径約10μｍ〜約1000μｍ、好ましくは20
0〜600μｍの孔を有する反応粒子が有利である。孔の密
度は、望ましくは約100〜約250孔/cm2である。このよう
な反応粒子は、それぞれ約５（mm）２〜約1000（mm）２
の面積を有する断片に裁断されたプラスチックフィルム
から作製されている。
付加的に構造化された実質的に平らな反応粒子が使用さ
れる。特に、直径約10μｍ〜約1000μｍ、好ましくは20
0〜600μｍの孔を有する反応粒子が有利である。孔の密
度は、望ましくは約100〜約250孔/cm2である。このよう
な反応粒子は、それぞれ約５（mm）２〜約1000（mm）２
の面積を有する断片に裁断されたプラスチックフィルム
から作製されている。
反応粒子に型押することも、方法の効率向上にとって
有利であることが判明した。特に、直径約10μｍ〜約10
00μｍ、深さ約0.5mm以下の窪みが望ましい。フィルム
表面のエッチング又は粗面化によっても、好ましい特性
を有する希望する反応粒子を製造することができる。
有利であることが判明した。特に、直径約10μｍ〜約10
00μｍ、深さ約0.5mm以下の窪みが望ましい。フィルム
表面のエッチング又は粗面化によっても、好ましい特性
を有する希望する反応粒子を製造することができる。
生物学的方法、例えば排水浄化又は排煙浄化、又は発
酵プロセスなどの場合、好ましくは表面処理された高分
子化合物からなる反応粒子が使用される。特に、いわゆ
るコロナ処理がこのために適している。これは、オゾン
を遊離させる電気放電処理であり、このオゾンが粒子材
料の母材に再び作用して、遊離原子価を生み出す。こう
して、粒子表面の電気的性質が変化し、微生物が表面に
一層容易に付着できるようになる。
酵プロセスなどの場合、好ましくは表面処理された高分
子化合物からなる反応粒子が使用される。特に、いわゆ
るコロナ処理がこのために適している。これは、オゾン
を遊離させる電気放電処理であり、このオゾンが粒子材
料の母材に再び作用して、遊離原子価を生み出す。こう
して、粒子表面の電気的性質が変化し、微生物が表面に
一層容易に付着できるようになる。
本方法の一つの展開では、例えばカレンダー被覆又は
フリース被覆によって表面に繊維を被着した反応粒子が
使用される。フリースは接着又は溶着することもでき
る。好ましくは、ポリエステルフィラメント又はポリオ
レフィンフィラメントが表面に被着される。このように
被覆された反応粒子の膜厚は、最大、約0.5mm〜約1mmで
ある。被覆は片面又は両面で行うことができる。使用す
る反応粒子自体の母材は、好ましくはポリオレフィン、
特にポリプロピレンまたはポリエチレンからなる。これ
らの材料は極めて安価であり、また極めて好ましい約0.
85〜0.95g/cm3の比重を有する。バイオマスで覆われた
後、比重が１前後となり、この反応粒子は、水溶液、例
えば排水中を増殖状態で浮遊する。それ故、反応粒子を
運動させるのに必要となるエネルギーはごく僅かであ
る。このことが、特に排水浄化法の経済性に対して肯定
的に作用する。ポリスチレンも反応粒子用母材として適
している。
フリース被覆によって表面に繊維を被着した反応粒子が
使用される。フリースは接着又は溶着することもでき
る。好ましくは、ポリエステルフィラメント又はポリオ
レフィンフィラメントが表面に被着される。このように
被覆された反応粒子の膜厚は、最大、約0.5mm〜約1mmで
ある。被覆は片面又は両面で行うことができる。使用す
る反応粒子自体の母材は、好ましくはポリオレフィン、
特にポリプロピレンまたはポリエチレンからなる。これ
らの材料は極めて安価であり、また極めて好ましい約0.
85〜0.95g/cm3の比重を有する。バイオマスで覆われた
後、比重が１前後となり、この反応粒子は、水溶液、例
えば排水中を増殖状態で浮遊する。それ故、反応粒子を
運動させるのに必要となるエネルギーはごく僅かであ
る。このことが、特に排水浄化法の経済性に対して肯定
的に作用する。ポリスチレンも反応粒子用母材として適
している。
本発明の理念の一つの展開によれば、プラスチック
布、特に編物の形の熱定着プラスチック布からなる反応
粒子が使用される。これらの布は実質的に平らであるが
既に一定の表面構造を有しており、これにより希望する
反応及び微生物の増殖がなお促進される。
布、特に編物の形の熱定着プラスチック布からなる反応
粒子が使用される。これらの布は実質的に平らであるが
既に一定の表面構造を有しており、これにより希望する
反応及び微生物の増殖がなお促進される。
本発明による方法は、望ましくは反応装置内で行われ
る。この方法は、特に排水浄化及び／又は排煙浄化など
の用途に向いている。これらの用途のために、反応粒子
は反応装置内で排水及び／又は排煙と接触させられる。
本発明の一つの変形態様では、排水及び／又は排煙が反
応粒子の流動層を通して導入される。その際、流動層は
通過する排水及び／又は排煙によって弛緩され、或る程
度、浮遊する。本発明を排水浄化に使用する場合、いわ
ゆる流動層原理によるのが特に好ましい。それによれ
ば、流動層反応装置の中で反応粒子が排水と全体的に混
合される。こうして、排水内容物質と反応粒子との間で
特に効果的な物質交換と、流れの面から見て問題のない
運転が達成される。粒子は、篩又は重力によって反応装
置内に引き留められる。
る。この方法は、特に排水浄化及び／又は排煙浄化など
の用途に向いている。これらの用途のために、反応粒子
は反応装置内で排水及び／又は排煙と接触させられる。
本発明の一つの変形態様では、排水及び／又は排煙が反
応粒子の流動層を通して導入される。その際、流動層は
通過する排水及び／又は排煙によって弛緩され、或る程
度、浮遊する。本発明を排水浄化に使用する場合、いわ
ゆる流動層原理によるのが特に好ましい。それによれ
ば、流動層反応装置の中で反応粒子が排水と全体的に混
合される。こうして、排水内容物質と反応粒子との間で
特に効果的な物質交換と、流れの面から見て問題のない
運転が達成される。粒子は、篩又は重力によって反応装
置内に引き留められる。
この方法は、同様に嫌気性及び好気性生物学的な排水
浄化にも適している。好気性排水浄化では、極めて高い
酸素消費をカバーするために純酸素曝気が望ましい。
浄化にも適している。好気性排水浄化では、極めて高い
酸素消費をカバーするために純酸素曝気が望ましい。
本発明の方法は、特に排水を硝化及び／又は脱窒する
のに利用することができる。但し、本発明の方法は主炭
素又は残留炭素を分解するのにも適している。本発明の
方法によって硝化、脱窒及び炭素分解を同時に行うこと
もできる。本発明の方法は、同様に飲料水及び工業用水
の浄化にも適している。
のに利用することができる。但し、本発明の方法は主炭
素又は残留炭素を分解するのにも適している。本発明の
方法によって硝化、脱窒及び炭素分解を同時に行うこと
もできる。本発明の方法は、同様に飲料水及び工業用水
の浄化にも適している。
生物学的な排煙浄化の場合、排煙は反応粒子の流動層
に直接通されるか、又は先ず排煙が洗浄機にかけられ、
次に排煙内容物質で汚れた洗浄水が反応粒子の充填され
た反応装置内で担体結合による排煙浄化で処理される。
に直接通されるか、又は先ず排煙が洗浄機にかけられ、
次に排煙内容物質で汚れた洗浄水が反応粒子の充填され
た反応装置内で担体結合による排煙浄化で処理される。
生物学的排水又は排煙浄化又は発酵等の生物学的プロ
セスにおいて本発明の方法を利用すると、始動段階の間
に反応粒子の表面に反応性生物膜が生じる。その際、排
水又は排煙中に存在する不純物が微生物のための栄養物
として働く。始動プロセスを促進するため、又は特殊な
排水又は排煙を処理するために、本発明の一つの態様に
よれば、反応粒子に特殊な微生物が接種される。この場
合、排水又は排煙の異常な内容物質を分解するのに適し
た極めて緩慢に増殖する微生物も定義することができる
ように、その表面性状が前記処理法によって変化された
ような反応粒子が特に適している。
セスにおいて本発明の方法を利用すると、始動段階の間
に反応粒子の表面に反応性生物膜が生じる。その際、排
水又は排煙中に存在する不純物が微生物のための栄養物
として働く。始動プロセスを促進するため、又は特殊な
排水又は排煙を処理するために、本発明の一つの態様に
よれば、反応粒子に特殊な微生物が接種される。この場
合、排水又は排煙の異常な内容物質を分解するのに適し
た極めて緩慢に増殖する微生物も定義することができる
ように、その表面性状が前記処理法によって変化された
ような反応粒子が特に適している。
本発明で使用する反応粒子は、担体結合式生物学的排
水及び／又は排煙浄化に従来使用されていた担体粒子よ
りもはるかに大きな比表面積を有するので、同じ浄化性
能を達成するのに反応装置への充填度は僅かで間に合
う。厚さ0.2mmの本発明による反応粒子を約３容量％充
填すれば、反応装置の容積当たりの比表面積は300m2/m3
となる。反応装置への充填は、好ましくは持ち込まれた
増殖面積と反応装置容積との比が約50m2/m3〜約2000m2/
m3となるように調整される。
水及び／又は排煙浄化に従来使用されていた担体粒子よ
りもはるかに大きな比表面積を有するので、同じ浄化性
能を達成するのに反応装置への充填度は僅かで間に合
う。厚さ0.2mmの本発明による反応粒子を約３容量％充
填すれば、反応装置の容積当たりの比表面積は300m2/m3
となる。反応装置への充填は、好ましくは持ち込まれた
増殖面積と反応装置容積との比が約50m2/m3〜約2000m2/
m3となるように調整される。
本発明による方法は、排水、飲料水又は排煙の浄化に
おいて様々な反応を遂行するのに利用することができ
る。反応粒子自体は、特定の反応を開始又は引き起こす
反応性材料から作製しておくことができ、例えばアルミ
ニウム箔またはポリヒドロキシ酪酸フィルムによって飲
料水から硝酸塩を取り除くことができる。他方、それ自
身が反応を開始する反応性物質（例えば鉄）を反応粒子
に添加することもできる。担体結合式の排水及び／又は
排煙浄化において反応粒子を使用すると特に有望である
と見做すことができる。特別に活性な生物膜が反応粒子
に定着し、高い浄化性能を達成することができる。
おいて様々な反応を遂行するのに利用することができ
る。反応粒子自体は、特定の反応を開始又は引き起こす
反応性材料から作製しておくことができ、例えばアルミ
ニウム箔またはポリヒドロキシ酪酸フィルムによって飲
料水から硝酸塩を取り除くことができる。他方、それ自
身が反応を開始する反応性物質（例えば鉄）を反応粒子
に添加することもできる。担体結合式の排水及び／又は
排煙浄化において反応粒子を使用すると特に有望である
と見做すことができる。特別に活性な生物膜が反応粒子
に定着し、高い浄化性能を達成することができる。
本発明は、先行技術に比べて本質的な利点をもたら
す。また反応粒子の比表面積が大きいので、例えば排水
反応装置において、反応装置の容積当たり極めて高い浄
化性能が達成可能となる。小さくて軽い反応粒子は水に
浮遊し、ごく僅かなエネルギー支出でポンピングした
り、あるいは反応装置内で移動させることができる。反
応粒子のための材料は、希望する比重、耐久性及び生理
的安全性を考慮して自由に選定することができる。更
に、本発明による方法は、反応粒子を安価に製造するこ
とができるので極めて経済的である。例えば、反応粒子
はプラスチック屑又はリサイクル材料から作製すること
もできる。図に略示した実施例に基づいて、以下、本発
明を詳しく説明する。
す。また反応粒子の比表面積が大きいので、例えば排水
反応装置において、反応装置の容積当たり極めて高い浄
化性能が達成可能となる。小さくて軽い反応粒子は水に
浮遊し、ごく僅かなエネルギー支出でポンピングした
り、あるいは反応装置内で移動させることができる。反
応粒子のための材料は、希望する比重、耐久性及び生理
的安全性を考慮して自由に選定することができる。更
に、本発明による方法は、反応粒子を安価に製造するこ
とができるので極めて経済的である。例えば、反応粒子
はプラスチック屑又はリサイクル材料から作製すること
もできる。図に略示した実施例に基づいて、以下、本発
明を詳しく説明する。
図１は、バイオマス用増殖面として反応粒子を用いた
生物学的排水浄化方法の流れ図である。
生物学的排水浄化方法の流れ図である。
図２は、角形状及び円形状の反応粒子の略示図であ
る。
る。
図３は、反応粒子の比表面積と反応粒子の厚さとの関
係を示す線図である。
係を示す線図である。
図４は、複合フィルムから作製された反応粒子の横断
面図である。
面図である。
図５は、基材を圧縮した反応粒子の横断面図である。
図６は、表面に窪みを有する反応粒子の横断面図であ
る。
る。
図１において、符号１は大気に対して閉鎖されて完全
混合活性汚泥槽として構成された反応装置である。破線
で示したように、活性汚泥槽１のなかに微生物のための
担体材料として自由運動可能に配置された平らな粒子13
は、厚さが約200μｍ〜約500μｍ、面積が約100（mm）
２〜約500（mm）２であり、その量は、持ち込まれた反
応装置の容積に対する増殖面積の比で約500〜約1000m2/
m3に相当する。反応粒子は、原状態における厚さが約30
μｍで、約200孔/cm2の孔密度で穿孔されたポリプロピ
レンフィルムからなる。孔は直径が約200〜約600μｍで
ある。フィルムには、表面処理、いわゆるコロナ処理を
施してある。その際に発生するオゾンがフィルムの母材
に作用して遊離原子価を生み出し、これにより、電気的
表面性状が変化する。このように処理されたフィルムに
は、微生物が特に迅速に定着可能である。
混合活性汚泥槽として構成された反応装置である。破線
で示したように、活性汚泥槽１のなかに微生物のための
担体材料として自由運動可能に配置された平らな粒子13
は、厚さが約200μｍ〜約500μｍ、面積が約100（mm）
２〜約500（mm）２であり、その量は、持ち込まれた反
応装置の容積に対する増殖面積の比で約500〜約1000m2/
m3に相当する。反応粒子は、原状態における厚さが約30
μｍで、約200孔/cm2の孔密度で穿孔されたポリプロピ
レンフィルムからなる。孔は直径が約200〜約600μｍで
ある。フィルムには、表面処理、いわゆるコロナ処理を
施してある。その際に発生するオゾンがフィルムの母材
に作用して遊離原子価を生み出し、これにより、電気的
表面性状が変化する。このように処理されたフィルムに
は、微生物が特に迅速に定着可能である。
処理すべき排水は入口２を介して活性汚泥槽１に導入
され、他方、処理された排水は活性汚泥槽１の上部領域
に接続された出口３から抽出され、この出口に付属して
個々の物質粒子を引き留める分離装置４が設けられてお
り、この分離装置は例えば単純なストレーナとすること
ができる。微生物に酸素を供給するため、活性汚泥槽１
の蓋の下に構成されたガス空間に供給管９を介して工業
的に純粋な酸素又は少なくとも空気よりも多くの酸素を
含有したガスが供給され、ガス空間内にあるガスが導管
を介して活性汚泥槽１の底近傍に設けられたガス分配器
10に供給される。排煙は弁制御式排煙管11を介して抽出
される。バイオマスで汚れた反応粒子13はその比重が増
殖状態のとき水の比重にほぼ等しく、この反応粒子を運
動させるために、曝気ガスの上昇気泡が十分な浮力を発
生する。
され、他方、処理された排水は活性汚泥槽１の上部領域
に接続された出口３から抽出され、この出口に付属して
個々の物質粒子を引き留める分離装置４が設けられてお
り、この分離装置は例えば単純なストレーナとすること
ができる。微生物に酸素を供給するため、活性汚泥槽１
の蓋の下に構成されたガス空間に供給管９を介して工業
的に純粋な酸素又は少なくとも空気よりも多くの酸素を
含有したガスが供給され、ガス空間内にあるガスが導管
を介して活性汚泥槽１の底近傍に設けられたガス分配器
10に供給される。排煙は弁制御式排煙管11を介して抽出
される。バイオマスで汚れた反応粒子13はその比重が増
殖状態のとき水の比重にほぼ等しく、この反応粒子を運
動させるために、曝気ガスの上昇気泡が十分な浮力を発
生する。
できるだけ良好な混合と良好な物質代謝を達成するた
めに、例えば電動機による駆動装置を備えた簡単な撹拌
装置からなる循環装置12がガス分配器10の直上に配置さ
れている。
めに、例えば電動機による駆動装置を備えた簡単な撹拌
装置からなる循環装置12がガス分配器10の直上に配置さ
れている。
処理ガス供給管９の図示の配置の他に、複数の接続部
を介して活性汚泥槽１の底にガス供給管を直接接続し、
それによって上向きの付加的なガス流を発生させること
も可能である。同様に、活性汚泥槽内で上向きの液体流
をも維持するために、排水入口２には、槽の底に配設し
た複数の接続部を設けることができる。
を介して活性汚泥槽１の底にガス供給管を直接接続し、
それによって上向きの付加的なガス流を発生させること
も可能である。同様に、活性汚泥槽内で上向きの液体流
をも維持するために、排水入口２には、槽の底に配設し
た複数の接続部を設けることができる。
分離装置４を空けておくために、分離装置４の直前に
深層式曝気装置14が設けられており、これは約0.5m/sと
いう上向きの高速の流れを発生する。更に、球形研磨体
15、特に発泡プラスチックキューブが、約１〜10容量％
の量で反応装置１内に添加される。排水流に伴って上方
に連行される研磨体15が分離装置４を摩撫し、そこに沈
積した固形物又は反応粒子を取り除く。小さくて軽い反
応粒子は極く僅かなエネルギー支出でポンピングするこ
とができる。
深層式曝気装置14が設けられており、これは約0.5m/sと
いう上向きの高速の流れを発生する。更に、球形研磨体
15、特に発泡プラスチックキューブが、約１〜10容量％
の量で反応装置１内に添加される。排水流に伴って上方
に連行される研磨体15が分離装置４を摩撫し、そこに沈
積した固形物又は反応粒子を取り除く。小さくて軽い反
応粒子は極く僅かなエネルギー支出でポンピングするこ
とができる。
本発明の方法に従って操業される硝化設備の設計例の
数値を、従来の担体材料設備と比較して次表に示す。
数値を、従来の担体材料設備と比較して次表に示す。
図２は、角形状及び円形状の本発明による反応粒子の
略示図である。ｄは反応粒子の厚さである。
略示図である。ｄは反応粒子の厚さである。
図３の線図から明らかなように、反応粒子の比表面積
はその厚さｄに伴って指数函数的に減少する。反応粒子
の厚さが小さくなればなるほど比表面積が大きくなる。
比表面積の好ましい範囲（4000〜20000m2/m3超）は、厚
さｄ＝0.01mm〜0.5mmのとき得られる。比較のために、
従来の担体粒子の比表面積の代表的数値を以下に示す： 砂（粒径＝0.7mm） ： 850m2/m3 生物学的に活性な発泡キューブ（辺長1cm）： 1000m2/m3 滴下体材料 : 100〜300m2/m3 つまり、本発明による反応粒子は、従来の担体粒子よ
りも数倍大きい比表面積を有する。
はその厚さｄに伴って指数函数的に減少する。反応粒子
の厚さが小さくなればなるほど比表面積が大きくなる。
比表面積の好ましい範囲（4000〜20000m2/m3超）は、厚
さｄ＝0.01mm〜0.5mmのとき得られる。比較のために、
従来の担体粒子の比表面積の代表的数値を以下に示す： 砂（粒径＝0.7mm） ： 850m2/m3 生物学的に活性な発泡キューブ（辺長1cm）： 1000m2/m3 滴下体材料 : 100〜300m2/m3 つまり、本発明による反応粒子は、従来の担体粒子よ
りも数倍大きい比表面積を有する。
図４に横断面図で示した反応粒子は、２種類のフィル
ムによるサンドイッチ構造で構成されている。内層１を
形成するのは密度2.7g/cm3のアルミニウム箔である。２
つの外層2,3は、密度0.9g/cm3のポリエチレンフィルム
によって形成されている。反応粒子の全体の厚さに対し
て、例えばポリエチレンフィルムの厚さが表裏の合計で
6/7の割合であり、アルミニウム箔の厚さが1/7の割合で
あるとすれば、平均密度は約1.15g/cm3となる。こうし
て、個々の膜材料及び膜厚を適宜に選定することによっ
て、基本的に、反応粒子のあらゆる希望する密度を調整
することができる。
ムによるサンドイッチ構造で構成されている。内層１を
形成するのは密度2.7g/cm3のアルミニウム箔である。２
つの外層2,3は、密度0.9g/cm3のポリエチレンフィルム
によって形成されている。反応粒子の全体の厚さに対し
て、例えばポリエチレンフィルムの厚さが表裏の合計で
6/7の割合であり、アルミニウム箔の厚さが1/7の割合で
あるとすれば、平均密度は約1.15g/cm3となる。こうし
て、個々の膜材料及び膜厚を適宜に選定することによっ
て、基本的に、反応粒子のあらゆる希望する密度を調整
することができる。
図５に横断面で示す反応粒子は２つの外側隔膜フィル
ム2,3と１つの内側基材フィルム１とで構成されてい
る。基材フィルム、例えばポリヒドロキシ酪酸フィルム
は、隔膜フィルムを通して、例えば排水及び／又は排煙
内容物質と交互作用することができる。
ム2,3と１つの内側基材フィルム１とで構成されてい
る。基材フィルム、例えばポリヒドロキシ酪酸フィルム
は、隔膜フィルムを通して、例えば排水及び／又は排煙
内容物質と交互作用することができる。
図６に横断面図で示した反応粒子は表面に窪み１を有
する。窪み１は、好ましくは直径約0.05〜約0.5mm、深
さ0.5mm以下である。
する。窪み１は、好ましくは直径約0.05〜約0.5mm、深
さ0.5mm以下である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭56−45798（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−100981（ＪＰ，Ａ)
特表 平５−504295（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/02 - 3/10
C02F 3/28 - 3/34
C02F 1/24
C02F 1/68
B01J 20/00 - 20/34
B01D 53/86
B01D 53/02 - 53/20
B01J 8/20
Claims (17)
- 【請求項１】浄化を促進又は可能にする反応粒子を飲料
水又は排水及び／又は排煙と接触させて、飲料水又は排
水及び／又は排煙を浄化するための方法において、厚さ
約５μｍ〜約1500μｍ、面積約５（mm）２〜約1000（m
m）２の実質的に平らな粒子を反応粒子として使用し、
この粒子を反応装置内で浮遊及び／又は運動させること
を特徴とする方法。 - 【請求項２】反応粒子の流動層に排水及び／又は排煙を
通すことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】流動層反応装置内で排水を反応粒子と混合
することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】反応粒子にバイオマスを被着し、又はバイ
オマスの自然増殖を可能としておくことを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】厚さ約15μｍ〜約500μｍの反応粒子を使
用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項６】直径約10μｍ〜約1000μｍの孔を有する粒
子を反応粒子として使用することを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】約10〜約1000孔/cm2の密度で孔を有する粒
子を反応粒子として使用することを特徴とする請求項６
に記載の方法。 - 【請求項８】粒子表面に型押を有する粒子を反応粒子と
して使用することを特徴とする請求項１〜７のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項９】表面に繊維及び／又は粉末が被着された粒
子を反応粒子として使用することを特徴とする請求項１
〜８のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１０】表面にフリースが被着された粒子を反応
粒子として使用することを特徴とする請求項１〜８のい
ずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１１】表面に反応性物質、特にゼオライト粉
末、活性炭又は鉄が添加された粒子を反応粒子として使
用することを特徴とする請求項１〜10のいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項１２】プラスチック布からなる粒子を反応粒子
として使用することを特徴とする請求項１〜11のいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項１３】ポリオレフィンからなる粒子を反応粒子
として使用することを特徴とする請求項１〜12のいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項１４】ポリスチレンからなる粒子を反応粒子と
して使用することを特徴とする請求項１〜12のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項１５】生物学的に容易に分解可能な生体プラス
チックからなる粒子を反応粒子として使用することを特
徴とする請求項１〜12のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１６】金属箔からなる粒子を反応粒子として使
用することを特徴とする請求項１〜11のいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項１７】比重約0.8g/cm3〜約1.5g/cm3のプラスチ
ックからなる粒子を反応粒子として使用することを特徴
とする請求項１〜15のいずれか１項に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4205572.5 | 1992-02-24 | ||
| DE4205572A DE4205572A1 (de) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Verfahren und reaktionsteilchen zur durchfuehrung von reaktionen |
| PCT/EP1993/000403 WO1993016792A1 (de) | 1992-02-24 | 1993-02-19 | Verfahren und reaktionsteilchen zur durchführung von reaktionen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07506760A JPH07506760A (ja) | 1995-07-27 |
| JP3385381B2 true JP3385381B2 (ja) | 2003-03-10 |
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ID=6452420
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|---|---|---|---|
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Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5618430A (ja) |
| EP (1) | EP0627957B1 (ja) |
| JP (1) | JP3385381B2 (ja) |
| CN (1) | CN1040298C (ja) |
| AT (1) | ATE148004T1 (ja) |
| AU (1) | AU3498293A (ja) |
| DE (2) | DE4205572A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19524841C2 (de) * | 1995-07-07 | 2002-02-21 | Schachtbau Nordhausen Gmbh | Trägerkörper aus porösem Kunststoff für die Abwasserbehandlung und Verfahren zu deren Herstellung |
| US5932099A (en) * | 1995-07-25 | 1999-08-03 | Omnium De Traitements Et De Valorisation (Otv) | Installation for biological water treatment for the production of drinkable water |
| US5935418A (en) * | 1997-08-29 | 1999-08-10 | Exxon Research And Engineering Co. | Slurry hydroprocessing |
| GB2333522B (en) * | 1998-01-23 | 2002-12-04 | Aw Creative Technologies Ltd | Water treatment |
| CA2303020A1 (en) | 1998-03-06 | 1999-09-10 | Nkk Corporation | Method and apparatus for treating waste water |
| AUPP860899A0 (en) * | 1999-02-11 | 1999-03-04 | Zeolite Australia Limited | Process for the removal of suspended and other material from waste water |
| DE19932903A1 (de) * | 1999-04-12 | 2000-10-26 | Volker Harbs | Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung unter Verwendung eines Wirbelbettes in einem Bioreaktor |
| SK282499B6 (sk) * | 1999-08-02 | 2002-08-06 | Asio, S. R. O. | Spôsob čistenia komunálnych odpadových vôd |
| WO2001023308A1 (en) * | 1999-09-24 | 2001-04-05 | Mohammad Taghi Daneshvar | A process and apparatus for treatment of waste water, effluent and biomass |
| CA2353307A1 (fr) | 2001-07-13 | 2003-01-13 | Carmen Parent | Appareil et procede pour le traitement des effluents gazeux |
| CA2357907A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-03-26 | Garfield R. Lord | Bacteria growth apparatus for use in multi chamber biological reactor used after a settling tank or solids removal apparatus |
| EP1521629B1 (en) * | 2002-07-11 | 2007-02-07 | CO2 Solution Inc. | Triphasic bioreactor and process for gas effluent treatment |
| DE10260968B4 (de) * | 2002-12-24 | 2007-01-04 | Schulze & Hermsen Gmbh | Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas |
| DE102004020235A1 (de) * | 2004-03-09 | 2005-09-29 | Passavant-Roediger Umwelttechnik Gmbh | Verfahren zur Wassergewinnung aus Abwasser |
| WO2005092398A1 (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Bbr Biofiltration (Proprietary) Limited | Purification of polluted air |
| DE102009045032A1 (de) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | Invent Umwelt-Und Verfahrenstechnik Ag | Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser |
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| CN102849844B (zh) * | 2012-10-10 | 2014-12-10 | 南京大学 | 一种耦合生物反应器及其同时净化恶臭气体和废水的方法 |
| KR102244397B1 (ko) | 2013-12-02 | 2021-04-23 | 베올리아 워터 솔루션즈 앤드 테크놀러지스 써포트 | 자유-유동 캐리어 요소 |
| PL225575B1 (pl) * | 2014-08-13 | 2017-04-28 | Profarb Grupa Chemiczna Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Bioreaktor do oczyszczania gazów |
| CN107790073A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-13 | 北京中科诚毅科技发展有限公司 | 一种反应器新型内部结构及其设计方法和用途 |
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| CN109012151A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-18 | 深圳全钰环保科技有限公司 | 废气净化工艺以及废气净化厂房 |
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-
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-
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