JPH034997A - 溶解された硝酸塩の生物学的変換方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶解された硝酸塩をガス状還元剤によって窒
素に変換する方法およ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） 健康に害のある望ましくない硝酸塩を水から除去するた
め、ガス状還元剤の添加のもとて微生物によって脱硝（
ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）することは周知であ
る。このために、現在水素とメタンが使用されている。

しかし、メタンの場合は実験室規模に限定されている。

たとえば、メタノール、エタノール、有機廃棄物、過剰
汚泥などのような液状還元剤による脱硝に比較して、ガ
スは一般に過剰で必然的に余分の汚染をおそれる必要が
ないという利点がある。

しかし水素の欠点は、低い溶解度のため（たとえば１−
７ｇＨｚ／ρ、１０℃）約５バールの圧力で脱硝プロセ
スを行わねばならないから、操業および試験費用がかか
りすぎることである。

メタンが実験室規模では本質的に適性であることが証明
されている（Ｍ、ウニルナ−「外部炭化水素源を特に考
慮した脱硝」ブラウンシュバイク工業大学廃棄物センタ
ー発表、発行アルバート。

カイザー第３号、１９８８）。そして充分な溶解度をも
つが脱硝速度が遅く、非経済的であるという不利がある
。

これまでの知識によれば、２段反応の制限されたステッ
プは、最初のステップにおける酸素によるメタンからメ
タノールへの変換である。

したがって、メタンの使用は、これまで実験室規模に制
約されていたのである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、水中に汚染を残さないで最小のエネル
ギーと設備投資で水の脱硝ができる方法とその装置を提
供することである。

（課題を解決するための手段とその効果）この課題は本
発明の特許請求の範囲１に記載の特徴部分と請求項１１
に記載の装置によって解決される。

本発明の構成は、従属する請求項に記載の方法によって
明らかである。

本発明は、溶解硝酸塩をガス状還元剤によって窒素に生
物学的に変換させる方法に関するもので、液化ガスが炭
素源と微生物学的方法のエネルギーとして用いられる。

還元剤としては液化ガスが使用される。ここにおける液
化ガスはドイツ工業規格（ＤＩＮ５１６２２）の工業用
Ｃ１−およびＣ９−炭化水素、プロパン、プロペン、ブ
タン、ブテン、とそれらの混合物である。

この大気圧下にガス状の還元剤を使用すれば非常に経済
的であり、残部の汚染の問題を最小にし、脱硝に必要な
生物学的分解が速やかに行わ九るからとくに有利である
。

この方法の実施に必要な液化ガスは、全量が脱硝反応器
の外部ならびに反応器中の脱硝されるべき水中に溶解さ
れる。

経済面および安全面から、水と液化ガスは密閉反応器中
でたがいに接触させるのが有利である。

その際ガスは直接水中に吹き込み分散させる。溶解速度
を高めるため、反応剤を一様に溶解させる有利な方法は
、シリコーンゴムからなるガス透過膜を使用することで
ある。この場合は、安全工学上の費用を節約するため密
閉反応器を使用しない。

必要・な反応剤の全量は、水の主流と分流に溶解され、
ついで再び主流に導かれる。

本発明の実施では１１．７ｇＮ０．−Ｎ／ｋｇＴＳの最
高転換率が得られる。この値はメタンで得られる場合の
５倍を越え、同時に酸素が必要であり、脱硝速度は脱硝
反応器に導入される単位時間当たりの酸素量が多いほど
高くなる。

脱硝する微生物によって直接利用され得ない溶解された
液化ガスは、まず他の微生物によって、酸素を消費して
利用可能な物質代謝生成物に移行されなければならない
。この場合微生物とともに液化ガスを酸化する脱硝剤、
硝酸塩の変換用Ｃ源として水相に放出される窒素代謝生
成物を必要とする。

この微生物学的工程のため、液化ガスを脱硝に適する形
態に変換する方法がさらに開発され１分離された反応器
中で一定時間後に自然に発展する懸濁または固定された
微生物によって行われる。

脱硝に適する液化ガス分解生成物が富化された水相は、
つぎに脱硝反応器にその都度必要な量が導かれる。この
方法の技術的分離は二つの方法段階の各々が他と無関係
に最良になり得るから、全体に反応性がよく、経済性が
高い。

この新規な脱硝の解決方法は、公知のメタンによる脱硝
の場合にも有利に導入される。

第１図は、脱硝反応器の接続を模式的に示したものであ
る。脱硝反応器２には導入管３を経て硝酸塩含有水が導
入される。純化された水の排出は排出管４によって行わ
れる。

脱硝反応器１に平行して別の反応器５が配置される。こ
の反応器はポンプ７を備えた導管６によって反応器２と
結合している。反応器２には導管８を経て液化ガス、た
とえばメタンおよび導管９を経て純酸素または大気酸素
が導入される。

反応器５内で液化ガスの脱硝反応器２内の脱硝に適した
形態への変換が行われる。液化ガスの分解生成物は水に
溶け、導管６を経て脱硝反応器２に導かれる。反応器５
内の水準を維持するため導管１０によって排出管４と結
合し、脱硝反応器２から出る純化された水が反応器５に
達する。

上記の方法は、特に機械的−生物学的に純化された排水
、飲料工業、農業などのプロセス水ならびに飲料水とし
て使用される原水の脱硝用に特に適している。

液化ガスの使用は、硝酸塩を効率的かつ経済的に窒素に
変換させ、妨害とくに残渣汚染の問題を最低にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる脱硝反応器とその接続を
示す模式図である。 １・・・脱硝反応装置 ２・・・脱硝酸反応器 ３・・・導入管 ４・・・排出管 ５・・・反応器 ６．８，９．１０・・・導管 ７・・・ポンプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炭素および微生物学的方法のエネルギー源として液
   化ガスを用いることを特徴とする、ガス状還元剤により
   溶解された硝酸塩を窒素に変換する生物学的変換方法。 ２）前記ガスがＣ＿３−および／またはＣ＿４−の炭化
   水素化合物を含む請求項１に記載の方法。 ３）生物学的方法のために、液化ガスおよび酸素が同時
   に導入される請求項１に記載の方法。 ４）液化ガスがシリコーン膜によって水に溶解される請
   求項１に記載の方法。 ５）液化ガスを直接水中に溶解するため、微細な泡状に
   分散させる請求項４に記載の方法。 ６）液化ガスが水素分流に溶解される請求項１に記載の
   方法。 ７）液化ガスとしてメタンが使用される請求項１に記載
   の方法。 ８）かくはん容器内の懸濁微生物によって脱硝が行われ
   る請求項１に記載の方法。 ９）キャリヤ物質に成長する微生物によって脱硝が行わ
   れる請求項１に記載の方法。 １０）容器に溶解された液化ガスを酸素の導入下に微生
   物によって生物学的に酸化し、ついでこの水性相を懸濁
   または、固定された微生物によって水から脱硝が行われ
   る容器へ導く請求項１に記載の方法。 １１）硝酸塩含有水の送入管（３）および純化された水
   の排出管（４）をもち、導管（６）によって第２の反応
   器と結合され、導管（８）を経て液化ガスが、導管（９
   ）を経て酸素が導入できる請求項１０に記載の方法を実
   施する装置。 １２）第２反応器が導管によって排出管に結合している
   請求項１１に記載の装置。