JPH06319525A - 流動床型バイオリアクター用バイオマス成長制御装置 - Google Patents

流動床型バイオリアクター用バイオマス成長制御装置

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JPH06319525A
JPH06319525A JP6538394A JP6538394A JPH06319525A JP H06319525 A JPH06319525 A JP H06319525A JP 6538394 A JP6538394 A JP 6538394A JP 6538394 A JP6538394 A JP 6538394A JP H06319525 A JPH06319525 A JP H06319525A
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reactor
separation column
solid particles
bed
excess
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Peter J Petit
ジェー ピチト ピーター
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動床型バイオリアクターに蓄積してくる余
分の生物体物質を除去するための手段の開発。 【構成】 下方から供給された液が上昇し生物体物質を
保持する流動床固体粒子を介して、上方に流出し流動床
上部から排出される流動床型バイオリアクターで生成す
る余分の生物体物質を除去するために、管状の分離カラ
ムを流出液上部に浸漬させて、分離カラムに攪拌回路を
形成する。液の攪乱によって流動床粒子上に蓄積した生
物体物質は分離除去され流動床粒子だけが循環利用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微生物を保持した流動床
粒子を有する流動床型バイオリアクターに関するもの
で、特に過剰の微生物物質を除去するために流動床型バ
イオリアクター内に設けられる制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】流動床型のリアクターは廃液の生物処理
の分野で用いられており、一般に微生物の基質となる
砂、活性炭等の固体粒子でできた媒体床を有する反応槽
を備えている。
【０００３】廃液はこの反応槽を媒体床を流動化させる
に充分な速度で上方に導かれ、微生物は廃液を処理する
ためにこの上昇流中の不純物によって好気的条件下で栄
養補給される。この流動床型バイオリアクターの操作原
理は以下の米国特許に示されている。米国特許第４２０
２７７４号（Ｋｏｓ，１９８０年５月１３日）、同第４
１８２６７５号（Ｊｅｒｉｓ，１９８０年１月８日）、
同第４００９１０５号、同第４００９０９９炒、及び第
４００９０９８号（Ｊｅｒｉｓ，１９７７年２月２２
日）及び同第３９５６１２９号、同第３８４６２８号
（Ｊｅｒｉｓ，１９７６年５月１１日及び１９７４年１
１月６日）。
【０００４】適正かつ効果的運転を保証するには、過剰
量の微生物物質（通常のリアクター操作に必要な量を越
える生物物質）は反応槽から除去してしまわなければな
らず、このことは米国特許第４１７７１４４号（Ｈｉｃ
ｋｙ ｅｔａｌ，１９７９年１２月４日）に論じられて
いるところである。既に述べたＪｅｒｉｓ及びＪｅｒｉ
ｓ他の特許でも媒体床での生物体物質の生長は床の高さ
を検知する手段によって検知されている。媒体床が予め
決められた高さに達すると、検知装置が動き、流動床粒
子は機械的攪拌で過剰の微生物体物質は剥離される。一
部分剥離された流動床粒子は媒体床に沈降して反応槽の
流出液中に運び去られる。このことは、ある場合にはリ
アクターの下流部に過剰の生物体物質を流出液から分離
除去するためのスラッジ脱水装置を付随させる必要性を
生じるため望ましくない。
【０００５】米国特許第４１７７１４４号には媒体床上
部の流出液中に浸漬された分離カラム中に攪拌羽根を有
する撹拌装置が設けられている生物成長調整システムが
示されている。また別に、同第４２５００３３号（１９
８１年２月１０日）に示されるように、攪拌装置は分離
カラムの外に位置し、リアクターの内または外に位置す
る分離ポンプを有する攪拌装置もある。この攪拌装置で
は流動床粒子と液は分離ポンプから取り出されポンプを
通って余分の生物物質を床粒子から分離して分離カラム
に再導入している。この分離装置の欠点は屋外パイピン
グ（ポンプがリアクターの外にある場合）と保守点検時
の分離カラムからの攪拌装置の脱着の必要性である。
【０００６】流動床粒子から一旦分離されると過剰量の
生物物質は分離カラム内に閉じ込められ流出液表面下部
から排出される。この分離カラムの使用は分離された生
物物質がリアクター流出液中に入ることを防止するため
のものである。しかしながら、既に述べたように、分離
カラム内に生物物質の蓄積する恐れがあり、それはこの
調整システムの運行を妨害する。さらにこのシステムは
分離カラムから出るスラッジ（廃棄生物物質及び水）が
高含水率である欠点があり、このことはこのシステムに
脱水装置の導入を余儀なくさせるという欠点をもたらし
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は余分の生物物
質をリアクターから除去するための流動床制御システム
の改良を含む反応装置を提供するためのものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の制御装置は「表
層ケーキング」をもたらすスカムの蓄積を防止するため
に分離カラムの流出液面からスラッジを除去するように
作動するもので、特に流出液からスラッジを除去するこ
とにより、スラッジの水分含量が精密に調整され、最小
となるかまたは関連する液／生物物質分離装置（脱水装
置）を不要とするものである。また本発明の装置は流出
液面下の「フィルターケーキング」をもたらす分離カラ
ム内の生物物質の蓄積を防止するために分離装置内に循
環上昇水流を形成するように運転される。
【０００９】この流動床成長調整装置は多くの場合、微
生物被覆された流動床粒子から余分の微生物物質を除去
するために攪拌装置を備えており、この攪拌装置は流量
調節手段を有する分離機構を備えている。この流量調整
手段は高速分離機構として働き、関連するポンプにより
狭い区域に強い流動をもたらすためのエネルギーを発生
させる水流による分離力を生成させる。必要であればこ
の流量調整手段は攪拌装置によって決まる流速に大きな
影響を与えることなく、微生物被覆された流動床粒子を
希望する程度の分離を行うよう調節することができる。
【００１０】特に、流動床成長制御装置は管状の分離カ
ラムを備え、これがリアクターの流出液面から媒体床内
にまで下方に伸びている。この分離カラムはより流動床
粒子の上方移動を制御しつつ、分離された生物体物質の
流出液面への上方移動を促進させる上昇流を形成するた
めに直径が一定でない形である。分離された生物体物質
を分離カラムの流出液表面から除去するために、流動床
成長制御装置には流出液表面と連通する排出口を有する
望遠スラッジバルブが備えられている。このスラッジバ
ルブは望遠鏡で流出液表面に対して排出口を上下するこ
とが可能でスラッジ排出速度を調節し、それによって分
離カラムの上昇速度を特定の用途に合致するようにす
る。
【００１１】流動床成長制御装置はまた攪拌装置を備え
ており、流動床粒子を分離カラムから吸引し、これらの
粒子から過剰の生物体物質を分離し、一部分離した粒子
と分離された生物体物質とを分離カラムに戻す。こうし
て戻された物質は分離カラムにポンプで直角方向に送入
され、内容物を循環され分離カラム中に循環水流を形成
する。
【００１２】ある実施例では、この攪拌装置は分離カラ
ムから攪拌装置を脱離させる必要なく反応槽から離脱さ
せることができる。従来の装置では、この攪拌装置は潜
水夫その他の人によって最初に分離カラムから離脱させ
る必要があった。
【００１３】本発明の一例では、攪拌装置はサムポンプ
等のポンプを備えたループとスロットリングバルブを備
えていて、スロットリングバルブは攪拌装置に対してポ
ンプが単独で使用されるよりも大きい分離能力を与え
る。このスロットリングバルブによって流動床粒子に付
与される分離能力はバルブを調整することにより制御さ
れ得る。本発明の以上の他の特徴及び利点は以下の説
明、図面及び特許請求の範囲を読むことによって当業者
にとって理解できるところである。
【００１４】実施例 本発明の実施例の説明に先立って、本発明がこれらの図
面や説明の中の部品の配列や構成の詳細に限定されるも
のでないことは当然理解されなければならない。本発明
はそれ以外の具体例も可能であり、また各種のやり方も
可能である。またここで使用された用語、表現法は説明
のためのものであり、それに限定されるものではないこ
とも理解されなければならない。
【００１５】図１において本発明のリアクター装置１０
が示される。このリアクター装置１０は廃水等の液体の
処理に使用され、当業者にとって明らかなように処理水
準によって単独でもまた上流または下流のそれ以外の他
の処理装置と組み合わせても使用される。
【００１６】図１に示すように、リアクター装置１０は
リアクター１２よりなり、リアクター１２はその上部端
に隣接する排出口１６及びリアクタータンク１４に液を
導入するための液流分散装置１８等を備えた円筒型のリ
アクタータンク１４を有する。液流分散装置１８はリア
クタータンク１４の基部に隣接する頂部部材２０と液流
を遠隔地から供給するためのライン２４に結合される入
口２２を有し、頂部部材２０はノズルを有する複数個の
横方向パイプ２６に分枝し、それによってリアクタータ
ンク１４の断面全体に平均して流入液を分散させる。
【００１７】図に示されるように、リアクター１２は流
動床型バイオリアクターであり、リアクタータンク１４
中に媒体床２８を備え、これが充分量の上昇液量により
流動する。流動床２８は固体粒子２８ａ、好ましくは顆
粒状活性炭よりなりその上に微生物物質を支持するため
の担体として機能する。特定の処理目的を達成するため
に特定の生物体物質（バグ）が選ばれる。
【００１８】リアクター１２は液流分散装置１８を介し
て媒体床２８を流動化させるに充分な速度でリアクター
タンク１４中に液を酸素化処理上昇流としてポンプ移送
することによって行われる。液が流動床２８を流下する
と、酸素化条件下では生物体物質液中の望ましくない不
純物を消化または中性化して処理済み流出液とする。こ
の処理済み流出液は媒体床２８の上部に頂部流出液を生
成する。図面の装置では流出液頂部表面３２の位置は排
出口１６によって調整されている。排出口１６はこの処
理済みの流出液をさらに下流の処理装直に導入するかま
たはそのまま周囲環境に排出する。リアクター１２内の
この生物的処理もまた微生物の細胞生長をもたらす。
【００１９】この微生物の成長とそれによる流動床の膨
脹を制御するためにリアクター装置１０はリアクター１
２からの余分の生物体物質の除去手段を備えている。図
面ではこれらの手段は水流による分離であり、流動床成
長またはバイオマス調整装置３４である。この調整装置
３４は流出液頂部３０に浸漬され、ブラケット等の適当
な手段でリアクター１２中に支持されているパイマス調
節管すなわち分離カラム３６を備えている。分離カラム
３６はシリンダー状の底部３８を有し、これが好ましく
は４０の符号で示される時の床ベッド位置の下にある。
分離カラム３６はまた流出液表面３２の上にまで伸びて
いる直径の大きいシリンダー型の頂部及び上方部分４２
から下方部分３８に収れんする円錐台形の中間部分４４
を有している。
【００２０】固体粒子から余分の生物体物質を分離する
ために、調整装置３４は分離カラムと関連する攪拌装置
４６を備えている。図１に示される例では、攪拌装置４
６は遠心ポンプ等のバイオマスポンプ４８等の適当な手
段によって余分の生物体物質を固体粒子から分離する。
攪拌装置４６はまた余分の生物体物質を付着させた固体
粒子を分離カラム３６から吸入するための吸入管５０の
ような手段を有する。この吸入管５０は下部入口開口５
４を有する屈曲部５２（図２、図３）を有し、この開口
部は分離カラム３６と同心で、しかも流動床２８と直接
連結されている。
【００２１】分離装置４６はまたバイオマスポンプ４８
によって形成される一部分離固体粒子と分離した生物体
物質を分離カラム３６に戻すための手段を備えている。
以下に詳しく説明する理由によって分離物は分離カラム
３６に直角方向に戻されることが望ましい。従って、図
面に示す例ではこの戻し手段は分離カラム３６（図３）
から直角方向に伸びる屈曲部分５８を有する戻し管５６
であり、分離カラム３６に導入された分離物はそれによ
って直角の速度を付与される。
【００２２】調整装置３４はまたバイオマスポンプ４８
により生成された分離後の過剰の生物体物質（図５に２
８ｂの記号で示す）を分離カラム３６から排出するため
の流出液表面と連通する手段を有する。分離後の過剰生
物体物質の除去手段には各種のものがあるが図面では望
遠鏡型スラッジバルブ６０が使用されている。図１及び
図２に示されるように、スラッジバルブ６０は流動床面
４０上に、分離カラム３６内に位置している。スラッジ
バルブ６０は垂直に伸びる導管６２を有し、この導管は
その上端部から下方に伸びるＶ字型切り込みによって形
成される排出開口を有する。この排出口６４は流出液表
面３２と連通してそこから溢流するスラッジのせきとし
て機能する。この排出口６４の垂直位置は管６２を望遠
鏡でみて例えば人間が操作する棒６６で調節することが
できる。分離カラム３６から排出されるスラッジの流速
を増加させたり減少させたりするために管６２は下降ま
たは上昇して流出液面３２の下部の排出口の面積を変化
させる。
【００２３】スラッジバルブ６０は下方部に屈曲部６８
（図２）を有し、これが分離カラム３６の外側に伸びて
バイオマス排出ライン７０と連通する。好ましくはスラ
ッジの厚さに適合するように拡大される。排出ライン７
０はバルブ７２を備え、ライン７０を開閉することによ
りスラッジバルブ６０を効果的に開閉する。この排出ラ
イン７０はスラッジを脱水装置等の適当な処理装置か廃
棄場所に移送する。スラッジの液分は分離されればリア
クター１２に戻すか廃棄される。
【００２４】スラッジバルブ６０は排出口６４を介して
スラッジを排出することにより分離カラム３６中の上昇
速度を制御することができる。特にスラッジバルブ６０
は希望するスラッジ除去速度に設定するために流出液面
３２に対する排出口６４の垂直位置を調整することがで
きる。本発明の望ましい例では、スラッジバルブ６０は
分離カラム３６の底部３８の水平面積に対する流出液面
３２の下の排出口６４の垂直面積の比が、リアクタータ
ンク１４の水平面積に対する流出液面３２下の排出口１
６の垂直面積の比よりも少なくも１０％大きいように調
整されている。これによって分離カラム３６内に充分の
上昇流速度を維持し、分離カラム３６内の流動床面が最
大で、分離カラム３６外の流動床面よりも僅か大きくそ
れによって媒体床２８が分離カラム３６内に吸入され
る。
【００２５】リアクターの運転中、調整装置３４はこの
調整装置３４が使用される目的に応じて連続的または間
欠的に作動する。例えば、完結的な自動運転では光学セ
ンサーあたはそれ以外の適当な検知器によってリアクタ
ー１２中の過剰な生物体物質の生長を促す流動床の膨脹
またはそれ以外の徴候を検知する。媒質層２８が過剰の
生物体物質の生長を示す度合に達すると、光学センサー
は制御手段に信号を発してバイオマスポンプ４８を作動
させ、バルブ７２を開いたりすることにより制御装置３
４を作動させる。
【００２６】制御装置３４が運転される時には、スラッ
ジバルブ６０は分離カラム３６の上昇流速度が微生物負
荷固体粒子の沈降速度と分離された生物体物質の沈降速
度との間になるように調整される。スラッジバルブ６０
は媒体床２８を下方部分３８に吸引するに充分な上昇流
でしかも流出液面３２から排出されるスラッジを不必要
に希釈したりリアクター１２からの軽量の流動床粒子を
排出したりするほど高くはない上昇流速度となるように
最適に設定される。このために最適条件を決定するため
の実験が必要である。この目的を助け、制御装置３４の
運転範囲を拡大するために、上方部分４２は拡大されて
いてこの位置に媒体床２８が上昇すると流動しなくな
る。これはリアクター１２からの軽重量の固体粒子の損
失をも減少させる。
【００２７】媒体床が分離カラム３６内へと上方に吸引
されると、バイオマスポンプ４８は部分的に分離された
固体粒子と分離された生物体物質を生成させ、これが上
述の直角流速度で底部３８に戻される。この直角方向に
向かう流れは分離カラム３６中の上昇流と結合して旋回
上昇流を形成する。これが分離カラム３６内の流動床成
分を旋回させて生物体物質の蓄積を防止する。分離カラ
ム３６内に導入された後、分離された生物体物質は上昇
流と共に上昇し排出口６４に入る前に流出液面３２に集
まってゆき、特に大量のスカムが蓄積されることもな
い。また、流出液表面３２からスラッジを排出すること
によって、スラッジの含水量は精密に制御されてスラッ
ジの生物体成分と液体分との分離処理を少なくすること
ができる。
【００２８】図５では、リアクター１２は本発明の第２
例としてバイオマス制御装置７６を備えている。図５に
示されるように、バイオマス制御装置７６は攪拌装置ま
たは回路７８を有し、回路７８を通る流れを作るための
ポンプ４８のような適当なポンプ手段が設けてある。攪
拌回路７８はまた排出または吸入回路８２を有し、その
中に流動床２８からの固体粒子２８ａがポンプ４８の作
動によって吸入される。吸入同路８２はリアクターの頂
部から分離カラム３６内に下方に伸びる端部８４を有す
る。図５に示すように。この吸入回路端部８４は分離カ
ラム３６の底部３８の頂部の下方に僅かに伸びていて、
ポンプ４８が作動すると床２８は８６で示される位置に
上昇する。後述する理由により、この吸入回路端８４は
完全に分離カラム３６から分離されている。
【００２９】攪拌回路７８はまた戻り同路８８を有し、
床２８から吸引した物質を分離カラム３６に戻す。この
戻り回路８８は端部９０を有し、これはリアクター１２
の頂部から分離カラム３６中に下方に伸びカバーチュー
ブ９２を備えている。カバーチューブ９２は拡大面積部
分を有し、攪拌回路７８によって分離カラム３６から吸
入された物質が戻る時に流動しないようにする。戻り回
路端９０は吸入端８４と同様に完全に分離カラム３６斗
分離されている。かくして全体の攪拌回路７８は分離カ
ラム３６と別に分離しているので攪拌回路７８は修繕、
保守時において攪拌装置７８を分離カラム３６から切り
離す必要なくリアクター１２から取り出すことができ
る。
【００３０】固体粒子２８ａから余分の生物体物質を大
量に除去するためにポンプ４８によって直接過剰に作ら
れたものを攪拌回路７８で分離させるために攪拌装置７
８はまた流量制御手段を備えている。この流量制限手段
は高速分離機構としても役立つもので、ポンプにより発
生するエネルギーを吸収して狭いところで強度の流動を
もたらす水流による分離力を発生する。図５に示す装置
では流量制御手段は調節可能であり、戻り回路８８に位
置するスロットリングバルブ９４を有する。これは他の
装置では吸入回路８２に位置してよい。
【００３１】スロットリングバルブ９４を選択的に開閉
することにより、ポンプ４８が単独で使用されるよりも
攪拌回路７８を通過する生物被覆流動層粒子の分離を遥
かに大きい量でかつ正確に達成することができる。この
分離量は最適性能を得るための分野で容易に調整できる
もので、実質的にポンプの選択やパイピングの寸法に無
関係である。分離カラム３６からの分離された生物体物
質２８ｂを除去するために、分離カラム３６の内部に連
通する廃棄物ホース９６が取り付けられている。望遠型
のスラッジバルブ６０と異なり、廃棄物ホース９６への
入口は流出液端３２の下部にある。
【００３２】図６に本発明の第３の具体例としてバイオ
マス調整装置９８が示される。このバイオマスの調整装
置９８はリアクタータンク１４に取り付けられ変形分離
カラム１００を備え、底部３８から床２８に下方に伸び
る延長部分１０２を有する。この延長部１０２は底部３
８の直径よりも小さい直径を有し、以下に説明するよう
にバイオマス調整システムが休止した時間の後で床２８
の分離カラム３６への起爆剤となる。
【００３３】分離カラム１００内に上昇流を作りスラッ
ジをそこから除去するためにバイオマス調整装置９８は
廃棄物排出ライン１１８を有する。このライン１１８は
ライン９６（図５）と異なり、流出液面３２の下方から
排出するが、排出ライン１１８はまた別にフロート１２
２に支持されるスカム管１２０を有し、スカムは流出液
面３２から直接に排出される。
【００３４】バイオマス調整装置９８はまた変形攪拌回
路１０４を育し、例えばＷａｒｒｍａｎ ＳＰまたそれ
に相当するサムポンプ１０６を有する。サムポンプ１０
６はそれ以外のポンプに置換できるがサムポンプの使用
は操作、保守が安価であることが利点である。オンプ１
０６は関連のパイピングを減少させるためリアクタータ
ンク１４内に支持される。図６に示される特別の配置で
は、サムポンプ１０６は分離カラム１００内に位置して
関連のパイピングを一層減少させている。垂直吸入管１
０８は流動床２８から被覆された固体粒子を吸入するた
めにサムポンプ１０６から下方に伸びている。
【００３５】攪拌回路１０４はまた排出ライン１１０を
有する。これは下端カバー１１２を有し攪拌回路１０４
の出口を分離カラム１００の側面に向けて排出するよう
に傾斜させ攪乱を防止する。攪拌回路７８（図５）と同
様に、攪拌回路１０４は分離カラム１００から完全に分
離されており、それによって分離カラム１００から切り
離す必要なくリアクタータンク１４から取り出すことが
可能となる。
【００３６】バイオマス調整装置９８を始動させるため
に、媒体床２８の分離カラム１００への上方流をおこす
ために廃棄物ライン１１８を介して液は排出される。こ
の目的のため分離カラム１００に対して短い直径を有す
る底部延長部によって上昇速度が増大される。これは分
離カラム１００へ戻る流動床２８の動きを誘発する。特
に底部延長部１０２によって形成される通路は底部３８
により形成される通路の水平断面積の５０〜８５％であ
ることが望ましい。出願人は延長部底部断面をこの範囲
とすることによって優れた結果の得られることを知っ
た。
【００３７】各種カラム１００への媒体床２８の導入に
ついて、上昇流の速度は特定のパラメーター内に維持さ
れることが望ましい。特に底部延長部１０２の上昇流速
度は過剰量の生物体物質を運ぶ固体粒子の浮上速度より
も大きく、分離された固体粒子の浮上速度よりも小さい
ものでなければならない。これは分離カラム１００を下
方に向かう分離された固体粒子の通路と分離カラム１０
０を上昇する過剰量の生物体物質をのせた固体粒子との
連結やそれによる詰まりを防止するものである。また底
部３８の上昇速度は流動床粒子２８を流動化させるに充
分なものでなければならない。このことは攪拌回路１０
４を通過することによってさらに固体粒子２８ａの摩擦
や研磨が行われ、残留している余分の生物体物質を除去
することを助けるものである。特に分離カラムの底部３
８の流動速度が少なくともリアクター中の流動化速度と
同一か、最大で１５０％に保持されることが望ましい。
【００３８】分離カラム１００上部４２の上昇速度は過
剰の生物体物質をのせた固体粒子の浮上速度より小さ
く、それによって廃棄物ライン１１８を通る系からこれ
らの固体が流出することを防止するものでなければなら
ない。
【００３９】本発明のバイオマス調整装置１２６を図７
に示す。このバイオマス調整装置１２６は調整装置９８
と同様であるが攪拌装置１０４（図６）よりもさらに小
型の変形攪拌回路１２８を備えている。この攪拌回路１
２８はオリフィスプレート１３０を有し、それによって
スロットリングバルブ９４に代わる調整オリフィスを提
供している。
【００４０】本発明のバイオマス調整装置１３４を図８
に示す。このバイオマス調整装置１３４は図５の分離カ
ラム３６と底部３８に設けられる管状の底部延長部１３
８と分離カラム１３６を備えている。底部延長部分１３
は分離カラム装置１３６を分離カラム１００（図６）と
して使用することを可能とし、また分離カラム３６に取
り換えることも可能にする。
【００４１】バイオマス調整装置１３４はまた攪拌回路
１４０を有する。これは分離カラム装置１３６内でブラ
ケット等の支持物上にあることが望ましい。こうして、
バイオマス調整装置１３４は潜水夫等の人間をリアクタ
ータンクに入れて分離カラム装置１３６から調整装置１
３４を物理的に分離する必要なくリアクタータンクから
取りはずすことができる。
【００４２】図８に示すように、攪拌回路１４０は外部
の空気供給源１４４から空気を供給される空気膜ポンプ
１４２を有する。この攪拌回路１４０はまた分離カラム
装置１３６内に生ずる攪乱を最小限にするために拡張出
口１５０を備えた吸入ライン１４６と戻りライン１４８
とを有する。戻りライン１４８はまたホースクランプ１
５２（図９）を備え、戻りライン１４８を圧縮してスロ
ットリングバルブ９４（図５及び図６）及びオリフィス
プレート（図７）と類似の方法で分離を行う。
【００４３】本発明の以上の実施例においてバイオマス
制御装置３４、７６、９８、１２６及び１３４は流動床
型バイオリアクターに使用されたが、これらが床粒子か
ら余分のメデア物質を除去するためにそれ以外の形式の
リアクターでも利用し得ることは当然理解されるところ
である。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば余分の生物体物質をリア
クターから除去し、流動床固体粒子を再循環して使用す
ることのできる流動床型バイオリアクターを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動層成長調整装置を備えたリアクタ
ー装置の模式的部分切断側面図。
【図２】図１の装置の拡大部分断面図。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図。
【図４】図２の装置の立体図。
【図５】本発明の第１の具体例の流動層成長調整装置を
含む流動床リアクターの模式的一部破断立体側面図。
【図６】本発明の第２の別の具体例の流動層成長調整装
置を含む流動床リアクターを備えたリアクター装置。
【図７】本発明の第３の別の具体例の流動層成長調整装
置を備えたリアクター装置。
【図８】本発明の第４の具体例の流動層成長調整装置を
備えたリアクター装置。
【図９】図８の９−９線に沿った断面図。
【符号の説明】
１０ リアクター装置 １２ リアクター １４ リアクタータンク １６ 排出口 １８ 液流分散装置 ２８ 流動床 ３２ 流出液面 ３４ バイオマス調整装置 ３６ 分離カラム ４６ 攪拌装置 ４８ ポンプ ５０ 吸入塔 ５６ 戻り管 ６０ スラッジバルブ ６４ 排出口 ７０ 排出管 ７２ バルブ ７８ 攪拌回路 ８８ 戻り回路 ９４ スロットリングバルブ

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体処理用のリアクター、このリアクタ
    ー内に支持される管状部材、固体粒子からの余分な物質
    を分離するための手段及び分離された物質をこの管状部
    材から排出するための導管からなり、リアクターが固体
    粒子とその表面に保持される物質とを有する流動床を備
    え、液がこの床上に保持される流出液部分を有しこの液
    の表面が上表面を形成するものであり、管状部材が流出
    液端に浸漬され流動床上部に伸び、導管が流出液上端部
    に連通する排出口を有するものであるリアクター装置。
  2. 【請求項２】 導管が排出口を流出液端部上表面に対し
    て上下に調整することによって液及び分離物の排出口を
    通る流速を増減させる請求項１のリアクター装置。
  3. 【請求項３】 リアクター装置が該導管を有する望遠ス
    ラッジバルブを有し、望遠スラッジバルブがこの導管を
    上昇及び下降させることができるように調整可能である
    請求項１のリアクター装置。
  4. 【請求項４】 過剰量の物質を固体粒子から分離するた
    めの手段が過剰量のものを有するこれらの固体粒子を管
    状部材から取り出す手段、これらの固体粒子から過剰物
    を分離する手段及び一部分離された固体粒子及び過剰物
    質を管状部材に直角に戻すための手段とを備えている請
    求項１のリアクター装置。
  5. 【請求項５】 一部分離された固体粒子及び分離した過
    剰物質を管状部材に直角に戻すための手段が、この管状
    部材と直角方向に伸びる第三の導管を有する請求項４の
    リアクター装置。
  6. 【請求項６】 流動床を有する液体処理用リアクター及
    びこのリアクターから過剰量の生物体物質を除去するた
    めの装置からなり、リアクターがその表面に生物体物質
    を有する固体粒子を有する床と、この床を流動させるた
    めこの床を通して液体を上方に流過して流出液を形成
    し、この流出液上表面で液がリアクターから排出される
    ものであり、流出液端に浸漬された分離カラムを有する
    除去手段と、分離カラムからの過剰量の生物体物質を流
    出液上端部と連通する排出手段を介して排出する手段を
    有するものである過剰量の生物体物質除去手段を有する
    流動層リアクター装置。
  7. 【請求項７】 過剰量の生物体物質を取り出すための手
    段が、流出液上端部表面と連通する排出口を有するもの
    である請求項６の流動床リアクター装置。
  8. 【請求項８】 過剰量の生物体物質を通り出すための手
    段がバルブであり、このバルブが流出液端上表面に対し
    て排出口を上下に調整でき、この排出口を介して分離し
    た過剰量の生物体物質及び液の流速を選択的に増減させ
    得るものである請求項６の流動床リアクター装置。
  9. 【請求項９】 過剰量の生物体物質を取り出すための手
    段が分離カラム内に垂直に伸びる導管であり、この導管
    がその上端から下方に伸びるハッチを有する上端部を有
    し、このハッチが排出口を形成するものであり、導管の
    位置が流出液上表面に対してハッチを上下に垂直に調整
    できるものである請求項６の流動床リアクター装置。
  10. 【請求項１０】 過剰量の生物体物質をリアクターから
    取り出すための手段が、過剰量の生物体物質を固体粒子
    から分離するための手段を有し、この分離手段が分離カ
    ラムから固体粒子を取り出すための手段、この固体粒子
    から過剰量の生物体物質を分離するための手段、及び一
    部分離された固体粒子と分離した過剰量の生物体物質を
    分離カラムに直角に戻すための手段を含むものである請
    求項６の流動床リアクター装置。
  11. 【請求項１１】 液体を処理するためのリアクターとこ
    のリアクターに伸びる攪拌回路を有する攪拌装置からな
    り、リアクターが固体粒子とその表面に保持される物質
    を有する床からなるものであり、攪拌回路が流動床、攪
    拌回路に流動床から固体粒子を吸入するためのポンプ手
    段及び攬拌回路に入った固体粒子から余分の物質を分離
    するための調整手段と連通しているものでるリアクター
    装置。
  12. 【請求項１２】 攪拌回路に導入された固体粒子から過
    剰量の生物体物質を分離するための調整手段が調整可能
    な流れ圧縮手段を有する請求項１１のリアクター装置。
  13. 【請求項１３】 攪拌回路に導入された固体粒子から過
    剰量の生物体物質を分離するための調整手段がスロット
    リングバルブである請求項１２のリアクター装置。
  14. 【請求項１４】 リアクター装置がリアクター内に支持
    される円柱状分離カラム有し、この分離カラムは床上に
    伸び、攪拌回路は分離カラム中に下方に延びて、この攪
    拌装置が分離カラムと最初に分離されることなくリアク
    ターから取り出され得るものである請求項１１のリアク
    ター装置。
  15. 【請求項１５】 液体を処理するためのリアクターとこ
    のリアクターに伸びる攪拌回路を有する攪拌装置からな
    り、リアクターが同体粒子とその表面に保持される物質
    を有するものであり、攪拌回路が流動床、流動床から攪
    拌回路に固体粒子を吸入するためのポンプ手段及び攪拌
    回路に入った固体粒子から余分の物質が分離されるよう
    に分離を誘起させるための圧縮手段と連通するするもの
    であるリアクター装置。
  16. 【請求項１６】 流れ圧縮手段が攪拌回路の圧縮の程度
    を変化させ得る請求項１５のリアクター装置。
  17. 【請求項１７】 流れ圧縮手段がスロットリングバルブ
    である請求項１６のリアクター装置。
  18. 【請求項１８】 流れ圧縮手段が圧縮オリフィスである
    請求項１５のリアクター装置。
  19. 【請求項１９】 攪拌回路、ポンプ手段、及び流れ圧縮
    手段をリアクターに備えている請求項１５のリアクター
    装置。
  20. 【請求項２０】 リアクター装置がリアクター内に支待
    された円筒状分離カラムを有し、この分離カラムは床上
    に上方に延び、この分離カラム内に攪拌回路、流れ圧縮
    手段及びポンプ手段が含まれている請求項１９のリアク
    ター装置。
  21. 【請求項２１】 リアクター装置がリアクター内に支持
    される床上に上方に延びる円筒状分離カラムを有し、攪
    拌回路分離カラム内に下方に延び、攪拌装置は分離カラ
    ムから最初に分離されることなくリアクターから取りだ
    し得るように分離カラムと分離されている請求項１５の
    リアクター装置。
  22. 【請求項２２】 液体を処理するためのリアクター、こ
    のリアクターに支持される分離カラム及び固体粒子から
    余分な物質を分離するための手段からなり、リアクター
    が固体粒子とその上に保持される物質を有する床を有
    し、攪拌回路を含めて固体粒子から余分な物質を分離す
    るための手段、流動床に連通しこの分離カラム中に伸び
    る流動床吸入導管戻り回路及び固体粒子から余分な物質
    を分離するための吸入及び戻り回路の間の結合手段を有
    するリアクターに支持された攪拌回路、及びこの攪拌回
    路が分離されていて分離カラムと分離することなくリア
    クターから攪拌回路が分離されるものであるリアクター
    装置。
  23. 【請求項２３】 固体粒子から過剰量の生物体物質を分
    離する手段がポンプである請求項２２のリアクター装
    置。
  24. 【請求項２４】 ポンプが分離カラム内に位置している
    請求項２３のリアクター装置。
  25. 【請求項２５】 ポンプが分離カラムと同心的に位置す
    る請求項２４のリアクター装置。
  26. 【請求項２６】 固体粒子から過剰量の生物体物質を分
    離するための手段が分離カラム内に位置する流れ圧縮手
    段である請求項２２のリアクター装置。
  27. 【請求項２７】 攪拌回路が完全に分離カラム内に位置
    している請求項２２のリアクター装置。
  28. 【請求項２８】 分離カラムが底部部分とこの底部部分
    に受け入れられたその延長部分を有するものである請求
    項２２のリアクター装置。
  29. 【請求項２９】 固体粒子床とリアクタータンク内に管
    状分離カラムを有し、分離カラムは床上部のリアクター
    タンク中に形成される流出液上部に浸漬され、分離カラ
    ムは床上方に伸びていて、かつ分離カラムは上方部分と
    それより直径の小さい底部部分、底部部分の直径よりも
    もっと小さい直径の底部延長部及び上方から底部に向け
    て下方に収斂する中間部分を有するものである流動床リ
    アクターにおいて、分離カラムの底部延長部における上
    昇流の速度を分離カラムの外側のリアクタータンク内の
    上昇流速度よりも大きくすることによって床の一部分を
    分離カラム内に吸入し、分離カラムから余分の生物体物
    質を表面に保持する固体粒子を吸入し、分離カラムから
    吸入された固体粒子から余分の生物体物質を分離するこ
    とによってリアクタータンクから余分の生物体物質を除
    去し、リアクタータンクから余分の生物体物質を除去す
    る工程の間中、分離カラムの上昇液流速を分離カラムの
    底部延長部分の上昇流速が余分の生物体物質をのせた固
    体粒子の浮上速度よりも大きく、かつ分離された固体粒
    子の浮上速度よりも小さく、分離カラムの底部の流動床
    が流動化されるように、かつ分離カラムの上方部の上昇
    速度が余分の生物体物質を保持する固体粒子の浮上速度
    よりも小さくするものであることを特徴とする流動リア
    クターの固体粒子の過剰生物体物質の除去方法。
  30. 【請求項３０】 底部部分が水平断面積を有する通路を
    形成し、底部延長部分がこの底部分分によって形成され
    る通路の断面積の５０〜８５％の水平断面積を有する通
    路を形成する請求項２９の方法。
  31. 【請求項３１】 分離カラム中の上昇流速度を維持する
    工程が分離カラム底部の流動化速度を少くもリアクター
    内の流動化速度に等しく、最大でリアクターの流動化速
    度の１５０％に維持するものである請求項２９の方法。
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