JPH07241568A - 脱窒用物理的化学的スラッジを用いる水を精製するための方法と装置 - Google Patents

脱窒用物理的化学的スラッジを用いる水を精製するための方法と装置

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JPH07241568A
JPH07241568A JP16028594A JP16028594A JPH07241568A JP H07241568 A JPH07241568 A JP H07241568A JP 16028594 A JP16028594 A JP 16028594A JP 16028594 A JP16028594 A JP 16028594A JP H07241568 A JPH07241568 A JP H07241568A
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stirring
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Philippe Rey
レイ フィリップ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水から鉱物や有機物粒子、コロイド状物
質、窒素含有又は燐含有汚染物質を除去する経済的な水
処理方法及び装置を提供する。 【構成】 有機系汚染物質、サスペンション中の物質、
及び窒素含有汚染物質を含む未処理水を精製するための
方法であって、未処理水に凝結／凝集剤とニトレートを
含む希釈水とを加え、無酸素状態に維持した脱窒バクテ
リアを含む脱窒反応器を通過させ、次いで、粒状物質に
固定した硝化バクテリアを含む曝気状態に維持した硝化
反応器の中を上方に流して清浄化し、前記ニトレートを
含んで混合物を希釈する水を前記清浄化した硝化流出液
から取り出し、所定の攪拌状態と所定の薬剤の割合は、
粒状のフロックが前記脱窒バクテリアとともに前記スラ
ッジ床を構成するように選択し、脱窒反応器の中でスラ
ッジ床に対して行う攪拌は間欠的乱流であり、スラッジ
床に剪断を与えて脱ガスするに適する攪拌とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排水や飲料水から鉱物
や有機物粒子、サスペンションのコロイド状物質、窒素
含有又は燐含有汚染物質を除去するための処理に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、２種類の異なる水処理法があり、即ち、物理・化学
処理と生物処理である。物理・化学処理は、コロイド状
不純物粒子を結合してフロックを形成するための凝結を
生じさせるに適する化学薬品を使用し、次いで嵩張った
重い凝集体を採取する。凝結剤は加水分解し、別々の粒
子の形態で沈殿し、その構造は薬品の物理的化学的性質
に依存し、非常に大きい比表面積を有し、１０００ｍ2
／ｇの桁であることが多い。水の中で生じた乱流は、粒
子に有機物質やサスペンションの物質との相互作用を生
じさせ、それらの表面電荷を中和してそれらを吸収さ
せ、その成長によって後にフロック（即ち、後に目に見
える凝集体）がそれから生成する種粒子を構成するミク
ロフロックを生成する。次いでフロックを含む水をセパ
レーター反応器に輸送し、清浄化した流出液とこのフロ
ックで形成されたスラッジを別々に回収する。このよう
な物理・化学処理の特に高性能の例はフランス追加特許
公開明細書631021号に開示されており、長時間の凝結相
と薬剤の適切な濃度と適切な攪拌によって、コロイド状
物質を含むサスペンション中の物質の速い除去を可能に
する水の清浄化法を開示している。フロックは粒子の支
持体の上で成長するか浮遊状態であるかにより、固定又
は浮遊であることができる。スラッジからの流出液の分
離は凝結／凝集の直ぐ後に行うことができ、又は激しい
又は少ない程度の乱流が維持された中間段階でスラッジ
より分離することができる。
【０００３】凝結／凝集剤は広範囲に変えることがで
き、鉄塩（例、塩化第二鉄）、アルミニウム塩（特に、
クロライドとスルフェート）、及び他の金属塩を含み、
これらはポリマーと同等に良好である。水の中の有機汚
染物（Ｃ、通常はＢＯＤ（生物学的酸素要求量）、ＣＯ
Ｄ（化学的酸素要求量）、さらにＴＯＣ（全有機炭素）
で定義）、又は粒子状汚染物質（ＭＩＳ：サスペンショ
ン中の物質）を凝結／凝集するために所与の水に添加す
る薬剤の性質と量を決めるには各種の知られた方法があ
る。これらの方法の１つはジャーテストである。前記の
文献のフランス追加特許公開明細書631021号は、最小量
の薬剤を用いて所望の凝集を得るための凝結／凝集プロ
セスの条件に適合する方法を開示している（特に攪拌を
対象）。
【０００４】生物的処理はバクテリア（場合により「バ
イオマス」と総称）を使用し、バクテリアを使用しない
こともあり（「活性スラッジ」系）、又は固定バクテリ
アのこともある（バクテリアがその上に成長する粒状支
持体を含む反応器であり、フィルターを構成）。これら
のバクテリアは処理すべき水から栄養を取得する。実際
には、所与の種類の汚染物を低下させる能力により選択
した特定のバクテリア集団の成長を促進する過程が採用
される。
【０００５】生物的処理は、特に処理する水から窒素含
有汚染物を除去するために使用される。この汚染物は２
つの段階で除去され、２種の異なる科を用いる。液体の
アンモニア（実際はＮＨ4 + イオン）は独立栄養の硝化
バクテリアによって除去される。これらのバクテリアは
好気性培地中に保持される必要があり、このことは曝気
が必要であることを意味する。これらは注入された酸素
を用いてＮＨ4 + を酸化してニトリット（ＮＯ2 、ニト
ロソモナスバクテリア）を生成し、次いでニトレート
（ＮＯ3 、ニトロバクターバクテリア）を生成する。
【０００６】ニトレートは従属栄養脱窒バクテリアによ
って除去され、炭素含有基質を用い、遊離酸素が無い状
態で（培地は無酸素でなければならない）でバクテリア
はニトレートから酸素を取り、ガスの形態で窒素を放出
する。所与のバクテリア集団を保存することは、当然な
がら、特定の多数の操作パラメーター（曝気するしな
い、吸収することができる形態の適切な基質の供給）の
維持と、バクテリアに毒性の影響を有することがある全
ての現象を避け、さらに生物収率の低下の危険性とバク
テリアの中毒も避ける必要がある。このことが、水処理
局(agency)が生物的反応器の入口に重要な量で薬剤の注
入を行おうとすることを躊躇する理由である。
【０００７】窒素含有汚染物の生物的精製の公知で特に
有効なプロセスは、無酸素培地中に脱窒バクテリアを含
む脱窒反応器を通して処理すべき水を上方に流し、次い
で好気性培地中に硝化バクテリアを含む硝化反応器を通
し、第２反応器に残るかなりの割合の流出液を第１反応
器に入る前に処理すべき流出液と混合することによって
再循環する。したがって、脱窒バクテリアは、処理すべ
き流出液中の炭素含有汚染物によって構成される炭素含
有基質を用いて第２反応器からニトレートを分解する。
この場合にニトレートの除去を制限する生物的因子は、
実際にはバクテリアによって消化されることができる形
態の、処理すべき流出液の中に存在する炭素の量であ
る。
【０００８】この種類のプロセスは、フランス追加特許
公開明細書673618号に開示されている。この特許は好気
性培地と次いで非好気性（無酸素）培地中で硝化と脱窒
するためのプロセスを開示しており、予備沈降をしない
未処理の水を、高濃縮スラッジ床の形態の浮遊バイオマ
スを有する無酸素第１反応器を通って高い上昇速度で上
方に流す。第１反応器からの流出液を好気性の第２反応
器に移す。第２反応器からオーバーフローする処理水の
一部を第１反応器の底にリサイクルする。第１反応器の
入口での全流量（処理する水＋リサイクル水）は、好ま
しくは少なくとも３ｍ／ｈの上昇速度になるようにす
る。第１反応器の底に入る流れは、未処理流入液のサス
ペンション中の物質によって重くなった粒状のスラッジ
を生成する。第１反応器中のこのスラッジの濃度は、好
ましくは３０ｇ／ｌ〜１００ｇ／ｌである。第１反応器
の底での攪拌は分布を良好にし、窒素の泡が散逸するこ
とを可能にする。第１反応器の上部には板状（平行板）
の沈降タンクを備えることが有益である。未処理の水は
一般に予め篩にかけてサンドオイルを除去し（予備沈降
を全く必要としない場合を除く）、スラッジの沈降速度
を高める、例えばミョウバン、塩化第二鉄、ポリマーの
ような凝集剤を添加することができる。また、石灰を添
加し、カーボネートを生成し、燐を沈殿させることがで
きる。
【０００９】別な脱窒・硝化プロセスが EP-A-O522966
(TAMBO)に開示されており、燐を含むフロックを形成す
るための凝集過程、硝化した水の循環部分と混合する過
程、脱窒過程、固体分離過程、前記循環部分を取る出口
での硝化過程を提案している。ポリマー凝集剤を、例え
ば約０．１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ（０．１ｍｇ／ｌ〜２０
ｍｇ／ｌに等しい）の濃度で使用する。脱窒過程の前に
追加のポリマー凝集剤を添加することができる。
【００１０】粒状物質を含まない脱窒反応器の考えがA.
KLAPWJIC によって特に「表題：生物的下水処理の脱窒
過程における上昇流反応器の利用、著者：KLAPWJIC, JO
L とDONKER、Water Research Vol 13 の頁1009-1015 、
Pergammon Press Limited 1979」に記載されている。脱
窒バクテリアを含むスラッジと、間欠的に攪拌する（１
０分間隔で３秒間１２０ｒｐｍにて攪拌）小さな反応器
（１４．７リットル）を用いて実験を行っている。処理
すべき水は前もって沈降させており、上昇速度は０．１
２ｍ／ｈで、スラッジの質量濃度は３０ｇ／ｌであっ
た。
【００１１】本発明の目的は、有機系の窒素含有（燐含
有も含む）粒子状又はコロイド状（サスペンション中の
物質）汚染物を除去することであり、従来の水準を超え
る精製性能の水準を提供する。特に、本発明は都市又は
工業排水の処理に関係し（飲料水も含む）、Ｅ基準（Ｍ
ＩＳ＜３０ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ＜９０ｍｇ／ｌ、ＮＨ4 +
とＮＯ3 - の形態の窒素含有汚染物＜２０ｍｇ／ｌ）、
さらにＦ基準（ＭＩＳ＜１５ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ＜５０ｍ
ｇ／ｌ、ＮＨ4 + とＮＯ3 - の形態の窒素含有汚染物＜
１０ｍｇ／ｌ）、好ましくはＰＴ１基準（燐＜２ｍｇ／
ｌ）、さらにＰＴ２基準（燐＜１ｍｇ／ｌ）の性能の、
迅速、効率的、経済的であり、高額な規模の大きい装置
を必要としないプロセスを用いた水の精製に関係する。
【００１２】この目的のため、本発明は、特定の物理的
／化学的処理（充分な凝結／凝集）と特定の生物的処理
（第２過程で得られる硝化した水の中での希釈を伴う脱
窒）との組み合わせを開示する。水処理局が全てのこの
ような組み合わせを嫌ってきたのは次の理由のためであ
ることを強調しておく。即ち、 ・バクテリア及びバクテリア収率への物理的／化学的薬
剤の長期と短期の効果が未知か又は良くてもわずかだけ
理解されており、さらに薬剤及び／又は単離されていな
い分解生成物の間で有害な作用を有するといった負の相
乗作用（付随の毒性の危険性）があるかはなおさら未知
である。
【００１３】・バクテリアによって消化されることがで
き、したがって脱窒プロセスに必要な炭素（理論的にＢ
ＯＤの一部のみであり、ＣＯＤの一部のみである）は主
に可溶な形態であると論理的に考えられる。当然なが
ら、凝集は吸着によって水中で得られる可溶炭素量を減
らす傾向があり、したがって、消化することができる炭
素が自由にバクテリアに到達できることを妨げるであろ
う。したがって、論理的に考えて、物理的／化学的な凝
結／凝集処理は、バクテリアによって消化できる形態で
水中で得られる炭素量を減らすことができ、このため生
物的脱窒プロセスを少なくとも多少の程度で抑制する恐
れがある。ニトレートを分解するために炭素含有基質を
用い、ヘテロトロピックバクテリアを使用した生物的処
理の直ぐ前に、消化することができる炭素含有汚染物の
実質的に全てを除去する程度まで物理的／化学的処理を
構想することがありそうもないと思われてきた。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は、
有機系汚染物、サスペンション中の物質、及び窒素含有
汚染物を含む未処理水を精製するための方法であって、
この方法は、 ・所与の攪拌条件に供した前記未処理水に、所与の割合
の凝結／凝集剤と、少なくとも２／１の流量比で注入し
たニトレートを含む希釈水を加え、希薄な凝集した混合
物を形成し、 ・前記希薄な凝集した混合物を、脱窒バクテリアを含む
スラッジ床を経由して脱窒反応器に通し、攪拌と無酸素
条件下に供し、前記スラッジ床、この反応器からオーバ
ーフローする清浄化した脱窒流出液の膨張(expansion)
を維持するに充分な上昇速度で上方に流し、 ・前記清浄化した脱窒流出液は、好気性条件下に維持
し、粒状物質に固定した硝化バクテリアを含む硝化反応
器の中で上方に流動させ、清浄・硝化した流出液はこの
反応器のオーバーフローし、 ・前記清浄・硝化した流出液から混合物を希釈する前記
ニトレートを含む水を抜き出し、 ・所定の攪拌条件と所定の薬剤の比率は、濃い粒状のフ
ロックを構成する形態の未処理水に含まれるコロイド状
物質、前記脱窒用バクテリア、前記スラッジ床を含むサ
スペンション中の全ての物質を凝結するように選択し、 ・脱窒反応器中でスラッジ層に供する攪拌は乱流である
が断続であり、スラッジ床に剪断を与え、脱ガスをする
に適当ように攪拌時間よりも停止時間が実質的に長い。
【００１５】本発明は次の明らかな特徴を有する凝結／
凝集／沈降プロセスとして位置づけることができる： ・処理すべき水の有機系汚染物質を消費し、さらに沈降
領域の脱窒バクテリアをニトレートを含む水によって育
成し、 ・このニトレートを含む水は沈降領域の下流側の硝化領
域から導き、 ・凝集した水はスラッジを通って上方に流れ、 ・沈降領域を間欠的に攪拌する。
【００１６】上記のように、本発明は、構成の凝結／凝
集プロセスの範囲と、脱窒スラッジの間欠的攪拌によっ
てフランス追加特許公開明細書673628号(OTV) 又はＥＰ
Ｏ特許出願公開明細書0522966 号と区別される。第１の
識別できる特徴に関して、フランス追加特許公開明細書
673628号とＥＰＯ特許出願公開明細書0522966 号は脱窒
バクテリアを含むスラッジ床を通過させることも意図し
て水中に薬剤を注入することを開示しているが、その技
術の関係者は、消化できる形態のバクテリアが取得でき
る炭素の許容量を過度に減らさないように、この薬剤の
注入を制限することを論理的に義務づけており、当該技
術の関係者は、薬剤の量を、フロックの重さを増やすに
必要な量とバクテリアが取得できる充分な炭素を維持す
る量との間で妥協するように考えることを論理的に義務
づけられていた。
【００１７】本発明者らは、驚くべきことに、この概念
は実体がなく、全ての予想に反してバクテリアによって
消化することができる炭素は、その凝結とフロックの中
に取り込まれることによって効果がなくならないことを
見いだした。言い換えると、本発明者らは、最初に未処
理水に含まれるバクテリアが消化することができる炭素
（即ち、生分解性）は、完全な凝結／凝集の後にも取得
できることが継続することを見いだした。
【００１８】本明細書において「完全な凝結／凝集」と
は、コロイド状物質を含む流出液に含まれるサスペンシ
ョン中の全物質をできるだけ完全に除去するに適する薬
剤濃度と攪拌条件で行った凝結／凝集を意味する。この
ような完全な凝結／凝集の典型的な例は、上記のフラン
ス追加特許公開明細書631021号に記載の長時間の凝結プ
ロセスである。
【００１９】次の方法は、ジャーテストと称される実験
室的テストによって凝結剤の正確な濃度を決めるための
地上水処理における日常的な作業であり、所定の容量の
凝結ジャー（典型的には１リットル）と所定の攪拌条件
（典型的には１２０ｒｐｍ）によって行い、最も低いあ
り得る濁り度（コロイド含有率）を生成する濃度を特定
するために処理すべき水を代表する水に種々の濃度の薬
剤を加える。この完全な凝結プロセスは排水の場合には
それ程多くは使用されていない（このことはフランス追
加特許公開明細書631021号の新規な特徴の１つであ
る）。
【００２０】本発明が脱窒反応器において使用するバイ
オマスを含むスラッジは、フランス追加特許公開明細書
673628号やＥＰＯ特許出願公開明細書0522966 号のスラ
ッジと比較して次の点で異なることを理解することが重
要である。即ち、密集して詰まった架橋フロックが形成
しており（平均サイズは典型的に３〜５ｍｍ未満）、適
切な凝結が必要であり（典型的に低濃度の薬剤であり、
普通の攪拌条件で約２０ｍｇ／ｌ未満のことが多く、フ
ランス追加特許公開明細書631021号の長時間の凝結と異
なる）、結合の弱い凝集の乏しい、場合により繊維状の
フロックを生成し、そのフロックは嵩張って密でなく、
攪拌が高い剪断を生じるならばサスペンション中の物質
の一部を特にコロイド状で放出することができる。
【００２１】均一な分布の高い乱流によって好適に発生
した密集した架橋フロック（フランス追加特許公開明細
書631021号の開示）は、その強度と化学的構成により、
速い攪拌の場合でもコロイドの有意な遊離がないことを
保証し、スラッジ層を出た水質の悪化を防ぐ。したがっ
て、このようなフロックは、ニトレートを分解するバク
テリアによって発生した窒素の泡を排気するためにスラ
ッジを脱ガスするに適する攪拌条件に、コロイドを遊離
することなく耐えることができる。
【００２２】言い換えると、本発明の新規な特徴の１つ
は、密集した架橋フロックを生成する完全な凝結／凝集
が、脱ガスに必要な唐突的な(brusque) 攪拌相によるコ
ロイドの引き離しに抵抗しながら、バクテリアによって
消化することができる形態の炭素含有汚染物質を残して
いることに由来する。コロイドの吸着は不可逆であるよ
うに思われ、この不可逆性が生じる境があるように思わ
れる。
【００２３】１つの仮説は、サスペンション（コロイ
ド）中の最も小さい物質の不可逆的吸着を生じさせるの
はフロック中の水酸化第二鉄（或いはサスペンション中
の物質に含まれる）の量であり、当然ながらこの吸着は
前記フロック（小さくて粒状）の比表面積にも依存し、
このパラメーターはフロックが生成してスラッジが微細
に保たれる大きい又は小さい乱流に関係する。
【００２４】コロイドの遊離は脱窒反応器を出る水を悪
化させることがあり、従属栄養バクテリアの硝化反応器
への有意な漏れを生じ、その短い集団倍加時間（約０．
５時間）が、長い集団倍加時間（約２０時間）を有する
独立栄養硝化バクテリアの成長と消化速度を阻害するこ
とがある。凝結又は凝集剤の濃度は本質的に未処理水の
汚染物質含有率に依存し、本発明によると、未処理排水
の場合、一般に３０ｍｇ／ｍ3 〜１００ｍｇ／ｍ3 の範
囲のＦｅＣｌ3 である。
【００２５】本発明の意味における密集した粒状のフロ
ックは、例えはジャーテストによって識別することがで
き、そのスラッジのサンプル（１２０ｒｐｍで攪拌した
約１リットルのスラッジ）が数分〜約１５分の間に沈降
する。したがって、本発明において使用するバイオマス
を含むスラッジの物理的／化学的性質は、サスペンショ
ン中のコロイドを除去しない限られた部分的な凝結／凝
集から得られたスラッジとは基本的に異なる。
【００２６】上記のように、間欠の唐突的な攪拌の方針
はKALPWJICによって既に提案されているが、そのような
攪拌の目的に説明がなく、記載の数値は非常に高い周囲
速度（直径２０ｃｍの反応器中で１．５ｍ／秒）であ
り、コロイドしたがってバクテリアとさらにはフロック
のかなりの遊離なしに脱ガスすることは不可能と思われ
る。その結果、KALPWJICは非常に遅い上昇速度（０．１
２ｍ／ｈ）と予備沈降を用いた（スラッジの構成がフラ
ンス追加特許公開明細書673628号(OTV) やＥＰＯ特許出
願公開明細書0522966 号(TAMBO) の記載とは大きくこと
なる）実験室的テスト（工業的スケールを外挿すること
は難しい）のみを記載しており、当業者にフランス追加
特許公開明細書673628号の開示事項と組み合わせて、こ
の攪拌様式で何を生じることができるかを理解すること
は困難である。
【００２７】本発明にしたがうと、間欠の唐突的な攪拌
の目的は、短時間に適用して強力で短い範囲（数ｃｍ）
の乱流を発生させ、スラッジ層から逃散して脱窒反応器
まで同伴されることができる粒状物（コロイド又はサス
ペンション中の物質）を遊離することなく、スラッジ床
を形成するフロック（上記のように、完全な凝結／凝集
によって得られる）に剪断を与え、スラッジの肥大化を
防ぎ、又はスラッジの破壊も行うことであり、このため
窒素の泡の飛散とフロックサイズの安定性が良好であ
る。
【００２８】この安定化は、本発明がスラッジ層をフィ
ルターとして使用するといった点において重要な側面で
あり（機械的及び吸着によってコロイドを引き止めるに
適する）、したがって、このフィルターの性能を一定に
維持するために有益である。攪拌頻度を適切に選択して
窒素の泡の最大サイズを制御することは、フロックを浮
かせるに充分な大きさになる前に泡が放出されることを
保証する利点がある。
【００２９】硝化反応器が３層流動床であることが特に
有益である（水、固定バイオマス、空気又は酸素の
泡）。このことは、フィルターを使用する場合と比較し
たコンパクトなサイズの中で本発明の連続的な使用を可
能にし、フィルターの洗浄や（設備の定常運転を止め
る）大量の水、即ち洗浄を行うための良質な水を大量に
貯蔵する必要がない。硝化バクテリアを固定する粒状物
質は具体的には微細な砂であり、典型的な平均サイズは
１００μｍ〜１０００μｍである。２００μｍ〜５００
μｍが充分に許容できる流動床を形成することが見いだ
されている。約３００μｍのサイズを用いて特定の実験
を行ってきた。ここで、硝化反応器は生物的フィルター
であることもできる。
【００３０】本発明の好ましい態様にしたがうと、構成
のいくつかを次のように組み合わせることができる。 ・間欠的乱流の攪拌は、１〜１０秒の乱流攪拌時間の間
に０．５〜６分の間隔を設けて行い、 ・各々の攪拌は、回転軸から１ｍの距離で少なくとも
０．３ｍ／秒の周囲速度を有する鋭いエッジを有する攪
拌機の回転によって形成し、 ・攪拌はスラッジ層の間欠的ポンプ輸送によっても行
い、 ・この場合、ポンプ輸送はポンプ部材に対して固定した
機械的障害物をくぐるスラッジ層の内部循環を強制する
に適しており、 ・前記機械的障害物は格子又はバーであり、 ・スラッジは、運転中のスラッジ床の生物的活性高さを
一定に保つように脱窒反応器から抜き出し、 ・運転中の前記スラッジ床の高さは、スラッジ床の上面
がオーバーフロー水位の平均で少なくとも０．０３ｍよ
り下に留まるようにし、 ・脱窒反応器の底部からスラッジを抜き出し、及び／又
は ・脱窒反応器の膨張スラッジの活性領域の上部からスラ
ッジを抜き出し、 ・脱窒反応器は上側部分に例えば板状（平行な板）アセ
ンブリーのセパレーターを含み、 ・希釈した混合物を、スラッジ層を通って少なくとも１
ｍ上の高さまで強いて運び、 ・セパレーター部材をスラッジ床の中に配置して、前記
スラッジ層を間欠乱流攪拌に供される上側区分層と、攪
拌されない底部区分層に分け、混合物はこれらの区分層
の間に入れ、 ・凝結によって選択した所定の攪拌条件が接触領域内の
均一な乱流を引き起こし、 ・薬剤の所定の割合は３０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌで
あり、 ・薬剤は鉄とアルミニウムの塩、合成ポリマーを含むグ
ループから選択し、 ・希釈水は薬剤を添加して作用させた後に添加し、 ・希釈水と未処理水の流量比は２／１〜８／１である。
【００３１】さらに本発明は、この方法を実施するため
に、有機系汚染物質、サスペンション中の物質、窒素含
有汚染物質を含む未処理水を精製するための装置を提案
するものであり、次のように構成され、 ・未処理水の入口、薬剤入口、攪拌手段、希釈水入口、
一次配管に接続する出口を有する第１領域、 ・脱窒バクテリアを含むスラッジ床を底部に含み、一次
配管に接続した入口を底部有し、スラッジ攪拌手段、ス
ラッジ抜き出し出口を含み、清浄化した流出液の出口を
上部に有する第１反応器、 ・硝化バクテリアを含む浸漬して曝気した粒状物質を含
み、二次配管によって清浄化した前記流出液の出口に接
続した入口、酸素を注入するための酸素入口、処理水取
り出しラインに接続した上部の出口を有する第２反応
器、 ・前記取り出しラインと第１領域の希釈水入口の間を接
続する循環ライン、ここで、 ・第１反応器のスラッジ床は、密な粒状の物理的／化学
的フロックと浮遊脱窒バクテリアの形態であり、 ・第１反応器のスラッジ攪拌手段は、攪拌時間の間に攪
拌時間よりもかなり長い間隔で間欠的に運転する。
【００３２】本発明の別な態様にしたがうと、構成のい
くつかを次のように組み合わせることができる。 ・第２反応器は水、固定硝化バクテリア、注入酸素を含
む３相流動床であり、 ・硝化バクテリアを運ぶ粒状物質は砂であり、 ・硝化バクテリアは平均粒子サイズが１１０μｍ〜１０
００μｍの砂に固定され、 ・砂の平均粒子サイズは２００μｍ〜５００μｍであ
り、 ・砂の平均粒子サイズは約３００μｍであり、 ・第１反応器のスラッジ床は３ｇ／ｌ〜２０ｇ／ｌの濃
度を有し、 ・運転中に第１反応器のスラッジ床の上面の高さをほぼ
一定に保つためのレベル制御手段を提供し、 ・運転中の第１反応器のスラッジ床の上面のレベルは清
浄化水出口の少なくとも０．３ｍ下に保ち、 ・第１反応器の入口は運転中のスラッジ床の上面のレベ
ルの少なくとも１ｍ下であり、 ・第１反応器はスラッジ床の内側に、攪拌手段の下のセ
パレーター部材と、一次配管に接続した入口を有し、 ・第１反応器の攪拌手段の間欠運転は、１秒〜１０秒の
攪拌手段の運転と０．５分〜６分の停止を含み、 ・第１反応器の攪拌手段は、運転中はスラッジ床の中に
浸した鋭いエッジを備えた可動部分を有する回転シャフ
トを含み、 ・可動部分は鋭いエッジを備えた間隔が２ｃｍ〜２０ｃ
ｍのバーを有し、この間隔は一定又は回転軸から周囲の
方へ増加し、 ・可動部分は軸から１ｍの箇所で少なくとも０．３ｍ／
秒の周囲速度を有し、 ・攪拌手段は運転中にスラッジ層に沈めたポンプ部材を
含み、 ・攪拌手段は、ポンプ手段に対して静置し、攪拌したス
ラッジをせき止めるような仕方でスラッジ床の中に配置
した障害物を含み、 ・機械的障害物は格子又はバーであり、 ・希釈水の入口は第１領域の下流にあり、 ・第１領域は、各々が水入口、水出口、攪拌機、薬剤入
口を有する連続して接続したチャンバーを含み、各々の
機械的攪拌機は、その歯が実質的に同じレイノルズ数を
有する櫛を備えた薄いパドルを含み、 ・第１反応器は上部にセパレーターを有する。
【００３３】本発明の目的と特徴は、以降の非限定的な
例の説明と添付の図面から明らかになるであろう。
【００３４】
【実施例】図１は本発明による精製プロセスの過程を示
す流れ図であり、図２はこのプロセスを実施するための
装置の１つの態様を示す。この方法は有機系汚染物質、
コロイド、サスペンション中の物質、窒素含有汚染物質
を含む未処理水を出発とする。この未処理水は大きな粒
子を除くための予備処理に供することができる。
【００３５】次いでこの未処理水は一連の凝結／凝集過
程Ａ、脱窒過程Ｂ、硝化過程Ｃに供する。この方法は、
処理水の一部を過程Ａの希釈水として使用する処理水の
流れを形成する。示した例において、希釈水は過程Ａの
出口に注入する。或いは破線で示すように、過程Ａの入
口に注入することもできる。
【００３６】希釈比（希釈流量／未処理水流量）の比は
典型的に２〜８である。凝結／凝集の目的はフロックの
中に全ての粒子とコロイド状汚染物質を濃縮することで
あり、付随的な結果として溶けた汚染物質の一部がフロ
ックの中に吸着される。凝結／凝集は例えばフランス追
加特許公開明細書631021号の開示にしたがって行う。よ
り詳しくは、ライン１によって供給された未処理水は複
数の接触チャンバー（この例ではチャンバー２Ａ、２
Ｂ、２Ｃ）を通って循環し、チャンバーの中に凝結／凝
集剤を注入し、その中は出来るだけ強い乱流を維持す
る。上記のように、この操作は水（フロックを含む）に
希釈水を混合した後が好ましい。
【００３７】種々のチャンバーは駆動装置５によって回
転する攪拌機４Ａ、４Ｂ、４Ｃを有する。薬剤は分配ラ
イン６を経由して接触チャンバーに供給する。凝結剤の
全投与量を最初のチャンバー２Ａに注入することが有利
である。注入する薬剤の全投与量はジャーテストによ
り、例えばフランス追加特許公開明細書631021号の教示
にしたがって修正した結果を用いて求める。
【００３８】理論的にはこの全投与量は３０ｍｇ／ｌ〜
１００ｍｇ／ｌであり、言い換えれば、例えばＥＰＯ52
2966特許出願公開明細書に開示の投与量よりもかなり多
い。薬剤は、具体的には、鉄又はアルミニウムの塩、合
成ポリマーの群より選択する。攪拌条件は処理すべき水
の量に適するように選択し、各々のチャンバー２Ａ〜２
Ｃの中で２分間以内の滞留時間の一致とすることが有益
である。
【００３９】乱流を発生させることが好ましく、定量的
には処理すべき水の約０．７Ｗｈ／ｍ3 を各々のチャン
バーの中に噴出して行うこともできる。好ましくは、乱
流は各々の３つのチャンバーで同等であり、フランス追
加特許公開明細書631021号の教示にしたがって、歯状の
可動部材によって好適に発生させる。
【００４０】上記のチャンバーの攪拌機の１つである例
えばチャンバー２Ａの攪拌機を図３に示す。櫛を備えた
可動部材41を、回転するシャフト40に取り付ける。より
詳しくは、櫛の歯42は同じレイノルズ数を有する。この
目的のため、歯は、可動部材の中央から周囲の方向に減
少する、シャフトに平行な寸法を有する。過程Ａの出口
で得られた希釈混合物は、無酸素に保った（遊離酸素は
注入しない）反応器７を通って上方に輸送し、脱窒バク
テリア（典型的にヘテロトロピック種のバクテリア）を
含むスラッジ８の層を通過させる。反応器７は上部に板
状の沈降タンク９を含むことが有益である。清浄化した
脱窒水は反応器７からオーバーフローする。
【００４１】上昇速度（典型的に３ｍ／ｈ以上）はスラ
ッジ床（又は希釈水が通過する少なくともその部分）を
拡がり状態に保つに充分である。スラッジ層の中に、唐
突であるが断続の攪拌をスラッジ８の層の中に発生させ
るに適する断続装置11によって制御した攪拌部材10があ
り、スラッジの床を生成するフロックに周期的な剪断を
与える。
【００４２】好ましくは、この攪拌は約１秒〜１０秒の
攪拌持続時間の間に、約０．５分〜５分又は６分の間隔
を含む。乱流は鋭いエッジを有する縞のある門の形態
（この例では縦のバー）の可動部材の回転によって生じ
させる。回転する機械式攪拌機を有するこの例において
（上記の間欠式）、回転速度は少なくとも５ｒｐｍであ
り、即ち攪拌軸から１ｍの距離で少なくとも０．３０ｍ
／ｈの速度である。
【００４３】図１と図２は機械的攪拌機10を示し、実質
的に同一平面上にあって水平な横梁10C でシャフト10A
に固定された縦のバー10B を含む。図４は別な攪拌機1
0' を示し、シャフト10'Aは、五の目型の配置で水平な
横梁10'Cに固定した１列でなく２列の縦バー10'Bを保持
する。縦バーは少なくともスラッジの中で回転するよう
に設計した部分に鋭いエッジを有し、低い前進率(drag
coefficient)( 非常に制限された軌跡作用）で最大限に
スラッジを剪断するようにする。
【００４４】図５〜図１２はこれらのバーの種々の横断
面を示し（これらの断面に限定されない）、矢印はバー
を通り過ぎるスラッジの方向を示す。図５のバー105 は
正方形の横断面を有し、図６のバー106 はスラッジの強
いられた流れに平行に伸びた長方形の横断面を有し、図
８のバー108 は背部に頂点を有する三角形の横断面を有
し、図９のバー109 は前面に大きい側面を有する台形の
横断面を有し、バー110 は前面が平らで背面が丸い横断
面を有し、バー111 は前面と背面が平らなディアボロの
形状の横断面を有し、図１２のバー112 は２つの台形が
短い辺で一緒に接合した形状の横断面を有する。
【００４５】バーの間隔はこの例では実質的に一定であ
る。別な態様として、軸から周囲にの方に間隔を増やす
こともできる。５ｃｍ〜１５ｃｍが適切であり、バーの
横の寸法（スラッジの強いられた流れに垂直）は典型的
に０．５ｃｍ〜２ｃｍであり、好ましくはバーの間隔の
１／１０〜１／３０である。バーは実際的には１００ｃ
ｍ〜１５０ｃｍの活性な縦の寸法を有する（即ち、フロ
ックに剪断を与えることができる鋭いエッジ）。複数の
可動部材を有する攪拌機の可動部材の縦の寸法も同様で
ある。
【００４６】反応器が四角い横断面を有する場合、可動
部材の全体の横の寸法は、好ましくはこの四角い横断面
の側面の長さの９０〜９９％である。攪拌機の可動部材
の活性部分の上面は、好ましくは運転中のスラッジ層の
平均レベルの５ｃｍ〜３０ｃｍ下である。スラッジ層の
レベルは上昇する流量とともに明らかに変化する。
【００４７】図１３に示す態様において、スラッジが再
循環するように、床の内側のスラッジをポンプで移動す
ることによって間欠的な攪拌を形成する。ポンプ52によ
って行うポンプ輸送は、好ましくはポンプに対して固定
したポンプ輸送するスラッジの流れの中に配置したバー
や邪魔板のような部材52を通ってスラッジを循環させ
る。
【００４８】過剰なスラッジはライン12から取り出す。
この抜き出しは抜き取りポンプ14を制御するレベルセン
サー13を用いて好適に調節し、又は脱窒反応器の底のシ
ュートの底に配置した重力によって操作する簡単なパー
ジバルブ（図示せず）でもよい。このレベルは、スラッ
ジ層の上面が板状沈降タンク９（存在するならば）より
平均で１０ｃｍ〜１００ｃｍ下に維持されるように選択
する。また、このレベルは、減少させるべきニトレート
の量に依存してスラッジ層を通って或る距離まで過程Ａ
からの混合物が進むように選択し、実際には少なくとも
１ｍである。
【００４９】この例において、過剰のスラッジは反応器
の底から抜き出す（通常はシュートの形状であり、実際
は所望により普通のスクレーパーを用意する）。図１に
示すように、過剰スラッジの抜き出しは通常はスラッジ
床の上部のスラッジトラップ60によって行う。図１４に
示す態様において、板状の沈降タンクのようなセパレー
ター部材71をスラッジ層の中に配置し、スラッジ層を、
攪拌した上部領域（バー72の攪拌機による）と静かな(c
almer)低濃度スラッジ領域とに分離するように改造す
る。次いで混合物を、例えば分配ライン73を用いてセパ
レーター部材の直ぐ上に供給する。上部領域／低部領域
の高さの比は好ましくは０．３〜３．０である。
【００５０】スラッジ床の中のＭＩＳの平均濃度は２ｇ
／ｌ〜１０ｇ／ｌであり、このスラッジは次のものを含
む： ・バイオマスを構成するフリーバクテリアのコロニー
（生又は死） ・物理的／化学的フロック（サスペンション中のハイド
ロオキサイド＋無機物質）。
【００５１】清浄化した流出液は板状沈降タンク９を出
て（単に、何らかの一時的理由によって運転中のスラッ
ジ床を離れる粒状物に注意する）、流量は未処理水と希
釈水の流量の合計に等しく、したがって未処理水だけの
流量よりもかなり多い。清浄化した流出液はライン20に
よって、粒状支持体（例えば砂）に固定された硝化バク
テリア26（特に、ニトロバクターとニトロソマス）を含
む反応器21の底に運ぶ。バクテリアの存在と浄化活性は
遊離酸素の注入、具体的には普通の方法でライン22を通
る空気又は酸素で促進する。
【００５２】第１反応器21の上部には第２セパレーター
23があり、その上を硝化した水がオーバーフローし、こ
の水の多くはライン24を経て過程Ａへの希釈水として供
給する。残りの未処理水と同じ流量の水は処理水として
ライン25を通して取り出す。この例において、セパレー
ター23は収斂する上側エッジを有する公知のチャンネル
の形態であり、そこから短い距離にそらせ板23A があ
り、それによってオーバーフローによって回収した箇所
の水を静止させ、水又は脱窒バクテリアの質を低下させ
ることがある酸素又は空気の泡による粒状物の同伴を生
じさせることがある全ての攪拌的流れを止める。
【００５３】第２反応器は機械的攪拌手段を全く有しな
い。第２反応器は、好ましくは３相の流動床であり、曝
気した可動粒状物質に固定した硝化バクテリアを含む。
粒状物質は平均粒子径が１００μｍ〜１０００μｍの砂
が有利であり、好ましくは２００μｍ〜５００μｍであ
り、この実験には３００μｍの粒子を選択した。この選
択の長所は下記のように現れた。
【００５４】別な態様において、第２反応器は非移動性
の粒状物質に固定した硝化バクテリアを含む生物的フィ
ルターである。図２の例において、硝化用第２反応器は
長い長方形の形状であり、第１反応器の１つの側面にそ
って配置してある。ライン20で運ばれた清浄化水は反応
器の縦の２つの側面の底部にそって注入し、トラフ23に
よって上部で回収する。
【００５５】図２において、ライン27は、出口トラフ23
と硝化装置の底部供給の間の内部循環を図で示したもの
であり、バクテリアを固定した粒状物質の膨張に寄与す
る。平均流量が例えば２０８ｍ3 ／ｈの未処理水は次の
ものを含んだ。 ・ＣＯＤ：４５０ｇ／ｍ3 ・ＢＯＤ：２２０ｇ／ｍ3 ・ＭＩＳ：２００ｇ／ｍ3 ・窒素含有汚染物質：７０ｇ／ｍ3 ＮＴＫ(Nitrogen To
tal KJEDAL: 総窒素ケルダール） 次のように条件を選択した。
【００５６】・薬剤：ＦｅＣｌ3 ・薬剤の比率：５０ｇ／ｍ3 ・循環割合：３００％ ・チャンバー２Ａ〜２Ｃの体積：７ｍ3 ・脱窒反応器の横断面積：１８０ｍ2 ・脱窒反応器の高さ：約４．５ｍ ・希釈凝集水の上昇速度：３．５ｍ／ｈ ・スラッジの高さ：１．３ｍ ・スラッジの濃度：４〜６ｋｇ／ｍ3 ・第２反応器の横断面積：７０ｍ2 ・脱窒反応器の高さ：約４．５ｍ 表１は、特別な用心をせずに、最初に適度な薬剤注入の
後の脱窒反応器（図１の相Ｂ）の入口と出口の水の分析
結果を示し、次に、完全な凝結を達成するために上記に
示した攪拌条件に見合う大量の注入での分析結果を示
す。
【００５７】また、表１は硝化過程Ｃの出口の水の分析
結果を示す。表は本発明で提案する物理的／化学的処理
（多量の薬剤の添加と完全な凝結を達成するに適する条
件下）と、脱窒スラッジ床（及び脱窒のための付加的な
ＣＯＤ消費とコロイド状物質の吸着）を通る水の循環を
組み合わせは、循環した場合に脱窒反応器の出口の水質
を、主な供給からの水を用いて循環を行ったとほぼ同等
に良好な未処理水の希釈を行ったような水質にする。し
たがって、最終的に硝化反応器に入るデカント・脱窒し
た水質は、硝化反応器が物質の洗浄や再生を必要としな
い流動床であることができ、設備が非常に簡単であるこ
とを意味する。流動床の生物的収率は排水の普通の処理
で得られるよりもかなり高い（排水を処理するために一
般に使用する反応器の約１．５倍）。
【００５８】本発明は２つの反応器で高い設備能力を提
供し（デカンター・脱窒機と３相の流動床）、高い水準
の浄化を達成することを満たす。フィルター床や固定粒
状物質を用いる硝化反応器の場合に洗浄に必要な処理水
を貯蔵する、又はこのようなフィルターの洗浄によって
生じる汚れた水を中間的に貯蔵するといった補助設備は
必要でない。
【００５９】前記の例は非限定的な例があり、当業者で
あれば本発明の範囲から外れずに多くの変化を加え得る
ことは言うまでもない。例えば、凝集を脱窒反応器中で
行うことができ（何らかの適切な仕方でスラッジ床から
離す）、この反応器の入口パイプで行うこともできる。
攪拌速度と攪拌時間、その間隔は運転中に変えることも
できる。
【００６０】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい態様における未処理水の精製
過程を示す機能ブロック流れ図である。
【図２】本発明を実施するための精製装置の略図的透視
図である。
【図３】凝結／凝集過程で使用するに適する櫛型攪拌機
の側面図である。
【図４】生物的脱窒反応器の使用するに適する攪拌機の
底面図である。
【図５】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断面
図である。
【図６】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断面
図である。
【図７】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断面
図である。
【図８】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断面
図である。
【図９】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断面
図である。
【図１０】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断
面図である。
【図１１】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断
面図である。
【図１２】図４の攪拌機の垂直棒の種々の態様の水平断
面図である。
【図１３】内部ポンプで作動する攪拌装置を有する別な
脱窒反応器の底部を示す。
【図１４】攪拌部分の下のスラッジの濃縮領域を含む別
な脱窒反応器の下側部分を示す。
【符号の説明】
２Ａ…チャンバー ４Ａ…攪拌機 ５…駆動装置 ７…第１反応器 ８…スラッジ ９…沈降タンク ２１…第２反応器 １０５…バー
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 3/06 ＺＡＢ 3/10 ＺＡＢ Ａ 3/34 １０１ Ｄ (72)発明者 フランク ロガーラ フランス国，75018 パリ，リュ デュエ スム，94

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機系汚染物質、サスペンション中の物
    質、及び窒素含有汚染物質を含む未処理水を精製するた
    めの方法であって、次の過程を含んでなる方法であり： ・所定の攪拌条件に供した前記未処理水に、所定の割合
    の凝結／凝集剤と、ニトレートを含む希釈水を少なくと
    も２／１の流量比として加え、希釈凝集混合物を形成
    し、 ・前記希釈凝集混合物を、攪拌しながら無酸素状態に維
    持した脱窒バクテリアを含むスラッジ床(8) を通って脱
    窒反応器(B) を通過させ、前記スラッジ床の膨張(expan
    sion) を維持するに充分な上昇速度でその中を上方に流
    し、この反応器からオーバーフローする脱窒流出液を清
    浄化し、 ・前記清浄化した脱窒流出液を、粒状物質に固定した硝
    化バクテリア(26)を含む曝気状態に維持した硝化反応器
    (C) の中を上方に流し、この反応器からオーバーフロー
    する硝化流出液を清浄化し、 ・前記ニトレートを含んで混合物を希釈する水を、前記
    清浄化した硝化流出液(24)から取り出す方法であって、 さらに次の特徴を有する方法： ・所定の攪拌状態と所定の薬剤の割合は、未処理水に含
    まれるコロイド状物質を含むサスペンション中の全物質
    を濃縮して凝結し、粒状のフロックが前記脱窒バクテリ
    アとともに前記スラッジ床を構成するように選択し、 ・脱窒反応器の中でスラッジ床に対して行う攪拌は間欠
    的乱流であり、スラッジ床に剪断を与えて脱ガスするに
    適するように攪拌時間よりも実質的にその間の停止時間
    が長い攪拌である。
  2. 【請求項２】 硝化反応器(21)が水、固定硝化バクテリ
    ア、及び注入酸素を含む３相流動床である請求項１に記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 硝化バクテリアを運ぶ粒状物質が砂であ
    る請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 硝化バクテリアを、１００μｍ〜１００
    ０μｍの平均粒子サイズを有する砂に固定した請求項２
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 砂の平均粒子径が２００μｍ〜５００μ
    ｍである請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 砂の平均粒子径が約３００μｍである請
    求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 硝化反応器が生物的フィルターである請
    求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 間欠的乱流を、１秒〜１０秒の乱流攪拌
    の間に０．５分〜６分の間隔を設けて行う請求項１〜７
    のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 回転軸から１ｍの位置で少なくとも０．
    ３ｍ／秒の周囲速度を有する鋭いエッジ(10,105-115)を
    備えた攪拌機を回転させることによって各々の攪拌相を
    形成する請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 スラッジ層の中のポンプ(51)を間欠的
    に作動させることによって攪拌を行う請求項８に記載の
    方法。
  11. 【請求項１１】 前記ポンプは、ポンプ手段に対して定
    置の機械的障害物(52)を通り抜けてスラッジ層の内部循
    環を強制させるに適する請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記機械的障害物(52)が格子又はバー
    である請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 運転中のスラッジ床の生物的活性高さ
    を一定に維持するように脱窒反応器からスラッジを抜き
    出す請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 運転中のスラッジ床の前記高さとし
    て、スラッジ床の上面が平均でオーバーフローレベルの
    少なくとも０．０３ｍより下にある請求項１３に記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】 スラッジを脱窒反応器(7) の底部から
    抜き出す請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 脱窒反応器の膨張スラッジの活性領域
    の上部(60)からスラッジを抜き出す請求項１２又は請求
    項１４に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 脱窒反応器がその上側部分にセパレー
    ター(9) を含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載の
    方法。
  18. 【請求項１８】 希釈混合物をスラッジ層の少なくとも
    １ｍより上の高さまで強制的に流通させる請求項１〜１
    ７のいずれか１項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 間欠的攪拌の乱流に供された上部区分
    層と攪拌されない底部区分層の中で前記スラッジ層を分
    離するようにセパレーター部材(71)をスラッジ床の中に
    配置し、混合物をこれらの区分層の間の脱窒反応器の中
    に入れる請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 凝結によって選んだ所定の攪拌条件が
    接触領域において実質的に均一な乱流を形成する請求項
    １〜１９のいずれか１項に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記薬剤の所定割合が３０ｍｇ／リッ
    トル〜１００ｍｇ／リットルである請求項１〜２０のい
    ずれか１項に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 薬剤が鉄塩、アルミニウム塩、及び合
    成ポリマーからなる群に含まれる請求項１〜２１のいず
    れか１項に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 薬剤を添加し、作用させた後に希釈水
    を加える請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 希釈水と未処理水の流量比が２／１〜
    ８／１である請求項１〜２３のいずれか１項に記載の方
    法。
  25. 【請求項２５】 有機系汚染物質、サスペンション中の
    物質、及び窒素含有汚染物質を含む未処理水の精製装置
    であって、次の構成要素を含んでなる装置であり： ・未処理水入口、薬剤入口、攪拌手段(4A,4B,4C)、希釈
    水入口(24)、及び一次配管に接続した出口を有する第１
    領域(A) 、 ・底部に脱窒バクテリアを含有するスラッジ床を含み、
    底部に一次配管に接続した入口、スラッジ攪拌手段(1
    0)、及びスラッジ抜き出し出口(12)を有し、さらに上部
    に清浄化した流出液の出口を含む第１反応器(B,7) 、 ・硝化バクテリアを含有する浸漬して曝気した粒状物質
    を含み、清浄化した流出液の出口に二次配管で接続した
    入口、注入酸素のための酸素入口(22)、及び処理水取り
    出しラインに接続した上部の出口を有する第２反応器
    (C,21)、及び ・前記取り出しラインと第１領域の希釈水入口を接続す
    る循環ライン(24)、 さらに次の特徴を有する装置： ・第１反応器のスラッジ床は、濃縮した粒状の物理的／
    化学的フロックと浮遊(free)脱窒バクテリアの形態であ
    り、 ・攪拌時間よりも実質的に長い間隔を攪拌の間に設けて
    第１反応器のスラッジ攪拌手段(10,51) を間欠的に運転
    する。
  26. 【請求項２６】 硝化反応器(21)が水、固定硝化バクテ
    リア、及び注入酸素を含む３相流動床である請求項２５
    に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 硝化バクテリアを運ぶ粒状物質が砂で
    ある請求項２５又は請求項２６に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 硝化バクテリアを、１１０μｍ〜１０
    ００μｍの平均粒子サイズを有する砂に固定した請求項
    ２６に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 砂の平均粒子径が２００μｍ〜５００
    μｍである請求項２８に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 砂の平均粒子径が約３００μｍである
    請求項２９に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 第１反応器のスラッジ床が３ｇ／リッ
    トル〜２０ｇ／リットルの濃度を有する請求項２５〜３
    ０のいずれか１項に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 第２反応器が生物的フィルターである
    請求項２５に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 運転中の第１反応器のスラッジ床の上
    面を実質的に一定に維持するためのレベル制御手段を用
    意した請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 第１反応器のスラッジ床の上面の運転
    中のレベルを、清浄水出口の少なくとも０．３ｍより下
    に維持した請求項３３に記載の装置。
  35. 【請求項３５】 第１反応器の入口が、スラッジ床の上
    面の運転中のレベルより少なくとも１ｍ下である請求項
    ３３又は請求項３４に記載の装置。
  36. 【請求項３６】 第１反応器が、スラッジ床の内側に、
    攪拌手段より下に位置するセパレーター部材(71)と一次
    配管に接続した入口を有する請求項２５〜３５のいずれ
    か１項に記載の装置。
  37. 【請求項３７】 第１反応器の攪拌手段の間欠運転が、
    １秒〜１０秒の攪拌手段の作動と、０．５分〜６分の停
    止を含む請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の装
    置。
  38. 【請求項３８】 第１反応器の攪拌手段が、運転中はス
    ラッジ床の中に沈めた鋭いエッジ(105-112) を備えた可
    動部分を有する回転シャフト(10,10')を含む請求項３７
    に記載の装置。
  39. 【請求項３９】 可動部分は鋭いエッジを備えて２ｃｍ
    〜２０ｃｍの間隔を設けたバーを有し、この間隔は実質
    的に一定又は回転軸から周囲に向けて増加する請求項３
    ８に記載の装置。
  40. 【請求項４０】 可動部分は、軸から１ｍの位置で少な
    くとも０．３ｍ／秒の周囲速度を有する請求項３８又は
    請求項３９に記載の装置。
  41. 【請求項４１】 攪拌手段が、運転中はスラッジ層の中
    に沈めたポンプ部材(51)を含む請求項２９〜３７のいず
    れか１項に記載の装置。
  42. 【請求項４２】 攪拌手段が、ポンプ手段に対して静置
    し、攪拌したスラッジをせき止めるような仕方でスラッ
    ジ床の中に配置した障害物(52)を含む請求項４１に記載
    の装置。
  43. 【請求項４３】 機械的障害物が格子又はバーである請
    求項４２に記載の装置。
  44. 【請求項４４】 希釈水入口が第１領域の下流にある請
    求項２９〜４３のいずれか１項に記載の装置。
  45. 【請求項４５】 第１領域は、各々が水入口、水出口、
    攪拌機、及び薬剤入口を有する連続して接触した複数の
    チャンバーを含み、各々の機械的攪拌機は歯が実質的に
    同じレイノルズ数を有する櫛を備えた薄いパドルを含む
    請求項２９〜４４のいずれか１項に記載の装置。
  46. 【請求項４６】 第１反応器が上部にセパレーター(9)
    を有する請求項２５〜４５のいずれか１項に記載の装
    置。
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