JPS58223487A - 廃水の浄化用の流動床反応器 - 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】 本発明は、反応空間の底部の上方に設けた単純で且つ可
転性の液体分配装置と、経済的且つ確実な方法でガス及
び太り過ぎた担体粒子を処理された廃水から分離するた
め反応空間の頂部に直接に配置された分離区画室と、か
らなる、流動床反応器に指向されている。この流動床反
応器は、ヨーロツノや特許出願ＥＰ００コｇｇｌｌｔ、
及びＥＰＯＯ２１１７！；ｇに記載されている廃水浄化
方法の追補な大規模な遂行のために特に開発された。

本発明は、それ故、廃水の導入のための液体分配装置を
反応空間の底部の上方に包含し、液体・気体・固体の混
合物を反応空間を通して上方へ通過させた後生物量で太
り過ぎた担体粒子をその混合物から分離するための及び
残存ガス又は生物学的廃水処理の間に形成されたガスの
分離と蓄積のための、分離区画室を反応空間の頂部に配
置した、担体粒子に付着した生物量によって廃水の浄化
をするための流動床反応器に関する。

近年・廃水を浄化する次めの流動床反応器は益々重要と
なった。その理由は、流動床反応器は、散水炉床方法及
び活性化スラッジシステム等の古い方法と比較して、生
物学的遷移の制御がより効率的であり且つ占有空間がよ
り少ないという結果を必然的に伴なうためである。この
種の反応器において、公知の生物学的な遷移工程又は分
解工程の７つに対して適当に選択された生物量で太り過
ぎた約θ／ｗ〜３ｗｍの直径の担体粒子が、流動化され
、付着し次生物量の微生物のための栄養分を含む液体の
上向きの流れにより懸濁液の状態に維持され、これが、
与えられた栄養物の消費と遷移により生きた′！まに留
まり及び／又は繁殖する。

廃水浄化の領域内で、流動床反応器内で遂行されうる重
要な工程は、好気性の工程即ちＣＯＤの好気性除去と硝
化作用、並びに、嫌気性の工程即ち脱硝作用とＣＯＤの
メタン発生嫌気性除去であり、後者の工程は、一つの工
程で遂行できるし、又は屡々ａつの連続工程即ち低脂肪
酸を生ずるアセトン発生工程とメタン発生工程の２つの
工程で有利に遂行され、脂肪酸がメタンとより僅かな量
の炭酸ガスに変換される。

流動床の方法の利点は認識はれ且つ確立されているけれ
ども、このことは、特に今日遷移の高い空間負荷に対し
広く行なわれる要求に関しで、生物学的流動床工程の所
望の実際的な連続作業に関連する問題と困難が存在しな
い、ということを意味しない。

このような問題の７つは、古くそして今なお多く用いら
れている浄化方法において既に遭遇した問題に類似して
おり、微生物の付着が、微生物フロック内で相互に生じ
且つ反応器の壁と他のアセットへ生じ、処理される廃水
からガスと微生物を効率的な方法で連続的に分離するこ
とに到達するのは、実際に容易からは程遠いものである
。通常比較的に低水準の遷移によって、ガスの比較的に
低い留分と生物量（ｂｉｏｍａｓｓ）の比較的に低い濃
度と関連付けられたこれらの工程に対して、時折、ドイ
ツ特許第７３／、２ｇ’ｌ−号における如く、化学的な
反応器又は比較的に単純な構造のその接近した改作を徹
底的に試みることが示唆された。笑除に証明されたよう
に、これらの示唆の中でしはしは無視されたことは、軽
量で且つ絶えず変化する寸法の微生物の集合体のような
生きている固体が、特に廃水の浄化に通常用いられるよ
うな種々の異なる微生物の集まりに属するとき、容易に
分離可能で且つ通常ははるかに重い実際上一定寸法の化
学的固体（例えば、不溶性の触媒）と比較して、全く異
なって挙動するかも知れない、ということである。然し
、たとえ小さい寸法の担体粒子に付着した生物量の揚台
と成る程度似た死んだ固体のように挙動することを何と
かして微生物を強制しつるとしても、担体粒子に付着し
た生物量の形の固体の一すットル当り例えば数百グラム
を用いる現代の廃水浄化工程に広く用いられているよう
な固体とガスの量の比較的に著しい増大が、現存する化
学反応器の設計の適用により容易に解決されない状況の
原因となり、この環境は言うまでもなく、ガスと固体の
大きい留分と液体との混合物を処理するように意図され
たこの大きい工業的化学反応器は、非常にまれであるか
又は現在全く存在していない。

もう７つの然し関連する問題は、特に占有空間に関する
ものであるが、生物学的に処理された液体から生物量を
分離するために用いられる装置の相対的な大きさに関す
る。分離装置が、反応空間から離れて維持されるか、又
は反応空間の頂部に配置されるか、又はオランダ特許出
願第１１／Ｌざ７７２号に提案されているように反応空
間と一体的にされるか、の如何に拘らず、反応空間と比
較して大きさの小はい分離区画室を用いることは、この
引用した出願の図面に示されているように、明らかに通
常は可能でない。

特に、廃水の浄化のための流動床方法の使用に関して、
実際における連続的な遂行を妨げる多かれ少なかれ典型
的な問題に、現在の経済的要件と環境要件に連台する工
業的な廃水処理反応器の開発中に遭遇した。

担体粒子に付着している微生物の繁殖は、その結果生ず
る太り過ぎた粒子の重量が非常に軽くなるように制御下
に維持されることができず、それらは、単に反応空間か
ら掃除されるにすぎない。

しばしば同時に生ずる流動床の妨害が、太り過ぎた粒子
の一緒に凝固することから始まった。

流動床反応器の全断面にわたり均一な流動化を維持する
ことは、通常困難であった。この問題が今日なお経験さ
れることは、Ｅ−Ｆｌａｓｃｈｅｌ　　等によりＣｈｅ
ｍｌｅ　Ｉｎｇｅｎｌｅｒ　Ｔｅｃｈｎｌｋ　（化学技
術工学）、１１Ｉ頁（７９ざコ年）に指摘されており、
又Ｒ，Ｆ。

Ｃｏｏｐｅｒ及びＢ、Ａｔｋｌｎｓｏｎによりゝ水及び
廃水の生物学的流動床処理“（Ｅｌ　ｌ　Ｉｓ　Ｈｏｒ
ｗｏｏｄ　Ｌ１ｍｌｔｅｄ頁！；９．３θ３．３０３、
／りｇ２年）に指摘されている。

流動床内での運動に抵抗する生物層の担体へのしつかり
し次付着を生じはせてこれを維持することは、単純から
は程遠いままに留まっている。

生物層（ｂｌｏ　−１ａｙｅｒｓ　　）は、好気性工程
に必要なガスの供給から生ずる気泡により、又は液体分
配装置の近くに発生した乱流剪断力により、打たれてゆ
るめられる。

たとえ担体粒子に付着した生物層が、正しい厚さに成長
したとしても、付着し九生物量の流失を完全に防ぐこと
は通常不可能であシ、それ故、付着した生物量と担体粒
子を処理された液体から分離して、太り過ぎた粒子を反
応空間内に戻すための設備が必要とされる。

一方では、これらの問題の大部分についでの解決策が提
案されたが、不幸なことにこれらの解決法は、通常、追
加の器具と高価な反応器の構造を巻き込む。

例えは、米国特許第’１．００９．０９９号、第１／−
、７ｇ、２．４７３号、及ヒ＊　１１．　／７７、　／
＋＋　号Ｋ　オイて、反応空間内に追加の攪拌装置を装
着することにより、担体粒子から余りに厚すぎる生物層
をはぎ取ることが示唆されている。攪拌装置を用いると
き、生物層を少くとも部分的にはぎ取るのに十分に大き
い剪断力が発生される。他の方法によって、これらの特
許によれば、太シ過ぎた粒子をポンプ移送により規則に
除去し、次に分離設備内で機械的に剥離し、それに基き
、裸にされた担体粒子をポンプ移送によシ反応空間内へ
戻して送ることも可能である。

液体分配装置の近くに乱流剪断力の存在しない均一な流
動化を行なうために、複雑な液体分配装置が開発された
。その例は、ＥＰ−０００！；Ａ！；θに見出しうるが
、この例においては、米国特許第’７．００９．０９９
号に記載されている分離設備及びその類似物内での又は
流動床の頂部での剥離の結果生じる裸にされた粒子上で
生物層の再成長を可能ならしめるために、流入する液体
の流れの速度場が、液体分配システムのすぐ上に層流を
与えるように案内される。ＥＰ−０００ｊ５１．！０に
記載されているように、このような技巧を凝らした複雑
な液体分配システムにより与えられる層流は、例えば米
国特許第グ、θ０り、０９９号に記載されているような
工業的規模の浄化方法に適用することを可能ならしめる
。

米国特許第’１．０．３２．１Ｉ０７号によれば、ガス
ー一般には゛空気又は純粋の１１１８−の同時的な導入
を伴なう、工程中での望ましくない気泡の発生は、液体
適用圧力でガスを前に溶解することにより防止すること
ができる。この特徴の見地からもまた、硝化作用のよう
な大量の酸素を必要とする工程に対して、草気の代シに
より高価な純粋の酸素を用いることが、時折好まし、い
ことが明らかである。

米国特許第グ、　０３．２．９０７号によれば、上方に
徐々に増大する幅の円錐形の反応空間の適用により、太
り過ぎた担体粒子の流失を実質的に減少させることが可
能である。他の方法としては、処理された液体と流失し
た粒子は、沈降設備内の反応器の外側で分離され、次に
ｏｐｐｅ＋ｔとＳｍ１ｔｈ　　等の講義、即ちゝ流動床
の生物学的処理のＵＳ−ＥＰ八へ究と現代の考え方“（
７９７ｇ年マンチェスタで開催された、水と廃水の生物
学的流動床処理に関する会議中）、に従って反応器の中
への粒子のフィードバックが行なわれる。

この性質の屏決方法は、流動床反応器内での生物学的工
程の遂行のための設備を複雑化し、他方、相当に多くの
監視をも心安とする、ということが明らかである。

明らかに、安定した実行可能な工程を維持することの可
能な、より簡単な設備とより簡単な手段に対する必要が
存在する。

ヨーロッパ特許出願ＥＰＯ０，２１１７！；ｇ及び特に
ＥＰＯｏ、２ｇｇ’ｌＡは、担体粒子上に安定した生物
層を得て、生物量の過大な増加と関連する問題の不当な
発生なしに実行可能な工程を維持するための、従来の最
良の提案を含んでいるように思われる。

然しなから、経済的で大規模な工業的応用に対しては、
固体からの液体の適切な分離と太シすぎた担体粒子の反
応空間内への完全な復帰との組合せで、及び生物層の剥
離のない均一な流動化を可能なら［７める簡単な液体分
配装置との組合せにおいて、反応空間を出る処理された
液体による反応器からの太シ過ぎた担体粒子の流失（ｗ
ａｓｈ　−ｏｕｔ）の実質的に完全な防止に有する／′
−）の弘重の問題に対する決定的な解決法は未だ開示さ
れていない。

生物学的遷移の間に発生したガス又は残存しているガス
の排出口と処理された液体用の堰を備えた沈降領域を頂
部にもつ流動床を含む反応空間が、７つの閉じられ次ユ
ニット内で組み合わされる、システムを適用することが
原理的に可能であることが、ＥＰＯＯ２１１７！；ｇ及
びＥ　ＰＯＯ２ｇｇｌｌ　ｌ、に概略的に指摘されてい
ることは真実であるけれども、特に工業的な規模で用い
るための技術的に実行可能なその適用形態は、その中に
開示されなかった。

その理由は、当業者によシ理解されているように、多数
の困難な問題を引き続いて解決しなければならなかった
ためである。

それ故、本発明は、ヨーロッパ特許出願第ｏｏ、２ｇｇ
４ｔｉ、に特に記載されている生物学的浄化方法を、こ
れらの方法の利点が特に工業的な規模で十分な利益とな
って表われるような方法で実施することのできる、流動
床反応器を提供する。

従って、本発明は、通常は別々に取付けられる付属品が
、担体粒子に付着した生物量によって廃水の浄化をする
ための一つのユニットへ一緒に組み立てられる、流動床
反応器に関す今。

本発明に従って、このような流動床反応器は、廃水の導
入用の液体分配装置全反応空間の底部より上方に包含し
、液体・気体・固体の混合物を反応空間を通して上方へ
通過させた後その混合物から生物量で太υ過ぎた担体粒
子を分離するための及び残存するガス又は生物学的廃水
処理の間に形成されたガスの分離と蓄積のための分離区
画室が、反応空間の頂部に配ｔ＃れており、前記分離区
画室は、ガス出口と適邑な沈降領域を備えた残存する又
は形成されたガスの収集と蓄積のたぬの空間と、液体・
固体混合物の入口のための開口部と、沈降した太り過ぎ
九粒子を反応空間へ戻すための溝と、液体排出管路と液
体再循環管路とを備えた空間の中へ生物学的に処理され
た液体を輸送するための堰と、を包含している流動床反
応器において、液体分配装置２が、多数の実質的に水平
な管からなり、管の各々は、廃水を下に向けて導入する
ための多数の規則的に分布された等１−い直径の開口部
を下側表面に有し、反応空間１の断面の一平方米当りの
開口部の全面積が、操作パラメータの画数であり、他方
、分離区画室３は、反応空間１０直径Ｏ鵞以下の最大直
径を有する中央溝４を包含し、この溝は、酸化空間を出
る混合物のうちの少くともガス留分に対して下側におい
て接近可能であると共に、上側においてガス収集蓄積空
間５の中へ進出し、空間５のガス出口６は、ガス収集蓄
積空間内で最高で７気圧の超過圧力の発生を可能ならし
めるように弁で適合させられておシ、それによって、沈
降領域１が溝４の周りに同心に配列され、ガス収集蓄積
領域が沈降領域７の少くとも−１部分の上に延びており
、沈降領域７は、上側においては、沈降領域７０周りに
同心に配列された生物学的に処理された液体用の液体収
集空間９と堰８によって結合され、下側においては、生
物量で太り過ぎた沈降された担体粒子の外部復帰又は内
部復帰用の溝１８を経て反応空間と結合されてなる、担
体粒子に付着した生物量によって廃水全浄化するための
流動床反応器である。

液体分配装置と、分離区画室は、反応空間１に属し、そ
の高’ＪＨ＋　と直径ＤＩが、Ｈ１／ＤＩ＝二〜ｑＯ によシ互に関連付けられている。

大きい直径の反応器を用いる工業的規模での適用に対し
て、一層適当な相互関係は、 Ｉｎ　Ｉ　／　Ｄ　Ｉ−−λ〜１０ により与えられる。

反応器の頭部即ち分離区画室とそのアセットの構造と作
用は、反応器の頭部の適用が、反応空間の大きさ特に反
応空間の断面の直径に関して殆ど無関係な方法で可能で
あるような構造と作用であり、それ数本発明を例示Ｉ−
でいる実施例は、実験室規模又はパイロットプラント規
模の狭い反応器における反応器の頭部の修正態様の適用
をも包含する。然しなから、本発明の新規な液体分配装
置は、広い工業的反応器に特に固有である。その理由は
、均一な流動化が比較的に容易に達成される狭い反応器
については、液体分配装置の構造はそれ程大きい問題で
はなく、それ故、このような反応器に対しては、本発明
の反応器の頭部の新規な構成を、液体の導入のための既
に公知の多数のシｉ・パ□ ステムと組み合せることができるためである。

既に指摘したように、この反応器の全体的構成は、上述
のユつのヨーロッパ特許出願の方法の多数の特徴により
影響されており、それらの特徴は、廃水の浄化のための
流動床の原理を採用している他の方法による工程中には
一般に見出されない筈である。この反応器の構成につい
てのこれらの特徴とその結果は、次のように要約するこ
とができる： ＝ＥＰＯθ＠２４ｔ７！；ｇとＥＰＯ０２ｇｇ弘乙の方
法は、特に、追加の攪拌装置の使用を含まない。−万に
おいて、この特徴が、反応器の頭部の構造を単純化する
。他方において、追加の攪拌装置のないことは、単にガ
スの流れと特に液体の流れによって全断面にわたり均一
な流動化を作り出す必要性により大きいウェイＩｔ装置
く。追加の攪拌装置のないことは、また、生物学的な流
動床方法における周知の現象の過大な出現を防ぐことを
一層困難ならしめ、この現象においては、付着した生物
層が、流動床の底部よりも、頂部においてより厚くなる
傾向がある； −これらの方法のしつかり付着した生物層は、流動床の
すべての部分に十分な然し１非破壊的な乱流を生じさせ
てこれを維持することにより、調製され且つ維持される
。反応空間内に流入する廃水の在留する時間の適切な制
御と調和したこの乱流は、含まれ九微生物の良く付着し
ていない種と亜種の挿入により不安定な付着した生物層
の発生を防ぎ、これらの方法における種は、絶えず流失
し、それ放液体中に懸濁されるために留まるときに繁殖
するための時間をもたず、他方、液体の在留時間は、入
り組んだ微生物の最大の相互的な成長率よりも低く維持
される。

これらの方法のこれらの特性の見地から、若干の嫌気性
工程、例えば脱硝作用及び低脂肪酸の生成のように流動
床のガス留分が低い場合には特に、反応空間特に液体分
配装置の近くの反応空間の内容−の完全な混合が要求さ
れる。それ故、この込み入った方法は、断面全体にわ九
る液体の十分に均一な然しま九十分に乱流の導入により
助けられる。ＥＰＯＯＯ！；ｌ、！；０の複雑な装置に
より与えられるような流入する層流の流れは、均一に導
入されるか否かに拘らず、ＵＰ００２１１７！；ｇとＥ
Ｐ００２ｇｇ４ｔｔの方法の適切な実行において機能を
もたない、それ故、特に、本発明の反応器のための適当
で然も簡単な液体分配装置の構造は、実験的な意味での
並びにそれに伴なう計算での相当な試行錯誤の結果であ
った。

図面に示されているように、この反応器は、多くの実施
態様をもつことができ、それによって、反応器の頭部の
構造は、特にガス留分の相対的な大きさに関して、それ
で実行されるべき生物学的な遷移（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏ
ｎｓ）の性質に主として関係し、他方、液体分配装置の
驚く程単純な構造は、あらゆる廃水浄化作業に対して本
質的に同じである。

その理由は、管及び開口部の数と直径の適切な選択は、
反応空間の直径と用いられるべき担体の材料により主と
して影響されるためである。

反応器の構造と作用及びその利点並びにこの装置により
適合されるのが好ましい条件を、浄化されるべき廃水の
処理に照らして一層詳細に以下に説明する。

廃水が第１図と第２図に示す反応器の中に導入される方
法は、それが、達成される浄化の奏効性に関して必要で
あると見做されるか否か、又は未処理の廃水を再循環さ
れる水で稀釈するため流動床の所望の膨張に関して好都
合であると見なされるか否か、及び問題の反応器が、廃
水の完全な浄化の几め配列された一連の反応器のうちの
最初の反応器であるか又は後の反応器である、によって
左右される。一般に、然しなから、再循環される水によ
る少くとも若干の稀釈がある。この場合、実際の環境下
での本発明の反応器による浄化の通常の実行において、
それが、第１図又は第２図に示す反応器が一連の反応器
の中の最初の反応器であるか又は後の反応器であるかの
差を作る。もしも反応器が、最初の反応器であるならば
、第り図で説明する装置の助けで、液体収集空間９内に
既にある再循環水と未処理の廃水の混合を行なうことが
、可能であるが然し一般に□必要ではない。後の倒れか
の反応器については、然しなから、収集空間９内で混合
を行なうことが好ましい。その理由は、この方法で、最
初の反応器の開口部１０を後の反応器の導管２３Ａへ結
合しうるので、あらゆる後の反応器のための７つのポン
プを省略することが可能である。

ポンｆＰ２は、反応空間内の表面液体速度を決定する。

反応器が定常状態の性能に到達すると直ちに、ボンデＰ
、による全流量の調節が実質的に一定のま壕留まるであ
ろう。これは、合理的な限界の範囲内で、液体分配装置
により導入され几全流量のうちの再循環水の相対的寄与
分が、ポンプＰ、を経て導入され九未処理の廃水の利用
しうる量が変動するにつれて自動的に変化し、又後の反
応器はとうかと言えば、先行の反応器の排出口１０を経
由する出力が変化する、ということを意味する。

達成される浄化の意図された水準に関して反応器が良く
機能すると仮定して、上に暗示した合理的な限界が、流
動床の膨張の所望の範囲によシ決定される。反応空間の
高さＨ＋　と直径ＤＩの間にλ〜グ０の相互関係を与え
られると、この膨張は、θ〜ふθの限界内に在るのが好
ましい。この膨張の範囲に属する液体速度の範囲は、反
応空間のからの断面積Ａ、に関して３〜９０ｍ／時　又
はθＯｇ−λ、　！；　ｃｍ　／秒である。

液体は、液体分配装ｆｔ２によって反応空間の全断面に
わ九り均一に導入分布され、液体分配装置２は、−組の
実質的に水平の管からなり、これらの管の下側表面には
規則的に配置された開口部を有する。

液体を下方へ向けて導入するためのこれらの開口部は、
長期間の使用の間に摩耗し又は腐蝕する傾向があるので
、使い古されｍときに取替えることのできる耐蝕性ノズ
ルをこれらの開口部に設けることが好ましい。

反応空間の底部は平坦とすることができるが、然し丸い
又は卵形の底部が構造的により経済的で且つよシ強力で
ある、ということが理解されるであろう。丸められた底
部は、それ故、反応空間の底ｉと液体分配装置の開口部
との間の距離の内側への増大を含んでいる。特に、反応
空間の壁から小さい距離の所で、開口部から出る液体の
乱流が底部と衝突する。そのとき、結果として生ずる高
度に乱流の液体の運動は、開口部と底部との間の距離が
十分に大きいのでなけれは、底部の腐蝕の原因となる。

一般に、それ故、この距離は、／θ鋼の最小値と３θ０
（７）の間で変化する。大規模の１業的作業用の広い反
応器に対しては、この距離の適当な範囲は、２０〜．２
０θ鍔である。通常のブラタディスにおいては、底部の
腐蝕の危険は、底部を作っている実際には裸にこれに担
体粒子の自動的に現われる力吸収層によシ、史に相当に
減少される。

液体分配装置の下側表面にある開口部の全表面積は、液
体分配装置が良好に機能するための重要な基準である。

一般的な意味において、開口部のこの全表面は、反応器
の作用パラメータに左右される。液体分配装置のパラメ
ータ、例えば開口部の全表面積を生じさせる開口部の幣
、水平管の数等、の適当な選択は、第１のアプローチと
しで表面液体速度により決定され、この表面液体速度は
、直面する廃水浄化のタイプとその中で到達しりる空間
負荷に関して、問題の特定の廃水浄化に適切に調子を会
わせなければならない。それによる汚染物の濃度もまた
、考慮すべき重要な視点である、一般的な基礎は、開口
部の全面積は、開口部内の圧力の低下が、全開口部全通
して液体の均一な流れを達するのに十分であるような方
法で、選択されなけれはならない、ということである。

成る遷移を達成するために、十分な量の生物量が、反応
器の中に到達されなければならない。拡散を制限しない
淳さのしつかり付着した生物層内に到着これるべき生物
量の量は、粒子の表面積に正比例する。粒子の全表面積
は、担体材料の型の選択にその影響を有するが、然しそ
の選択は、同様によく表面液体速度と調和させるべきで
ある。これらの理由のため圧、液体分配装置の構造は、
液体分配装置の下側表面にある開口部の全表−面積が、
反応空間内の表面液体速度に調和し、担体粒子の全質量
に調和し、且つ担体粒子の大きさと比重に調和するよう
な、構造である。

実際に集められた経験と組合せ几このような考察は、液
体分配装置の下側表面にある開口部の全面積が、反応空
間の断面積−平方米油り／Ｓ〜コθＯｃｍ２　　である
ことが好都合である、という結果を導いた。適当な実際
的な実施態様の相当な部分に対して、この面積は、反応
空間の断面積の一平方米当り、２Ｊ〜／３０−の範囲内
に入る。

液体の均一な導入のために杜、実質的に水平の管を規則
的に配置し且つ開口部をも規則的な仕方で配置すること
で十分であるけれども、等間隔の水平管を用いることが
好ましい。これらの管内の開口部も１ｆｃ、管の方向に
等間隔であるのが適当である。

液体分配装置の水平管に廃水を送る方法は、種々のもの
がありうる。例えば、これは、壁を通して７つの主管に
より送ることができ、この主管は、壁に沿って彎曲管の
中に進出し、この彎曲管は、θＳπＤＩより小さ・い長
さを有する。次に、水平管が、この彎曲管から出てくる
。然しなから、未処理の廃水は、懸濁した固体材料を含
むことがまれではなく、これが液体分配装置の停止を引
き起すかも知れない。それ故、液体分配装置の簡単な洗
浄を可能ならしめる構造を用いるのが好都合である。第
７図に示すように、好ましい構造は、反応空間の壁が、
その液体入口部分においてのみならず対向壁部分におい
てもすべての水平管により貫通されておυ、水平管の先
端は、反応器の使用中、外側で閉じられる。

液体の所鼠の均一な導入に関して、水平管用の供給管に
沿う圧力の低下は、液体分配装置の開口部内での非常に
大きい圧力低下から見て無視しうる、ということが理解
されるであろう。

液体の均一な導入の友めに、水平管の数と、その閣の隙
間り、とそれらの直径との間の相互関係は、反応空間の
大きさの画数であり、それ故実質的に水平の管の数は、
反応空間の直径Ｄ＋の７ｍ当り／！；〜ダ本の範囲内に
あり、他方、水平管の閣の隙間り、は１．２！ｆ−７０
０倒の間で変化することができ、管の直径は、λ〜／！
；ｃｍの範囲から選ばれる、ということが！！現される
。実質的に水平の管の直径に関して、この直径は、反応
空間がかどのある形状特に長方形の場合にはすべての管
について等しいことが好ましいが、然し円筒形の反応空
間に対（７ては、反応９間の壁の近くの管から反応空間
の中１１）にある管の方へ行くにつれて徐々に増大する
直径をもつ一組の管を用いることが、可能であるし、ま
た材料の節約の見地から実際に好ましい、ということが
推論される。最も内側の管の直径は、最も外側の管の直
径より／Ｓ倍〜１６Ｓ倍の大きさであることが適当であ
る。

液体の所望の均一な導入の見地から、開口部の全数と、
開口部間の隙間と、開口部の直径との間の普通の相互関
係は、液体分配装置の下側にある開口部の全数が反応空
間の断面積の一平方米当り２Ｓ〜７５個であり、管の方
向に測った開口部の間の相互間隔Ｌ４が、２３〜り♂譚
であり、開口部の直径が０．５釧〜３ｃｍであると、表
現することができる。管の方向に飼った開口部の間の相
互間隔Ｌ４が２Ｓ〜りＳ−の間にある限り、管に沿う開
口部の分布が規則的であることで十分であるけれども、
通常は、等間隔の開口部を採用することが好まし、い。

然しなから、７つの同じ分配装置内の−１−べてのｒ；
ｉ４　ｒ１部１１、同じ直径をもつことが交戦である。

本シｉう明の液体分配装ｆＪによりて反応空間の全断面
にわたり液体が均一に分配された後、液体は、反応空間
を通してｌニガへ流れ、それによって反応空間内にある
生物量で太り過ぎた担体粒子が（図示せず）、流動化に
もたらされ、その状態で維持される。入り組んだ担体粒
子は、通常の太きζ（０／　〜３ｍ＋）と比重（，２〜
、夕９　／　ｃａ　）　＝ｐもつことができる。

第１図の反応器において、浄化された廃水と、生物量で
太シ過ぎた担体粒子とガスとの混曾物が、その後、分離
区画室３の中に入り、その中で混什物は、中心溝４全通
して上方へガス収集蓄積空間５の甲へ流入し、ガス収集
蓄積空間Ｖよ、溝４の」二に配置されたドーム形フード
１２で閉じ込められている。フード１２の側壁は、堰８
の水準より低いが沈降領域７の傾斜した底部より高い水
準へ、沈降領域７の範囲へ下方に達する。ガスは、ガス
収集蓄積壁間５内で遊離する。ガスは、ガス出口６を通
して排出され、ガス出口６は、ガス収集蓄積窒閣内に最
大で７気圧の超過圧力の発生を可能ならしめるように、
弁（図示せず）で適合されている。ガス収集空間５内の
約θコ〜θＳ気圧の超過圧力は、洗浄による廃水の好気
性処理の排気ガスから例えば臭い成分を後で除去する必
要のために有利であシ、他方、約θｊ気圧の超過圧力は
、好ましくは第一図による反応器内で遂行ばれるような
ＣＯＤの嫌気性除去の間に発生したメタンガスの引き続
く浄化（例えば、特に、硝酸塩リッチの廃水の脱硝の際
に再使用するのに適する水中へのこのガスの溶Ｓｔ−与
えるための硫化水素の除去）の間に好都合である。浄化
された廃水は、生物量で太シ過ぎた担体粒子と一緒に溝
４の縁を溢流いその後、猿状割れ目１３を通す通路を経
て沈降領域７に入る。生物量：、で太シ過ぎた担体粒子
は、沈降領域の傾斜した底部の上に沈降し、他方、浄化
された水は堰８（水の均一な輸送を実現するために、鋸
歯状の縁として適用されるのが好ましい）を越えて液体
収集空間９の中へ流入し、そこφ瓢らとの浄化された水
は、一部分は導管１１とポンプＰ、を経て反応空間の中
へ再循環され、他方残りの部分は、液体収集空間９内の
水位より下方に配置された開口部を有する導管１０を経
て排出される。

生物量で太シ過ぎた沈降しつつある担体粒子は、沈降領
域Ｔの下方に向けて傾斜した底部の上に蓄積する。この
担体粒子は、沈降領域の最低水準１８における１つ又は
コつ以上の点灯１しくけ７〜７．２個の点から始まる復
帰管１４ｖＣよって反応空間の中へ戻される。戻される
粒子の反応空間内への導入は、液体分配装置の上方の種
々の高さで行なわれ得るが、然し反応空間の屋根と液体
分配装置との間の距離の中途の幾分下方で行ない、粒子
が復帰管１４内で停止する危険なしに流動床内での粒子
の急速な分布を可能ならしめるのが好ましい。

第７図に示すように、太り過ぎた粒子の復帰は、外壁に
沿？て反応空間の外側に配置され且つ外壁内の孔の中に
進出する７つ又はａつ以上の導管１４を通して行なうこ
とができる。

他の方法として、第Ｓ図に示すように、付着した生物量
の復帰もまた、内周の割れ目１４Ａによって反応空間の
内側で行なうことができる。内周の割れ目１４Ａは、溝
１８から始′１シ、反応空間の直径り、　　と比較して
小さい水平直径の周囲が三角形の出張り２５の丁度上で
終っており、出張シ２５もまた、反応空間の屋根と液体
分配装置との間の距離の中途より適当に下方に配置され
ている。

前述の理由と条件のために、未処理の廃水は、通常、流
量制御ボンｆＰ！により調節された程度に浄化され沈水
の一部と混合される。この混合は、未処理の廃水を含む
管２３Ｂと液体収集空間９から出る浄化された水を含む
導管１１とのポンプＰＩの上方にある接台部内で液体収
集空間９の外側で生ずるか、又は液体収集空間９の内側
で行なわれる。この後者の混合を行なうのが好ましく、
その混合方法は、第ｑ図に示されており、次のように説
明することができる。液体収集空間９は、一端において
バッフル２２により分割されている。浄化された水を下
水溝の中又は′次の反応器への排出１０のための下側表
面開口部が、バッフルの一方側でバックルに接近して調
節される。導管２３八と開ＥＪ部２４により未処理の廃
水を導入するための開口部が、バックルの他方側でバッ
フルに接近して配置され、混合された液体は、この開口
部全通り導管１１全通してポンプＰ！の方向に液体収集
空間を離れる。この混合方法は、常に一連の反応器のう
ち引き続く反応器で用いられるのが適当である。伺故な
らば、最初の反応器の排用水が１０を通して後の反応器
の入ｃ」２３　Ａへ流入することが、ポンプＰＩを節約
する友めである。

第７図の設備は、大量のガスが消費される生物学的方法
の遂行に特に適当である。廃水の浄化に関して、これは
、必要とされる酸素が空気の形で供給されるのが好まし
いＣＯＤの好気性除去と硝化作用の場合である。ガスの
供給は、ガス入口と分配装置１５によって反応空間の底
部の中の開口部から行なわれるのが好ましい。

最適に効果的な作用を達成するために、第１図による設
備の中心溝４ｉｔ、円筒形であるのが適当であシ、他方
、溝の直径は反応空間の直径ＤＩのθＳ倍〜θｇ倍であ
るのが好ましく、これは、好ましい断面積比Ａ、／Ａ、
＝０．２Ｓ〜θ６ｓに対応する。このような条件下で、
十分に均一な上向流が保証される。

反応空間の直径ＤＩ　　よシ小さい溝４の直径を用いる
のが一″層適当であるので、反応９間と溝４との間の推
移を形成する屋根１９は、第１図に示すように円錐台形
を有するのが好ましい。

ドーム形フード１２の直径は、環状割れ目１３の空の！
！ＦＮｊｉｊ積に溝４の緑を越えて下へ流れる液体に基
いて計算したときの表面速度が、決して３３７秒よｐ大
きくない、ような直径であるのが好ましい。環状割れ目
１３の側壁の高さＨ重は、反応空間の高さＨ＋　の００
５〜６３倍であるのが好ましい。

環状割れ目１３の外壁と液体収集空間９の内壁との間に
位置する沈降領域１の上向きに通して流れる断面積Ａ４
は、反応空間の断面積Ａ、の０５〜３倍の大きさである
のが好ましい。このような比率は、成体の上向流の速度
と生物量で太り過ぎ友担体粒子の沈降速度との間に十分
な差を生じさせ、それ故良好な沈降が保証される。

分離区画室３の多数のアセットの適当な高さは、傾斜角
度（α）の選択と共に変化する沈降領域の傾斜した底部
の高さのような、反応空間の寸法（特にその高さ）に関
係するので、溝４の縁の上方へのガス収集蓄積空間５の
不効高さと溝４の縁の下方へのドーム形フード１２の側
壁の好都合な高妊とは、分離区画室３の全体高さＨ！が
反応空間１のｌｉ＋　ｉ　Ｈ＋の０７〜６６倍で変化す
る可能性に通ずる。

沈降し次太り過ぎた粒子を沈降領域′Ｔの最下方部分へ
移送し、そこから、付着し几生物量が、沈降領域の底部
にある開口部に嵌合した復帰管１４を経て、又は内周割
れ目１４Ａを経て反応空間の中へ自重で沈降するために
は、斜めの底部の傾斜は、少くともθＳ（α２３０度）
でなければならない。

太り過ぎた粒子を、導管１４全通して又は内周割れ目１
４Ａｔ通して反応空間の中へ戻すために、ポンプのよう
な特殊な設備は必要でない。この有利な特徴は、反応器
内に１空気上昇（ａｌｒｌｌｆｔ）　’現象が存在し、
反応器を通して、太り過ぎた粒子が、導管１４又は周囲
割れ目１４Ａ全通して自身で下方へ流れる結果である。

この空気の上昇は、一方における生物量で太り過ぎた担
体粒子と浄化された水との混合物と、他方における反応
空間を出るガスと液体と付着した生物量の流動化した混
合物との比重の差により発生される。

時々、沈降した付着した生物量を導管１４内で再循環さ
せる空気上昇を調節できることが好都合なことがある。

原理的に、これは、導管１４内の弁によって達成される
。然しなから、この解決法は、導管１４の数が２〜３本
より多い場合に高炉であるのみならず、また、付着した
生物量の導管内での不均一な流れと、管内での停止と、
生物層の構造の損傷の結果付着した生物学的材料をもた
ないこと、の発生する可能性があるという見地から十分
には適当でない。空気上昇の効果は、結局圧力の差にな
るので、過大に早く流れる空気の上昇は、ガス収集蓄積
空間５内の圧力を増大させることにより遅くされること
ができる。その理由は、それによって圧力差が減少され
るためである。この理由のためにも、ガス収集空間の出
口６は、圧力調節装置を有する。空気上昇の効率的な制
御のために交響とされる超過圧力は、反応空間の底部に
普通にある静圧の最大３θ％に達する。

堰Ｂを溢流する浄化された水は、液体収集空間９内に受
入れられ、この液体収集空間９は、水の排出と供給の不
規則性に連台することを可能ならしめる緩衝能力を与え
、それによって更に、導管１０全通して反応器を出る水
の排出が、液体収集空間９内の調節された液面計量装置
の助けで制御下に維持されることができる。液体収集空
間の容積は、反応空間の容積の／％〜２ＳＸであるのが
好ましい。

第一図に示されている装置は、その種々の部分が第１図
の反応器の対応する部分と同じ参照数字い量のガスが形
成され又は導入される所の生物学的方法に対し、特に廃
水のメタン発生嫌気性浄化のために適するようにするた
めに、分離区画室３の適用形態が異なるという点で、第
１図の装置と区別される。

第２図の装置において、分離区画室の溝４は、反応空間
の方へそのベースで面する円錐台形部分１６と、円錐台
形部分の頂部と結合された比較的に短かい円筒形部分１
１とからなる。溝４の円錐台形部分１６は、そのペース
において反応空間の屋根１９から環状構造体１Ｂの溝に
よυ分離され、これが、反応空間と沈降領域Ｔとの間に
連通をもたらし、生物量で太υ過ぎた担体粒子と液体の
混合物の上方への通過と、生物量で太り過ぎた沈降した
担体粒子の下方への通過を与えるようにする。

通常、第一図に示すように、ガス収集蓄積９間５は、分
離区画室の全断面にわたり外へ拡張されている。

この分離区画室の作用は次の過多である。浄化された水
と生物量で太シ過ぎた担体粒子と気泡との混合物が、溝
４０円錐台形部分へ入り、そこで気泡が集まってガスの
上昇する流れを与える。円筒形部分１１の直径について
は、その中のガスの表面速度が７θｄ／秒を越えて増大
し得ないような値が選ばれる。

発生したガスが、硫化水素のような、それ乃１ら除去さ
れるべき不純物とメタンを含むとき、ガスは、通常約ａ
５気圧の超過圧力でガス収集蓄積空間５の中に蓄積され
る。ガスの流れと一緒に結局は運ばれる液体の泡は、円
筒形溝１７の頂部に嵌合させた泡受入れ皿２０の中で分
離される。液体の泡が破れると液体音生じ、この液体は
、沈降領域Ｔと皿２０を結合する溝２１を経て、又は溝
４を経て、戻り流れる。

生物量で太り過ぎた担体粒子と液体は、溝４を通して上
方へ通過する揚台にこの懸濁液の遭遇する流れ抵抗の結
果として、環状開口部１８を経て沈降領域へ直接に入る
。

溝４の中でのこの流れ抵抗は、もしも円筒形部分１Ｔの
−ＬＨと堰８の鋸歯状の縁との間の水準Ｈ４の差が十分
に大きいならば、環状開口部１８を通して通過する際の
流れの抵抗よりも太きい。生物量で太り過ぎた懸濁した
担体粒子は、沈降領域Ｔ内で沈降し、沈降領域の底部と
て機能する円錐台形部分１６の傾斜面に沿って下方へ滑
り、環状開口部１Ｂ’に過ぎることにより反応空間内へ
戻る。

再び、第１図の装置におけるように、沈降領域の底部の
傾斜角度αは、少くとも３０度である。浄化された水は
、堰８を越えて液体収集空間９へ流入し、そこから、水
の一部分は、導管１０全通して排出され、一部分は、反
応空間の中へ再循環される。

ここで再び、再循環されるべき浄化された水と未処理の
水との混合が、第４図に示された応用の助けで液体収集
空間９それ自体の中で行なわれるか、又は液体復帰管１
１内のポンプＰ、の上流で生ずることができ、それによ
って未処理の水の供給が、管２３Ａと管２３Ｂによシ夫
々行なわれる。

前述のように、液体収集空間内での混合は、第ユ図の設
備が一連の反応器のうちの最初のものでない場合にのみ
、適用されるのが好ましい。

第２図の設備の分離区画室３は、もしも、円筒形部分１
Ｔの頂部と沈降領域の堰８の縁との間の高さＨ４の差が
沈降領域Ｔの高さＨ８のＯＯ３倍〜θコ倍であり、且つ
沈降領域７の高さＨ３が円錐台１６の所望の角度αの見
地から反応空間１の直径り、のθ３倍〜／Ｓ倍である４
らば、最適に効果的である。更に、生産物で太り過き゛
た担体粒子の適切な沈降のためには、沈降領域７の断面
積Ａｓが反応空間１の断面積Ａ、の少くとも０り倍であ
ることが必要である。面積Ａ３は、面積Ａ。

の０７倍〜３倍であるのが適当である。生物量で太シ過
ぎた担体粒子の反応空間内への均一な復帰に関して、反
応空間の屋根１９の上側の断面積Ａ＠の直径を、反応空
間の断面積Ａ１の直径のθＳ倍〜θ９倍の大きさに制限
するのが好都合である。

分離区画室の多数の部分の実際」二好都合な高さの見地
から、分離区画室の全体高さは、反応空間の直径ＤＩの
θｑ倍〜λ倍である。

ガスの泡が、生物量で太り過ぎた担体粒子と浄化された
水の懸濁液と一緒Ｋ、溝４全通して上方へ流れる代りに
沈降領域７の中へ運ばれる、ということを防止するため
に、溝４の円錐台形部分１Ｂのペースの面積へマの直径
が、反応空間１の屋根１９の面積Ａ６の直径よシ大きく
なければならない。

この直径の差の大きさは、環状構造体１８の溝の中で優
勢な表面液体速度によシ決定される。このことは、第３
図と式を用いて近似させることができる。ここで、ＬＩ
は、円錐１６のベースと屋根１９の縁との間の垂直距離
であシ、Ｌ、は、断［ＡマとＡ６の直径の差の０５倍で
ある。

もしも、環状開口部１８内の表面液体速度を■Ｌで示し
、気泡の上昇速度ｆ■ｎ　　で示したとき、■Ｌ ■！≧１丁・Ｌ。

であるならば、気泡は液体と一緒に運ばれない。

実際の結果は、断面積Ａ、とＡ６の半径の差が、円錐形
部分１６のベースと屋根１９の上側との間の距離Ｌｌ　
の少くとも００３倍であるのが適当である。Ａ、とＡ６
の半径の差り、は、円錐のペースと屋根との間の垂直距
離り、のθ／Ｓ倍〜θｇ倍であるのが好ましい。

本発明の設備の作用を、非限定的な方法で次の例により
示す。

実施例Ｉ ／リットル当りｇｏｏｔのｃｏｏｔ含む廃水の好気性処
理である。

浄化は、第１図に示す分離区画室で適合された・やイロ
ット規模の流動床反応器において遂行された。種々の寸
法と詳細は次の通りである：Ｈｌ　＝Ａ　ｍ　％　　Ｄ
　Ｉ”０２５ｍ、有用な反応器容積＝３００リットル、 Ａ＋＝θＯ５−１ Ａｔ　＝猿状割れ目１３の断面積＝θθ３３−１沈降領
域の上部の断面積Ａ４　＝θ／３イ、ドーム形フード１
２の高さＨｔ　＝　／　ｍ分離区画室の全体高さＨ，＝
ｉ７！Ｉｍ液体収集空間９の容積＝ｔリットル 傾斜角度：＝ｌＳ度 生物量で太り過ぎた担体粒子の復帰のパための６本の外
側導管が、反応空間の底部の上方θＳＳｍの所に進出し
ている。

液体は、円形チューブによって導入され、円形チューブ
の下側表面は、底部から１３ｃｍの距離を有した。この
チューブの心対心のさし渡しは／Ｓ−であり、他方、チ
ューブの直径は２側であった。

チューブは、直径０．　ｇ　ｃｍのｇ個の等間隔の開口
部を下側表面に有した。開口部の全面積は、断面積の／
平方米油９ｇ０ｃｄであった。

担体材料は、θ／四〜θ３ＩＩＩＩ＋＋の粒度上もつ砂
であった。砂の量は、反応器の有用な容積の／リットル
当りａｓｏｇであった。

ポンプＰ、と導管２３Ｂｔ−通る廃水の流入量は、毎時
り６θリツトルであった。導管１１を通して再循環がな
かったので、ポンプＰ、を通る全流入量モ毎時９６０リ
ットルであった。その故、液体分配装置の開口部の液体
速度は０４４ｍ１秒であった。

空気が、コθＮｒｔ？／時の流量で底′部から導入され
た。

反応空間内の温度はｌ１０℃で、■）１！は７０であっ
た。

その結果は、反応器の安定した性能、であった。

生物量で太り過ぎた担体粒子の分離区画室３内における
分離は、その時の実情では、反応空間内への太り過ぎた
粒子の完全な復帰であった。操作条件の安定性は、生物
量の過大な付着増大のないことからも明らかであった。

放流中のＣＯＤの濃度は、／リットル当り２グθ岬であ
った。それ故、ＣＯＤの除去効率は７０％であった。生
物量の量は、反応器の容ｆｊ１７リツトル当りの有機乾
燥物質の７．５ｇであった。導入されたＣＯＤ負荷は、
反応器容讃／−当９毎日乙／にｆであった。それ故、Ｃ
ＯＤの遷移は、反応器容積／ｒｒ？当シフ日に７３縁で
あった。

実施例■ １人：□１ 低脂肪酸の形のＣ０Ｄｔ−／＋７ツトル当り、２！；０
０〜含む廃水の嫌気性処理であった。メタンと炭酸ガス
を発生する浄化が、第２図に示す分離区画室３で適合さ
れた・母イロット規模の流動床反応器内で行なわれた。

種々の寸法と詳細は次の通りであった： Ｈｌ　”　４　ｔｙｔ％　Ｄ　ｌ　”θ２！ｉｍ、反応
器の有用な容積＝３００リットル、 Ａ、＝００Ｓ−５ 円筒形部分ＩＴの断面積Ａ！＝θ０／、３　ｍ’。

反応空間の屋根１９の頂部の断面積Ａｅ＝θθ３Ｓ−２
溝４のペースにおける断面積Ａ、＝０．０！；３ｄ、環
状構造体１Ｂの溝の断面積＝θ０３３−５円錐台１６の
高さＨ８＝θ２０ｍ、 円錐形部分１７の高さＨ４＝θｏｔｉｍ分離区画室の全
体高さＨＩ＝θダ、７ｍ、沈降領域７の傾斜した底部の
傾斜角度＝７６度、液体収集空間９の容積＝ｊｌＪット
ル Ｌ＋　＝θθｇｅｍ（第３図） Ｌ、二００２．！；ｍ　（第３図） 気泡の上昇速度ＶＪＩ　＝　Ｆｌ　２０　ｃｍ／秒液体
分配装置は、実施例Ｉに説明したものと同じであった。

担体材料は、θ／蛎〜θ３ｗａの粒度をもつ砂であった
。砂の量は、反応器の有用な容積の／リットル当りｌＩ
ｏｏｇであった。

ポンｆＰ、　と導管２３Ｂ′（ｌｌ−通る未処理の廃水
の流入量は、３００リットル／時であった。導管１１全
通して再循環される流量は、１００’）ットル／時であ
ったので、ポンプＰｗ　を通る全流入量は、ＩＩ、００
リットル／時であった。ノズルで調節された開口部内の
液体速度は０．２７ｍ／秒であった。

反応空間内の温度は３７℃で、ｐＨは７θであった。

反応器の性能は、生物量で太り過ぎた担体粒子の分離区
画室内における完全な分離と、太シ過ぎた粒子の反応空
間内への完全な復帰の結果として、数ケ月間安定してい
た。定常状態に達した後、生物量のそれ以上の付着はな
かった。形成されたガスの量は／　ＯＮｒｒｌ１日で、
そのメタン含有量は６５％であった。

放流中の低脂肪酸の濃度は、／リットル当り２００■よ
りはるかに小さかった。生物量の量は、流動床の／リッ
トル当り有機乾燥物質の１７０９であった。

導入されたＣＯＤ負荷は、反応器容積の／ｒｄ当り７日
に６ｏＫ４であった。遷移され＊ＣＯＯ負荷は、反応器
の容積／−当り７日につき５５Ｋｆに達した。それ故、
ＣＯＤの除去効率は９０％より大きかった。

実施例ＩＩＩ 主として低脂肪酸の形でＣ０Ｄｆｆｉ／リットル当り、
２Ｓθθ■含む廃水の嫌気性処理であった。メタンと炭
酸ガスを生ずる浄化が、第２図による分離区画室３と第
７図と第ｇ図による液体分配装置とで適合された実物大
の円筒形の流動床反応器内で遂行された。

反応空間の寸法は、次の通りである： Ｈ＋＝／！；、Ｏｍ Ｄ＋＝４４７３ｍ 八＋＝／７７ｒｒ？ 反応器の有用な容積＝２５０− 屋根１９の上側の断面積Ａｌ＋＝’Ｚ／？Ｆｌ”（直径
＝　、？、　Ｏｍ　） 分離区画室３の種々の寸法と詳細は次の通りである： 円錐台の高’ｉＪ　Ｈｓ　＝　−２，，２ｍ円筒形部分
１１の高感）１４　＝０３３ｍ沈降領域１の傾斜した底
部の傾斜角−６０度液体収集空間９の容積−５ｏｔｒｔ 分離区画室の全体高さＨｓ＝左ｊｍ Ｌ、＝＝ｉ、２３ｍ＜第３図） Ｌｔ＝θ、２ＳｆｆＩ（第３図） この廃水処理に採用された担体材料は、０．　／　ＩＩ
ＩＩ〜θ３−粒度で且つ比重が、１．ｌ、３１！／−の
川砂であった。液体分配装置２の種々の寸法と詳細は次
の通りであった： ９本の水平管であって、２本の外側の管はよＳ箇の直径
を有し、次の２本の管２と８は７３６ｎの直径を有し、
次のコ本の管３とＴはｇ／ｃｍの直径を有し、次の２本
の管４と６はｇ、ｓ酉の直径を有し、真中の管５はｇ７
αの山径を有した。

等間隔の管の間の隙間は！；、３６ｎ″′Ｃあった。開
口部の数は、断面積の／ＦＦ／当り、２７個であり全体
で５５個であった。開口部の規則的な分布は、三角形の
ピッチに従って配列された。開口部の間の管方向の隙間
はｌ−／ｃｎ＋であった。

開口部の直径はｌ　７！；ｃｍであった。

それ故、開口部の全面積は、反応空間の断面積の／−当
り３０−であった。反応空間の丸められた底部と開口部
との間の距離は１．２！；ｃｍと、２ｏθ釧の間で変化
した。開口部は、耐蝕性ノズルを備えた。

浄化手順の詳細は次の通シであった： 用いられた砂の量は、有用な反応器容積の／リットル当
りｙ−ｏｏｉであった。ボンダＰＩ　　と導管２３８を
通る未処理の廃水の導入された流量は、２３０２７時で
あった。導管１１を通る処理された廃水の再循環される
流量は７００ｎ／／時であったので、ボンダＰ、を経て
反応空間内へ導入された全流量は、３！；Ｏｒｌ／時で
あった、開口部内の液体の速度は７３４ｍ／秒であった
。反応空間内の温度は３７℃で、ｐＨは７ｏであった。

定常状態において、付着した生物量の量は、流動床の／
リットル当り有機乾燥物質の３０ｇであった。その後、
反応器の性能は安定したｔ、まであって、生物量のそれ
以上の付着増大は生じなかった。形成されたガスの量は
、約３２０ｄ／時であった。脂肪酸の除去効率は９Ｓ％
より大きがった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、反応器の第１実施態様を示し、これは全般的
に適用しうるが、然し特に廃水の好気性浄化に適してお
り、更に空気が酸素源として用いられるときに特に適す
る。 第２図は、第、２！ｉＩ！施態様を概略的に示し、これ
は特に、前に処理されていない廃水からの低脂肪酸の混
合物の脱硝と生成のような比較的に低水準のガス生成物
を含む廃水処理に特に適し、並びに一般的に、前のアセ
トジェニック工程で生じた低脂肪酸の混む物又は可溶性
の廃物の嫌気性発酵作用等によるメタンの製造に適し、
収集され且つ蓄積されたメタンをエネルギ源として適当
なメタンを含むガス混合物へ更に好都合な処理をするこ
とを可能ならしめる。反応器のこの実施態様は、純粋の
酸素を用いる廃水の好気性処理にも適し、との酸素は、
廃水中に予め溶解させることにより導入することができ
るし、又反応空間の底部にある液体分配装置の下に通常
の方法で調節された追加のガス入口装置により導入する
ことができる。 第３図は、第２図による反応器の分離区画室の拡大詳細
図を示す。 第Ｖ図は、本発明による流動床反応器の分離区画室の水
平断面図全示し、特に、処理された廃水の一部會排出し
、一部を未処理の廃水と混合することにより再循環する
ように意図された、処理された排水を仕切ることを概略
的に示す。 第、５内は、第１図の設備の修正態様を略図で示し、生
物量で太り過ぎた沈降した担体粒子が、反応空間の内壁
に沿って反応空間の下方部分へ戻をれる。 第７図は、第１図と第２図による反応器用の液体分配装
置の上面図を示し、第６図と第ｇ図は、その側面図を示
す。 １・・・反応空間 ２・・・液体分配装置 ３・・・分離区画室 Ｄｌ　・・・反応空間の直径 ４・・・中央溝 ５・・・ガス収集蓄積空間 ６・・・ガス出口 Ｔ・・・沈降領域 ８・・・堰 ９・・・液体収集空間 １０・・・排出口 １２・・・ドーム形フード １３・・・環状割れ目 １４Ａ・・・内周割れ目 １６・・・円錐台形部分 １７・・・円筒形部分 １Ｂ・・・復帰用の溝 １９・・・屋根 ２２・・・垂直バッフル ２３Ａ・・・未処理廃水の入口 ２４・・・出口 ２５・・・出張り Ｈ，・・反応空間の高さ 図面の６１訂（内ｆｒ’に変更なし） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 手続補正書（方式）５８．７．２８ 特許庁長官　殿 １、事件の表示　昭和ｊｇ年特許願　第３３１１３９　
　号２、発明の名称　　　廃水の浄化用の流動床反応器
３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　　　　ギスト　ブロ力デス　ナームローゼフエン
ノートチャップ ４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭牙口ｊ♂年乙月、２ｇ日６、
補正の対象　全図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　担体粒子に付着した生物量に１つて廃水を浄化する
   ための流動床反応器であって、前記流動床反応器は、廃
   水の導入用の流体分配装置を反応空間の底部より上方に
   包含し、流体・気体・固体の混合物を反応空間な逸して
   上方へ通過させた後その混合物から生物量で太り過ぎた
   担体粒子を分離するための及び残存するガス又は生物学
   的廃水処理の間に形成されたガスの分離と蓄積のための
   分離区画室が、反応空間の頂部に配置されており、前記
   分離区画室は、ガス出口と適当な沈降領域を備えた残存
   する又は形成されたガスの収集と蓄積のための空間と、
   液体・固体混合物の人口のための開口部と、沈降した太
   り過ぎた粒子を反応空間へ戻すための溝と、液体排出管
   路と液体再循環管路とを備えた空間の中へ生物学的に処
   理された液体を輸送するための堰と、を包含している流
   動床反応器において、液体分配装置２が、多数の実質的
   に水平な管からなり、管の各々は、廃水を下に向けて導
   入するための多数の規則的に分布された等しい直径の開
   口部を下側表面に有し、反応空間１の断面の一平方米当
   りの開口部の全面積が、操作パラメータの画数であり、
   他方、分離区画室３は、反応空間１の直径Ｄ１以下の最
   大直径を有する中央溝４を包含し、この溝は、酸化空間
   を出る混合物のうちの少くと、もガス留分に対して下側
   において接近可能であると共に、上側においてガス収集
   蓄積空間５の中へ進出し、空間５のガス出口６は、ガス
   収集蓄積空間内で最高で／気圧の超過圧力の発生全可能
   ならしめるように弁で適合させられており、それによっ
   て、沈降領域Ｔが溝４の周りに同心に配列され、ガス収
   集蓄積領域が沈降領域７の少くとも一部分の上に延びて
   おり、沈降領域１は、上側においては、沈降領域Ｔの周
   りの同心に配列された生物学的に処理された液体用の液
   体収集空間９と堰８によって結合され、下側においては
   、生物量で太り過ぎた沈降され九担体粒子の外部復帰又
   は内復帰用の溝１８を経て反応空開と結合されてなる、
   担体粒子に付着した生物量によって廃水を浄化するため
   の流動床反応器。 コ３反応空間１の高さＨｌと直径Ｄ１が、ＨＩ／　Ｄ　
   Ｉ＝コ〜ダＯ により互に関連付けられていること、を特徴とする特ｒ
   ｎ請求の範囲第１項に記載の流動床反応器。 Ｊ、　大きい直径の反応器を用いる工業的規模での適用
   に対し、反応空間の高さと直径の間の関係が、Ｈ＋　／
   　Ｄ　＋　＝　、２〜１０で与えられること、を特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の流動床反応器。 ＜＜２体が流動床へ下向きに通して入る開口部と反応空
   間の底部との間の距離が１０〜３００ｃｒｓであること
   、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の流動床反
   応器。 左　底部と開口部との間の距離が、２０−．２００ｃｍ
   であること、を特徴とする特許ｒ＊ｙＦ、の範囲第グ項
   に記載の流動床反応器。　　　□ 乙　液体分配装置の下向きの開口部が、耐腐食性ノズル
   の形態をなしていること、を特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の流動床反応器。 ７　液体分配装置の下側表面内の開口部の全面積が、反
   応空間の断面の一平方米当り／Ｓ−一〇θ平方センチメ
   ートルであること、を特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の流動床反応器。 ｇ、　液体分配装置において、実質的に水平の管が等距
   離にあり、これらの管の下側表面内の開口部が、管の方
   向に等距離にあること、を特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第７項に記載の流動床反応器。 デ　液体分配装置において、実質的に水平の管の数が、
   反応空間の直径り、の−米当り１５〜ｑ個であり、これ
   らの管の直径が−〜１５５＋であり、その間の相互間隔
   Ｌｌが、２５〜／θＯｃｍであること、を特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の流動床反応器。 １０液体分配装置の下側表面内の開口部の全数が、反応
   空間の断面の面積−平方米当りユＳ〜／Ｓ個であシ、そ
   れらの開口部の開の管方向の相互間隔Ｌ４がコ５〜７３
   ｃｍであり、開口部の直径が０５〜３ｃｍであること、
   を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の流動床反応
   器。 ／／　溝４が円筒形状であり、ガス収集蓄積空間５が、
   溝４の上に配置されたドーム形のフード１２を備え、こ
   のフードの下に向けられた部分が、沈降領域７日で、堰
   ８の水準より低いが然し沈降領域１の傾斜した底部より
   高い水準まで延ばされて“いること、′ｆｒ−特徴とす
   る特許＃Ｐｔ求の範囲第１項に記載の流動床反応器。 ／λ溝４の直径が反応空間の直径のｏｓ倍〜ｏｇ倍であ
   り、環状割れ目１３の高さＨ！が反応空間の高言Ｈ１の
   ００！ｉ倍〜０３倍であり、沈降領域７の断面積Ａ４が
   反応空間の断面積Ａ、のｏ！ｆ倍〜３倍であり、ドーム
   形７−ド１２の直径は、担体粒子に付着した生物量と液
   体の混合物が、溝４と、ドーム形フード１２と円筒形溝
   ４の外壁との間の環状割れ目１３を順次経て沈降領域Ｔ
   の中へ毎秒５３以下の速度で流れるような、直径である
   こと、を特徴とする特許請求の範囲第１／項に記載の流
   動床反応器。 ／３．生物量で太り過ぎた沈降した担体粒子の復滞が、
   溝１Ｂによって液体分配装置の実質的に水平の管の上方
   で反応空間１の下方部分において起り、溝１８は、沈降
   領域Ｔの底部から出発して反応空間の壁の孔の中に進出
   する反応空間の外壁に沿って外部に配置された７つ又は
   λつ以上の導管１４からなるか、又は反応空間の直径り
   、と比較して小さい水平直径の三角形周囲の出張り２５
   の丁度上に終っている内周割れ目１４Ａからなること、
   全特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の流動床反応
   器。 ／ｌＡ　分離区画室３の全体高さＨ！が、反応空間の高
   ざＨＩのθ／倍〜θ乙倍であること、全特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載の流動床反応器。 ／ふ分離区画室１の溝４が、反応空間の方へそのペース
   で面する円錐台形部分１Ｂと、円錐台の切頭された］′
   ｊ１部と結合され次比較的により短かい円筒形部分１７
   とからなること、を特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の流動床反応器。 ／ム溝４の円錐台形部分１６が、そのペースで、環状構
   造の溝１８により反応空間の屋根から分離されており、
   この溝が、生物量で太り過ぎた担体粒子と液体との混合
   物を上方へ通過させ且つ生物量で太り過ぎた沈降される
   担体粒子を下方へ通過させるため、反応空間と沈降領域
   ７との間に連通をもたらすこと、を特徴とする特＃′ｆ
   請求の範囲第１Ｓ項に記載の流動床反応器。 ／７　反応空間を出るガスを溝４の中へ導くために、円
   錐台形部分１６のペースの断面積Ａ、の半径と反応空間
   １の屋根１９の上側の断面積Ａ６の半径との間の差Ｌ！
   が、円錐台形部分１６のペースと屋根１９との間の距離
   Ｌｌ　の少くとも０．０３倍であり、それによって、Ａ
   ？の半径がＡ６の半径より大きいこと、を特徴とする特
   許Ｈ青水の範囲第７６項に記載の流動床反応器。 ７ｇ　面積八ツの半径とＡ、の半径との間の差Ｌｆが、
   円錐台形部分１６のペースと屋根１９の上側との間の距
   離Ｌ＋　のθ／Ｓ倍〜ｄｇ倍であること、を特徴とする
   特許請求の範囲第１り項に記載の流動床反応器。 ／９　溝４０円筒形部分ＩＴの断面積Ａ！が、この部分
   １７内のガスの速度が／ｅ）ｃｍ毎秒以下であるような
   断面積であること、ｆｒ、％徴とする特許請求の範囲第
   １Ｓ項に記載の流動床反応器。 〃溝４の円筒形部分１７の長さＨ４が、沈降領域７の高
   さＨ３のθＯ３倍〜θコ倍であること、を特徴とする特
   許請求の範囲第１Ｓ項に記載の流動床反応器。 ２／　沈降領域７の底部は、傾斜しており、且つそうい
   うものとして、溝４の円錐台形部分１６により形成され
   ていること、を特徴とする特許請求の範囲第１Ａ項に記
   載の流動床反応器。 −二沈降領域Ｔの断面積Ａ８が、反応空間の断面積Ａ＋
   　の０９倍〜３倍であること、を特徴とする特許請求の
   範囲第７６項に記載の流動床反応器。 、２．２反応器間１の屋根１９の上側の断面積Ａ６の直
   径が、反応空間の断面積Ａ＋の直径のθＳ倍〜θり倍で
   あること、門特徴とする特許請求の範囲第１Ｓ項に記載
   の流動床反応器。 ２’Ａ　　分離区画室３の全体高さＨ，が、反応空間の
   直径ＤＩのθグ倍〜ノ倍であること、を特徴とする特許
   請求の範囲第１Ｓ項に記載の流動床反応器。 Ｊ処理された廃水と未処理の廃水との混合が、垂直バッ
   フル２２によって一つの部分に分割された液体収集空間
   ９内で起り、それによって、未処理の廃水用の入口２３
   Ａと、処理され次廃水と未処理の廃水の混合物をポンプ
   作用により反応空間内に導入するための出口２４とが、
   バックルの一万側で接近して調節され、他方、処理され
   た廃水の除去のための排出口１０が、バッフルの他方側
   に接近して位置決めづれていること、を特徴とする特許
   請求の範囲第７項〜第、２１Ｉ項の何れか一項に記載の
   流動床反応器。 一ム沈降領域７の底部の傾斜角度αが、少くとも３０度
   であること、を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第、
   ２Ｓ項の何れか一項に記載の流動床反応器。 、２７．液体収集空間９の容積が、反応空間の容積の／
   ％〜、２Ｓ％であること、を特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第、２６項の何れか一項に記載の流動床反応器
   。