JPS63194798A

JPS63194798A - 固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生物学的除去方法及び該方法を実施するための装置

Info

Publication number: JPS63194798A
Application number: JP63025544A
Authority: JP
Inventors: アルフレット　クル; マティアス　マテル; ハンス　ヨアヒム　シュマイス
Original assignee: Dr Karl Thomae GmbH
Current assignee: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
Priority date: 1987-02-07
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1988-08-11
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: EP0278296B1; DE3860950D1; DE3703824A1; US5120442A; JP2777135B2; EP0278296A3; ATE58112T1; EP0278296A2

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Ｈ，１、固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生
物学的除去方法及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〕

化学製造業からの残査、再利用不能な化学廃棄物及び多
くの補薬がある場合には、それらが互いに混入した形で
、液体又は固型物として廃棄され、投棄又は焼却、及び
ある場合には下水処理により廃棄物処理業者の手にゆだ
ねられている。しかし現在、これらの廃棄方法は、生態
学的及び経済的見地から不合理なものがしばしば見うけ
られる。

これまで、下水処理における好気的細菌培養（゛′活性
汚泥法″）による化学廃棄物の処理において、その実施
はある限界に急速に到達してしまった。ここ数十年用い
られてきた活性汚泥プラントはかなりの表面積及び容積
を必要とする大面積の開放系の水槽を要し、かつ、表面
曝気が行なわれたときは特にだが、悪臭源（エアロゾー
ル発生）となっている。

それ故、ここ数年、より効率のよいエアレーション技術
を備えて働く清澄タワーの建設によるこの状況の打開策
がある程度の成功をおさめてきている。清澄タワーは外
部と遮断され、空気が細かい泡として導入されて、その
中に含まれる酸素がより長い保持時間と、より大きい相
界面により、より効率よく吸収される。最小限のガスの
通過と合せて、酸素取り込みの高い効率（ｋｇ／ｋＷｈ
＞は、従来の活性化槽よりも清澄タワーの方を優れたも
のにすると考えられた。最小限のガスの通過は、過度の
発泡を防ぎ、そして、廃ガス除去のコストを低減する。

高い酸素消費は、エアレーション・プラントを適切に設
計する□例えば、特別のノズルの使用が特に問題となる
ーこと、及び液体の円柱がある高さをもつよう反応器を
設計することにより、達成できると考えられた。

単位容積及び単位時間当りの収率がなお不満足なもので
あり、極端に大きい清澄化スラッジ用の沈殿槽が必要な
ことから、有機基質を清澄化スラソジ、水及び二酸化炭
素に細菌により転換するためのこれらの反応器（我々は
１、ベイヤーＡＣ（Ｂａｙｅｒ　ＡＧ　）の“タワー・
バイオロジー”及びヘキストＡ　Ｇ　（Ｈｏｅｃｈｓｔ
　ＡＧ）の６バイオホクーレアクトレン（Ｂｉｏｈｏｃ
ｈ−Ｒｅａｋｔｏｒｅｎ）″　（トール・バイオリアク
ター）、バイオテクノロジー（Ｂｊｏｔｅｃｈ−ｎｏｌ
ｏｇｙ）　、２巻、バーラグ・ケミ−（ＶｅｒｌａｇＣ
ｈｅｍｉｅ）　　（１９８５年）、Ｍ、ズロヵルニク（
ＺＩｏｋａｒｎｉｋ）による“反応塔”）は近年さらに
開発が進められた。いわゆるコンパクト・リアクターと
呼ばれる型式のものが、Ｅ、Ａ、ナウンドルフ（ｔＪａ
ｕｎｄｏｒｆ）　等により、ケミカル・エンジニアリン
グ・プロセス（Ｃｈｅｍ、　Ｅｎｇ、　Ｐｒｏｃｅｓｓ
）　　１９巻（１９８５年）２２９〜２３３頁に報告さ
れている。これはその内部に両端の開いた導管をもち、
その径と高さの比が約７対１である円筒状容器の形をし
たループ・リアクターである。その容器の先端には、円
筒状導管の中に開いている２種類の物質が通るノズルが
付いている。そのノズルの内孔を空気が通過し、処理す
る液体が、そのノズルを作っているシリンダーと、第１
のシリンダーを囲む第２のシリンダーの間を通過する。

中空のシリンダー状に液体ジェットが作られる。

空気はこの中空のシリンダーの中に引き込まれ、そして
その中で分散され、そして液体の循環により、非常に細
かい気泡を作りながら、循環する２相液体が分散され、
さらにこのスプレー・ジェットの外側を循環するこの２
組成分は、再び外に放たれそこで気体は再び分離する。

非常に細かい気泡は酸素の効率のよい移動を保証する。

細菌及び懸濁粒子は、剪断応力の発生により集塊化しな
い。

導管を下方へ流れる、廃水、空気及び細菌群の混合物は
、その反応器の底で向き変え、外側の管の中を上方へと
ゆっくり移動する。中央の管の上端で、この混合物の一
部は２相ノズルの吸引効果により、導管へと吸いもどさ
れる。残りは反応器から流れ出て、そして、再循環廃水
としてノズルを通して反応器にスプレーされることによ
り戻るが、又は沈降槽に運ばれる。沈降槽の中で、この
一部の流入物が、精製された廃水と活性物質に分離する
。活性物質の大部分は、反応器に再循環され、一方、そ
の残りは、ハイオースラッジとしてプランＩ・から除か
れる。著者によると、この種のプラントを工業廃水（製
紙工場、醸造所等由来の）同様、都市生活廃水の精製に
用いたとき、単位容積当りの負荷は最高２８ｋｇＣＯＤ
ｍ−’ｄ−’が達成された。

これまでに知られている工業廃水を精製する生物学的方
法は、生物学的に直接分解可能な化学物質のみに作用し
、一方、直接生物的に分解できない化学物質は変化する
ことなくプラントを出て、河川や湖沼に流出することか
ら、種々の有機廃棄産物の処理には適していない。

〔発明の内容〕

それ故、本発明の目的は、直接生物学的に分解できない
化学物質の廃棄を可能にする方法と、その方法に適した
装置を提供することにある。この目的は、非生物分解性
産物を化学酸化により生物利用可能にし、同時にその生
物利用可能な産物を生物分解することにより達成される
。このための必要条件は、反応器中の高密度の微生物、
微生物に対する浸透条件が許す限り、加える水の量を減
らすことと等しい、水中の溶解物又は懸濁物として存在
する分解すべき高濃度産物、ガス、主に高圧圧縮空気又
は酸素又は空気／酸素混合物の強力な導入、及び同時に
、酸化剤の導入である一方、その基質が空気／酸素と強
力に混合され、他方、酸化剤とは可能な限り短い時間、
接触するようにすることが重要である。微生物に対して
は、化学的ストレスばかりではなく、機械的ストレスも
許容限度内に保つことが必要である。

好気的醗酵に必要な高密度の活性は、必要とする空気又
は酸素又は空気／酸素混合物が、高濃度で存在する基質
溶液又は懸濁液にポンプで送り込むか、又はスプレーさ
れ、一方、液体又はガス状の酸化物が同時に添加される
ときに限り、成し遂げられる。換言すれば、高負荷は、
非常に高い定常的なガス導入速度を必要とする、できる
限り小さい空間で処理されなければならない。しかし、
これらの高い通気速度は、特殊なノズルを使用しＪ、ｌ
）たときにのみ維持することができる。

上記の基準□特に、できる限り小容積にするべく水量の
減少化、いわゆるワン・ポット反応と呼ばれる、同時的
化学酸化及び生物学的分解、高圧縮空気又は空気／酸素
混合物による強力な通気、酸化剤との短時間の接触、ノ
ズルにより生ずる剪断応力の減少等を考慮した方法は、
生物分解可能物質のみ、又は、さらに化学酸化によって
のみ生物利用可能となる物質を含む液体又は懸濁状態で
存在する廃棄物の高速処理を可能にするであろう。この
種の方法が、本発明の目的の一つである。

本方法は、理論的には、有機的に非常に汚染されている
廃水、有機懸濁物、生物分解可能物質又は、化学酸化に
より生物利用可能となる物質を含む可溶性又は懸濁性固
体有機廃棄物に用いること　。

ができる。

さらに本発明は、化学的及び生物学的処理を同時に行う
ことができる反応器に関連している。液体又は気体の酸
化剤又は酸化調製物が酸化処理に用いられる。酸化剤の
添加、空気又は酸素の導入及び反応器の媒体又は内容物
の全体的混合が同時に行なえるよう反応器は設計されて
いる。

本発明に従った反応器は、コンパクトな構成の、いわゆ
るリープ・リアクターである。この反応器の構造をより
よく理解してもらうために、図１を参照してほしい。反
応器は、その高さが直径の３．３から８倍のものが好ま
しい円筒１がらなっている。好ましい態様においては、
その直径は０．５から１ｍである。円筒１内には、円錐
状に外に広がり、その上端が円筒状になっているデフレ
クタ−３をその上端にもつ、両端の開いた導管２が中央
にある。その導管の下から３分の１のところ、中央にノ
ズル４がある。循環液用のバイブロａ、ガス供給用のパ
イプ（空気又は空気／酸素混合物）８ａ及び酸化剤供給
用パイプ１９はこのノズルの中にその口を開けている。

導管２の内側の」二部又は中部には、基質を循環するた
めのバイブロの端がある。このバイブロは再循環ポンプ
５を介してノズル４に液体を供給するためのバイブロａ
に連結している。一方このバイブロａに接して、ポンプ
５の後に計量ポンプ７に取り付けである基質供給導管７
ａがある。醗酵溶液又は懸濁液はポンプ５により、ノズ
ル４をｊｍシてポンプで循環する。

新しい基質は、計量ポンプ７を通してこのサーキットに
送り込まれ、計量される。ポンプ５、計量ポンプ７及び
コンプレッサー８は互いに適合させることができる。こ
の適合によって、この運転をできる限りその基質の性状
に合ったものにしていくことができるのである。

ガス（空気又は空気／酸素混合物）はコンプレッサー８
によって導管８ａを通り、ノズル４へと圧縮され送り込
まれる。導管１９には、酸化剤及び場合によっては酸化
触媒として働く試薬の添加を計量する計量ポンプ又はス
ロットルバルブ２０がある。これらの物質は計量した形
でポンプで送り込まれるか、又は吸引される。反応器の
液体レベルを同時に決定する、オーバーフロー導管１０
は、沈降分離装置１１に連結している。その分離装置１
１中の邪魔板によって作り出される環状空間又は静置ゾ
ーンの外側から、存在する気泡は」二弄することができ
る。清澄化された液体の一部は直接ポンプ１２に通され
る一方、他のものは」二の昇る。スラッジ粒子の上昇は
デフレクター・エレメント２９により屈折され、好まし
くは、同中心の環状チャンネルシステムにより何度か屈
折し、それらの沈降する傾向が強められる。清澄化した
廃水は、導管１６を通して流れ出る。パイプ３０の内側
では粒子が円錐状の底に沈降する。発生する浮遊スラッ
ジはオーバーフロー・リップを越えて補集ゾーン３１へ
と進み、そこからパイプ３２を通して流出する。デフレ
クター・エレメント２９は液体レベルを介して出口１６
に開放的に連結しており、そして、スラッジを含む廃水
はデフレクター・エレメント２９により何度か屈折され
、そうすることにより、沈降経路の長さを増加している
。デフレクター・ニレメン１−２９を、静置ゾーン３０
の上に配置することにより、このゾーン内の沈殿スラッ
ジ粒子は下に落下しポンプ１２で排出することができる
。ポンプ１２による濃厚スラソジの輸送のために、分離
装置１１は、パイプ１３によって反応器に、そして、パ
イプ１４によって、過剰スラッジを取り除くための補集
タンクに連結している。返送比を調節するためのバルブ
１５はパイプ１３及び１４に存在する。

反応器の下から３分の１のところの導管２の下端にノズ
ル４を設置した結果、反応器の底でのノズル・ジェット
の制御された反射がある。ノズルジェットがはね返った
後開放される細かい気泡は、導管の外側をそって上へと
昇ってくる。反応器は導管７及び遮断部品１８を介して
空にすることができる。反応器の上部には、導入装置２
１、例えば、別に反応器に乾燥物質を送り込むための、
スクリュー・コンヘア型のものがある。この場合には、
水のみが、導管７ａを通して送り込まれる。

ノズル４により、反応器に酸素を強力に供給することが
できる一方、微生物への機械的ストレス（例えば剪断応
力）を最小限にすることができる。

図２及び図３は、この目的に必要なこの種のノズルの構
造を示している。図２は、ノズル全体の縦断面図であり
、図３は、同ノズルの上部の断面図である。ノズルの上
端には、精製する基質及び空気又は空気／酸素混合物の
制御された導入のための環状のギャップ２２及び２３が
ある。環状ギャップ２２は空気の導入に用いられ、一方
、外側の環状ギャップ２３及び中央の穴２４は基質の導
入に用いられる。環状ギヤツブ２２及び２３及び中央の
穴２４は、前混合室につづいている。前混合室の出口部
分には、酸化剤のための流入パイプに連結しているノズ
ル２６がある。ノズル２６の直ぐ後で、前混合室２５は
、混合室につながっている。混合室２７の直径は、液体
速度を低く保つことにより、微生物に働く剪断応力をで
きる限り少なくするよう設計する。混合室２７の直径は
、液体速度を０．４から５　ｍ５ｅｃ＝となるように設
計ずゝ　る。混合室２７に接して、ディフューザーとし
ても知られているノズル４のロート状出口２８がある。

空気又は空気／酸素混合物が環状ギヤツブ２２を通り、
また基質（液体又は懸濁物）が中央の穴２４と環状ギヤ
ツブ２３を通るという事実に基づき、空気は２つの基本
的に丸い液体の筒の間に円心的に囲まれることになる。

結果的に前室２５内で２つの媒体の強力な混合が起こり
、非常に高い酸素移動が実現する。しかし、もう１つの
重要な点は、この配置が基質をあまり撹乱することなし
に、高速で移動することを保証することである。

この目的のためには、まず中央の穴２４の表面及び環状
ギャップの表面ができる限り類似しており、第２に、中
央の穴２４の断面に対する、環状ギヤツブ２２のｌ］の
比が０．５以下であることが都合がよい。混合室２７の
直ぐ手前にあるノズル２６は混合した媒体中へ酸化剤を
スプレーする。このことは、一方で、これら媒体と、酸
化剤の強力な接触を生むが、他方、このノズル２６が低
い位置にあることが、その媒体と酸化剤の接触時間を短
かくしている。微生物に加わる機械的及び化学的ストレ
スからくる全ての負荷は、上記の手段により微生物の許
容範囲に維持される。また反応器の下３分の１のところ
にノズルを置くことは、反応器内にスラッジが大量に存
在するときでさえ、反応器含有物をうまく渦巻かせるこ
とができるようにしている。

用いている酸化剤はオゾン又はオゾン含有空気又は、オ
ゾンを含む他の気体のような気体物質か、流体酸化剤の
場合には、過酸化水素、例えば、過安息香酸、過酢酸、
過酪酸又はその他の脂肪族又は芳香族過酸のような過酸
などの可溶性無機又は有機過酸化物であり、そして、場
合によっては、Ｆｅ　（ＩＩ）塩のような触媒活性をも
つ重金属塩類の存在下、過酸化水素と酢酸のような有機
酸との混合物、又は過酸化水素と硫酸のような無機酸と
の混合物も用いることができる。

化学的かつ生物学的清澄プロセスは以下のように行なわ
れる。

導管７ａ及び再循環導管６を通して、反応器がオーバー
フロー導管１０の位置に満ちるまで、基質（水溶液又は
水への懸濁液）を計量ポンプ７で反応器へ送る。そのポ
ンプの運転により、パイプ系６及び６ａを通して、基質
及び活性汚泥の混合ｚ、３物が循環する。ポンプの出力は、最高の精製が達成でき
るよう設定する。コンプレッサー８の助けをかりて、例
えば空気は吸い込まれ、そしてノズル４の環状ギャップ
２２を通して圧縮される。空気又はこの空気／酸素混合
物が基質／活性汚泥混合物によってあらゆる方向から囲
まれ、そして前室中の基質と強烈に混合されることから
、そのポンプ５は、導管６ａ及びノズル４の環状ギャッ
プ２３又は中央の穴２４を介して、前室中の基質の激し
い交換に必要な基質／活性汚泥混合物及び空気又は空気
／酸素混合物を密接に接触させる。同時に、酸化剤はノ
ズル２６を通して計量的に投入される。混合室２７中で
の短かい保持時間の後、この混合物は、ノズルジェット
で反応器の底を打ちつけ、そして、このジェットは、底
で方向をそらし、反応器１の内壁と、ノズル４を含む導
管２の外壁との間の空間を上へと流れる。ポンプ１２と
バルブ１５によって、分離装置１１を介して、至適返送
比が調節される。ポンプ５及び７のポンプ供給量、コン
プレッサー８の出力、酸化剤の計量装置２０及び分離装
置ザーキソトにおける返送比を調節することにより、外
から操作できる反応器中の保持時間の後、清澄化した液
体の一部は出口１６を通して排出され、活性汚泥の一部
は出口１４を通して排出される。さらに、これらの量は
ポンプ７により汲みこまれる新しい基質の添加により置
き換えられる。分離装置１１は、導管１３及びバルブ１
４を通して流れる量よりも、導管１６を通して排出され
る清澄化した液体の量よりも大きくなるように運転する
。スラッジ粒子の分離は、沈降に必須な撹乱のない、静
置ゾーンで起こる。分離装置１１の容積は、反応器１と
同じオーダーである。

一般に、必要とされる運転温度は、反応器内部で自動的
に設定される。しかし、温度が６０℃以上及び２０℃以
下にならないように、これも外から制御可能なことが望
ましい。

本発明に従う反応器の性能は次にあげるもので示される
。

ａ）ＣＯＤ値（化学的酸素要求量、硫酸クロムの酸化力
により、基質中に存在する有機物を完全にＣＯ２及びＨ
２Ｏに酸化するのに必要な酸素量）ｂ）単位容積当りの負荷（反応器単位容積当りのｋｇｃ
ＯＤ流入物）に関するデータｃ）ＤＭ値（ＤＭ値とは、基質／活性汚泥混合物１リッ
トル当りの乾燥重量をダラムで表わしたもの）ＣＯＤ値は、１．０００．０００ｍｇＣＯＤ／　！Ｊ　
ｙトルのレベルまで達する。比較してみると、流入する
都市生活廃水ば４００〜８ｏｏｍｇｃＯＤ／リットルで
あり、そして工業廃水は２０００〜１０、０００ｍｇＣ
ＯＤ／リツトルである。

ＣＯＤでみてみると、単位容積当りの負荷は本発明の反
応器については、最高的８０ｇ／リットルであり、一方
、比較のために、市のプラントは最高０．５ｇ／リット
ルであり、また工業プラントにおいては、最高１．５ｇ
／リットルである（また、これらの値は塩含量に依存す
る）。分解性能は約６０〜８０ｋｇＣＯＤｍ−３ｄ−’
である。

乾燥物質ＤＭで表わした性能は、本発明の反応器中の基
質流入濃度及びンックナーの形状に依存して、５及び１
８０ｇＤＭ／！Ｉットルの間の値で示される。その上限
は、スラッジがもはやうまく液体化せず、もしくは分離
しないほど濃厚になったときに達せられる（比較として
、市のプラントでの数字は３〜８　ｇ　ＤＭ／　’ＩＩ
ットルである。）。

本発明の反応器のもう１つの利点は、それが小さいスペ
ースしか必要としない点にある。このコンパクトな構造
物は、トランクに乗せることもでき、今までは考えられ
なかった清澄プラントの移動も可能にする。

本反応器の使用範囲を説明するために、図４はウィーズ
マン（Ｗｉｅｓｍａｎｎ）のデータ（Ｕ、Ｗｉｅｓｍａ
ｎｎ）、ＶＤＩレポートＮｏ、６０７．１９８６年、１
５９７〜１６２４頁、゛キネチク・デル・アエロベン・
アブヴアセレイニガング・ドユルヒ・アハウ・フォノ・
オルガニジエン・ベエルビダンゲン・ランド・ドユルヒ
・ニドリフイカチオン（Ｋｉｎｅｔｉｋｄｅｒ　　ａｅ
ｒｏｂｅｎ　　八ｂｗａｓｓｅｒｒｅｉｎｉｇｕｎｇ　
　ｄｕｒｃｈ　　Ａｂｂａｎｖｏｎ　　ｏｒｇａｎｉｓ
ｃｈｅｎ　Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｅｎ　ｕｎｄ　ｄｕｒ
ｃｈＮｉ　ｔｒｉｆ　１ｋａｔｉｏｎ）″）に基づいた
好気的廃水処理の平衡状態図を示している。Ｘは活性バ
イオマスの濃度（ｍｇＤＭ／リットル）、ｓは生物学的
に使用可能なＣＯＤ成分である基質濃度、ＯＤは生物に
よる酸素取り込み速度（ｍｇ、＃−’ｈ−リ、Ｄは比流
速（清澄化の分野でスラッジ令として知られている、保
持時間の逆数）及びμは生物の比増殖速度を示している
。計算のために、分離装置によって反応器中のバイオマ
スは、分離装置なしでの運転と比較して１０倍も増加す
ると仮定した。この例に対する基質の流入濃度は１３７
５ｍｇＣＯＤ／リツトルであった。

反応器中の基質濃度パターンについて特に言及する（曲
線Ｓ）。“従来”の活性化タンクにおいては、もし、生
物分解可能ＣＯＤのみについて考えたときには、出口の
値として例えば、１０ｍｇＣＯＤ／リソＩ・ルという値
が求められる。従って保持時間２０時間に相当する、流
量Ｄ＜０．０５ｈ−’が設定される。一方、本発明の反
応器は、最高流速２ｈ−１、すなわち保持時間０．５ｈ
で運転される。

基質の出口値はこの場合約３００ｍｇＣＯＤ／　！Ｊ　
ソトル（そして、ここでも、この値は生物分解可能ＣＯ
Ｄを示している）。このように、この反応器を用いて、
゛従来′°生物学の出口値に到達することはできない。

そして、これが目的でもない。生物に有害な酸化剤を用
いた化学酸化の運転の基本的特徴は、反応器中の活性バ
イオマスの生存を保証する唯一の方法である、その生物
の迅速な再増殖である。しかし、最も速い増殖は、高流
速のときにのみ達成されうる。図４は、オーダーのレベ
ルでこの状態を明確にするため、比流速と等価な比増殖
速度を示している。これらの生物の迅速な増殖には、増
殖の酸素による制限を防ぐ効果的通気が絶対的な基本要
素となっている。

本プラントから排出される廃水（導管１６）は、必要と
される純度の分解が、長い保持時間にわたって行なわれ
る第２の活性化段階へと送られなければならない。

結果として、残存する基質により効果的に働く生物を選
択するばかりでなく、この第２段階での窒素化を推進す
るか、もしくは窒素化生物のための炭素源として働く、
ＣＯ２含有の反応器を出てきた通気空気を用いて、第２
段階に通気することをも初めて可能にする、この第２段
階の使用の可能性もある。

従来の方法に比べ、本発明の方法には次の２つの主要な
利点がある。

１、生物学的反応器中の化学的酸化によっては容易に分
５Ｗできない物質を除去することが可能である。

２）　出口１６から放出される物質が、非常に低い出口
値への第２段階の再精製がなされるとき、通気空気は従
来の１段階法に比べ３０〜４０％節約４０％。

次の例は薬品製造業者からの固体粉末残香の生物分解及
び達成された結果を示している。

実施例活性物質のような直接生物分解できない成分を１０％含
んでいる、糖、カルボギシメチル・セルロース及び他の
賦形剤を主に含む薬品製造業者からの残香を直径５００
闘、高さ２３００ｍｍの、本発明の反応器中に入れた。

液体容量は５００１２である。その残香を、水リットル
当り５００ｇの残香の割合で水にどろどろになるよう混
合した。そのマツシュのＣＯＤ値ば５００ｋｇ／ｍ３で
あった。

既存の工業廃水処理プラントからのスラッジを接種物と
して用いた。その反応器を、単位容積当りの負荷２５ｋ
ｇＣＯＤ−ｍ−３・ｄ−’で運転した。ノズルを通して
の醗酵液の再循環は１２ｍ３／ｈの速度で行ない、一方
、２０ｍ３／ｈの空気が導入された。ｐＨは６．５、醗
酵液の溶存酸素含量は、２）０　ｇ　／　（ｔ、そして
、温度は３８℃であった。排出された物質は、なお、Ｃ
０Ｄ２　ｇ／ρの値を持ち、それゆえ、工業廃水処理プ
ラントに送られた。

反応器中の有機乾燥物質は４０ｇ／βであり、必要とさ
れた電力は総計３．４ｋＷ／ｍ’であった。

化学酸化は、ノズルに６７ｍβ／ｈのパーハイトロール
を送り込むことにより行った。

パーハイトロールなしのときの分解度は、ＣＯＤ、３１値で８９．７％であったが、一方パーハイドロールを使
うと、９９．６％であった。明らかに、この結果は、直
接生物分解できない全ての構成物質も実際に拾い上げら
れたことを示している。

【図面の簡単な説明】

図１は、反応器及び分離装置、及びその周辺機器とパイ
プラインを図式的に示したものである。図２は、ノズル４の縦断面図である。図３は、ノズル４の上面図である。図４は、ウィーズマン（囚ｉｅｓｍａｎｎ）のデータに
基づく好気的廃水処理の平衡状態図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非生物分解性産物を酸化により、生物的に使用可
能にし、かつ、同時に、その生物的に使用可能な産物を
生物分解すること、一方では、反応器中に微生物を高密
度で、かつ水中の溶解物又は懸濁物として存在する、分
解されるべき産物を高濃度で維持し、空気又は空気と酸
素の混合物を用い、かつ同時に酸化剤を添加することに
よる強力なガス供給を行うこと、他方では、その基質を
空気又は空気と酸素の混合物と強力に混合すること及び
酸化剤との短時間の接触を要求とすることを特徴とする
、固体及び液体有機廃棄物の化学的かつ生物学的除去方
法。
（２）特許請求の範囲第１項記載の廃水を、特許請求の
範囲第１項記載に方法における反応器中で生成したＣＯ
＿２含有の排気で、また場合によっては、さらにＣＯ＿
２を添加した混合物で処理する従来の活性化プラントに
送り込むことを特徴とする、該廃水をさらに精製する方
法。
（３）反応器内の温度は２０℃と６０℃との間に設定さ
れ、化学的酸素要求量又はＣＯＤ値は、リットル当たり
１，０００，０００ｍｇＣＯＤまでの範囲にあり、そし
て、ＣＯＤ値での、単位体積当りの負荷がリットル当り
８０ｇＣＯＤまでの値であることを特徴とする、特許請
求の範囲第１項記載の方法。
（４）実在する廃水処理プラントからのスラッジを接種
物として用いることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載の方法。
（５）（イ）水に溶解又は懸濁した基質を計量ポンプ（
７）により反応器（１）中に導き、そして、そこでポン
プ（５）により、ノズル（４）を介して循環すること、
（ロ）空気をノズル（４）中の環状のギャップ（２２）
を通して導入し、そしてその基質を環状のギャップ（２
３）及びノズル（４）中の中央の穴（２４）に通し、そ
の結果、その空気が２つの本来丸い液体の円柱の間に囲
まれ、その前室（２５）が混合室（２７）と合わさる直
前、前室（２５）中のそれら媒体間で密接に接触できる
ようになること、（ハ）そして、ここにあるノズル（２
６）を介して、酸化剤が加えられ、さらにその混合室（
２７）がそのように構成されている結果、液体の流速が
０．４から５ｍｓｅｃ＾−＾１となり、その酸化剤との
接触時間を短かくできること、（ニ）また、そのノズル
（４）が両端が開いた導管（２）の低い方の部分に設置
されており、その結果、ノズルジェットとしてノズルを
離れた後、基質／空気混合物は反応器の底ではじかれ、
そして、その後、反応器の内壁と、導管の外壁の間を上
に流れること、（ホ）そして、このように処理された媒
体の一部は、スラッジと液体を分離するために分離装置
（１１）に導びかれ、そして、そのスラッジの一部は反
応器へと再循環されること、を特徴とする、特許請求の
範囲第１項、第３項及び第４項記載の方法。
（６）反応器（１）から排出された物質（１０）を、そ
の反応器と同じオーダーの容積をもつ分離器（１１）に
導き、その分離は流れを安定化し、そしてガス処理を促
進する、デフレクター・エレメント（２９）と共に、環
状空間（３０）からなる、作りつけの構成要素により影
響をうけることを特徴とする、特許請求の範囲第５項記
載の方法。
（７）場合によっては、触媒の存在下、酸化剤として、
オゾン、オゾン含有空気又は過酸化水素、可溶性無機又
は有機過酸化物、好ましくは過酢酸又は酢酸／過酸化水
素混合物を使用することを特徴とする、特許請求の範囲
第１項記載の方法。
（８）（イ）吸引導管（６）及び圧力導管（６ａ）及び
これら導管の端に存在するノズル（４）を介してポンプ
により、基質の連続的循環のための循環システムを確立
すること、（ロ）さらにそのノズル（４）を導管（８ａ
）を介してコンプレッサー（８）に継ぎ、圧縮空気又は
圧縮空気／酸素混合物を供給すること、（ハ）ノズル（
４）を環状の穴（２３）及び（２４）により、入口（６
）に連結され、そして１つ以上の環状ギャップ（２２）
により、入口（８ａ）に連結され、そしてその穴の隣に
は前混合室（２５）を有していること、（ニ）その前混
合室（２５）は、実際の混合室（２７）への移行の領域
に、導管（１９）に接するノズル（２６）を有している
こと、（ホ）その混合室は、その中に含まれる微生物に
できるだけ剪断応力がかからないように、そして、これ
ら微生物と、酸化剤との接触時間をできるだけ短くする
ように設計されていること、（ヘ）そしてその混合室の
端に隣接してディフューザー（２８）があり、デフレク
ター（３）には導管（２）が与えられており、これによ
って、ノズルから噴霧された基質と空気の混合物は、デ
フレクター（３）についている導管（２）の外壁にそっ
て上に運ばれ、導管（６）を通して、サーキット内にポ
ンプで返送又は、導管（１０）を通して、沈降分離装置
（１１）に流出すること、（ト）その沈降分離装置（１
１）は、ポンプ（１２）、導管（１３）及びバルブ（１
５）を介して、反応器（１）に連結しており、そしてさ
らに、ポンプ（１２）を介し、清澄化スラッジをキャッ
チング・タンクへ配給するために、バルブ（１５）で外
に継っている導管（１４）に連結していること、（チ）
一方でそのタンクは液体排出管（１６）を有し、バルブ
（１５）をもつポンプ（１２）は、至適返送比を保証し
、そして、導管（６）に取りつけられている導管（７ａ
）及びポンプ（７）は、基質が分離装置（１１）から排
出された清澄化スラッジ及び液体の量に応じて供給され
ることを保証すること、を特徴とする、両端の開いた導
管（２）を含み、円筒形反応容器からなるループ状反応
器により、固体及び液体有機廃棄物を化学的にかつ生物
学的に除去する装置。
（９）（イ）分離装置（１１）がその内部に静置ゾーン
（３０）を含み、その静置ゾーンの上に、清澄化した廃
水の出口をその中央にもつデフレクション・エレメント
（２９）があること、（ロ）導管（１０）は分離装置（
１１）にて清澄化すべき液体を導くこと、（ハ）静置ゾ
ーン（３０）の壁は、液体のジェットをはね返す助けと
なり、そのいくらかの液体は直ちにポンプ（１１）で汲
み上げられ、またそのいくらかの液体は上へ移動し、一
方、それに伴う気泡はその上端で放出されること、（ニ
）デフレクター・エレメント（２９）は出口（１６）と
ゆるく連結されており、一方、スラッジを含む廃水は作
りつけの部品（２９）により何度か方向を変え、そして
このようにして沈降経路を長くしてあること、（ホ）及
びデフレクション・エレメント（２９）が静置ゾーンの
上にそのように配置してあることで、このゾーン内部で
分離する全てのスラッジ粒子は、底に沈むことができ最
終的にはポンプ（１２）で排出されることを特徴とする
、特許請求の範囲第８項記載の装置。
（１０）（イ）上部で外側に円錐状に張り出し、そして
再び円筒状になっているデフレクター（３）を伴い、そ
の両端の開いた導管（２）を含む円筒状反応容器（１）
からなるループ反応器を用いること、（ロ）そこの中央
に付けられた導管の下から三分の１のところにノズル（
４）が付いており、そのノズル（４）は基質を供給する
ためのパイプ（６ａ）、ガスを供給するためのパイプ（
８ａ）、及び酸化剤を供給するパイプ（１９）に隣接し
ており、そして導管（２）の内側の上部又は中央部には
、再循環ポンプ（５）を介し、パイプ（６ａ）によりノ
ズル（４）へ連結されている、基質を循環するためのパ
イプ（６）の最初の部分があること、（ハ）ポンプ（５
）の背後で、基質供給導管（７ａ）はパイプ（６）と出
合い、計量ポンプ（７）を有するこの導管（７ａ）は、
基質を導き、ポンプで循環させることが可能なサーキッ
トを形作っていること、（ニ）ノズル（４）は、ガス供
給導管（８ａ）を介してコンプレッサー（８）に連結し
ており、そしてノズル（４）中にあるノズル（２６）は
ライン（１９）を介して酸化剤を計量するための計量ポ
ンプ又はスロットルバルブに連結していること、（ホ）
オーバーフロー導管（１０）は、沈降分離装置（１１）
に付いており、ポンプ（１２）によって、濃厚スラッジ
を移送するための分離装置（１１）は、導管（１３）を
介して反応器に連結しており、かつ、導管（１４）によ
りスラッジ・キャッチング・タンクに連結していること
、（ヘ）その導管（１３）及び（１４）には、調節可能
なバイパス・バルブがついており、そして分離装置（１
１）は、その上部に出口（１６）を有し、ノズル（１４
）は反応器の内部の下から三分の１のところに取付けら
れており、そして場合によっては、反応器は乾燥物質で
反応器を充満させるための導入メカニズム（２１）を有
していること、（ト）ノズル（４）はその入口領域に空
気導入のための環状ギャップ（２２）、外側にある環状
ギャップ（２３）、及び基質を供給するための中央の穴
（２４）有し、そして、混合室（２７）と合わさる前混
合室（２５）に継がっていること、（チ）一方前混合室
が混合室と継がる直前に、酸化剤導入用のノズル（２６
）があり、そして混合室（２７）は、液体のスピードが
０．４から５ｍｓｅｃ＾−＾１となるようにその周辺を
設計し、さらに、その混合室（２７）に連結するディフ
ューザー（２８）があること、を特徴とする、固体 yび液体有機廃棄物を化学的かつ生物学的に除去するた
めの、特許請求の範囲第８項記載の装置。