JPS634831A - 排出空気および廃水の生物学的精製装置および方法 - Google Patents

排出空気および廃水の生物学的精製装置および方法

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JPS634831A JP62150373A JP15037387A JPS634831A JP S634831 A JPS634831 A JP S634831A JP 62150373 A JP62150373 A JP 62150373A JP 15037387 A JP15037387 A JP 15037387A JP S634831 A JPS634831 A JP S634831A
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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】 3、明の詳細な説明 置中に通過させる、排出がスもしくは廃水の生物学的精
製方法に関する。さらに、本発明はこの方法を実施する
装置に関するものである。
排出空気の生物学的精製には、バイオウオツシャおよび
バイオフィルタに関し、次の要件が課せられる: l 高効率、すなわち排出空気からの汚染物および悪臭
物質の最も完全な除去; ユ 小寸法、特に小断面積(空間的要求);ユ 低エネ
ルギ消費(運転コスト); 矢 簡単な構造および操作; ふ 最大範囲の濃度における最大範囲の汚染物に対する
効果。
排出空気は汚染物含有量が高くかつ一般にこれを生物学
的に分解するには高い酸素要求を伴なうため、或いは除
去すべき成分の水溶性が低いため、物質交換能力に関し
高度の要求が課せられる場合、上記要件を満たすのは特
に困難である。
公知のバイオウオッシャおよびバイオフィルタを詳細に
検討した際、これらは全て、上記基準の少なくとも1つ
または一般に幾つかの点で相当な欠点を有することが判
明した。
殆んど全てのバイオフィルタは低ガス速度(θ/壓′3
もしくはそれ以下)においてしか操作できず、したがっ
て大面積を必要とする。汚染物含有量が多くかつそれに
伴なってバイオマスの増殖が大きければ、これらは閉塞
する傾向を有する。たとえばハロダン化炭化水素、或い
は各樵の硫黄もしくは窒素化合物を分解する場合のよう
な、生物学的分解に際し、強酸(1(Ct,HF,H2
SO4もしくはHNO3)が生ずると、バイオフィルタ
(たとえばコンポストフィルタ)におけるーが低下し、
この一を七塩基の添加によって調節しなければ生物学的
分解能力が停止し、これは圧力損失を増大させると共に
貧弱な分配(液体が向流を伴なう縁部に集まる)或いは
効率の低下(成体が汚染物を同伴する)の間頌を伴なう
公知のバイオウオッシャ、たとえばジェット洗浄機、充
填力ラムまたは慣用のプレートカラム(たとえば、特願
昭!;/−1,りolIg号参照)とそれに続く生物反
応器は、溶解した有害物質および溶存酸素を輸送するた
めに一般に要求される洗浄機から生物反応器へのおよび
その逆の極めて高い液流という主たる欠点を有する。こ
の欠点は、吸着剤(たとえば活性炭)を添加して減少さ
せうるが、これらの手段は新たな欠点(侵食、保守並び
に石炭貯蔵および処分の投資コスト)ヲ伴なう。
さらに、このジェット洗浄機は、低い汚染物溶解度およ
び/または低い最終許容濃度が多段階法を必要とすれば
プラントの複雑性を増大させるという欠点を有する。
上記欠点に鑑み、本発明の目的は、最小の妥協により上
記した要件を満たすような排出空気および廃水の生物学
的精製方法並びに関連装置を開発することである。
この目的は本発明によれば、プレートカラムを気表接触
装置として使用すると共に、生物学的分解に必要とされ
るバイオマスを液体中に懸濁させ、かつ運転に際し公知
の出口堰もしくは出口管によってプレート7枚当り0.
07 m より大きい、好ましくは0. / !; m
’より大きい液体滞留(ホールドアツプ)を断面積/m
mクシ調節することにより達成される。本明細書におい
て、プレートカラムという用語は、少なくとも部分的に
通気され、すなわちn製すべきガス流を横断させる液体
が存在する少なくとも2枚のプレートを備えたカラムを
意味し、ガスはこれらプレート或いはプレートに接続さ
れた取付部(ベル、煙突、ダクトなど)における開口部
(スリット、穴部、弁など)を流過してこれらプレート
を横断し、かつプレート上に位置する少なくとも液体の
7部が頑次にガスに対し向流または交差流/向流となる
。プレート面積/m 当シ最高θO5倶 という比較的
小さい液体含有量(滞留)を伴なう蒸留および吸収に慣
用であるプレートと異な“シ、多数のプレートを用いず
に所要の反応容積を達成するには本発明による方法では
大きい滞留が所望される。他方、汚洗物の吸収、或いは
好気的分解に要求される酸素につき所望の最終的ガス純
度並びに汚染物の溶解度および出発濃度に依存して特定
数のプレートが要求されるので、本発明によればプレー
ト面積/m当り約0.07〜2mの範囲にあるプレート
7枚当りの最適な特定液体滞w金生ぜしめる。
従来のプレートに関し通常であった全液体に対する通気
は、ガス流における高い圧力損失をもたらし、かつ所望
の液体レベルにて高いエネルギ消費を伴う。この問題は
液体の7部にのみ通気して有利に解決され、その際ガス
を煙突またはダクト(これらはプレートに接続されかつ
広範な種類の形状とすることができる)に通過させ、さ
らに底部(未通気)の液層に通過させた後にのみ前記煙
突もしくはダクト或いはこれらまたはプレートもしくは
その縁部に固定した取付部(たとえば、いわゆるベル)
もしくは可動取付部(たとえば、い、わゆる弁)におけ
るスリットもしくは穴部を通して液体中へ流入させる。
−般にこの部分的通気、絞よび通気されてない液体と通
気液との間の物質の貧弱な交換、並びに未通気領域にお
けるバイオマスの沈降に伴なうこれらの欠点は、本発明
によれば、液体チャンバを通気される上方向移動帯域と
通気されない下方向移動帯域とに分配するほぼ垂直な取
付部(邪魔板または案内管)により、対流を生ぜしめる
ことによって回避される。この目的には、邪魔板および
案内管は循環に対し充分な中間の空間部がプレートと邪
魔板もしくは案内管の上縁部との間およびその上縁部と
液体表面との間に位置するような寸法として配置される
。液体(気殻−パズル層)のレベルは、出口管もしくは
出口ダクトの上級部と出口堰より上方の液体上昇とによ
って決定される(これは慣用のプレートにおける条件と
同様である)。
ガス上昇ダクトに関し好適に使用される設計によれば、
ガス室に面するダクトの内表面は、好適に配置されたス
グンーノズルおよびスグレー穴部を有するチューブを常
にプレートの下方のダクトに対し垂直に配置すれば、特
に簡単に付着バイオマスをノ々−ノすることができる。
好ましくは、これらのチューブはその長手軸線を中心と
して回転自在である。かくして、パージ効果を向上させ
ることができる。
本発明による方法と従来のバイオウオッシャとの間の決
定的相違点は、生物学的分解に要する容積の大部分をプ
レートカラム内に配置しうろことである(−体化した吸
収器/生物反応器)。しかしながら、必要に応じ、後反
応器(たとえばポンプモデル)をさらに外部の液体サイ
クル中に挿入することもできる。
各種の有機汚染物を含み、その濃度が100ダC/m’
 〜’I 000 Ln9 C/m’の範囲で変化すル
ヨうな、? 00 m’/hのガス流を、懸濁物中に乾
燥物質/!r11/lまでのバイオマス濃度を維持しな
がら実質的に精製しうろことが判明し、その際約0. 
/パールの圧力損失を伴なって10枚のプレートに分配
した全液体含有i o、 q m3を有する本発明の’
130mDNバイオウオッバイオウオッシヤカラム体領
域における閉塞は生じなかった。ガスダクトの内部に閉
塞が生じた場合は、これを圧力低下の増大てよって検出
することができ、かつ上記・e−ジ装置を用いて容易に
除去することができた。運転コストは、他の排出ガス処
理法よりもずっと低いものであった。
たとえば、エネルギコスト(主としてガス運搬に要する
)は、難溶性物質(たとえばトルエン)を洗浄除去せね
ばならない場合、同等に有効な多段階式の生物学的ジェ
ット洗浄装置におけるエネルギコスト(主として液体運
搬に伴う)の//10よりずっと低いものであった。
さらに、本発明による生物反応器を用いて有利に廃水流
金も生物学的に精製しうろことが判明した。この目的に
は、精製すべき廃水をプレートカラム中に移動させ、か
つ空気、酸素もしくは酸素含有ガス全横断させる。同時
に、バイオマスの7部を精製された廃水から分離すると
共に、これを流入する廃水中へまたはカラム中へ再循環
させる。
この方法は、特に極めて小型な構造が重要である場合、
高濃度の廃水に対し特に適している。
単位面積当りの空気通過量を高くしうるため(/ m/
sの空チユーブ速度以上)、従来の装置と比較して極め
て高い空気流入速度が比較的低いエネルギ消費で達成さ
れる。かくして、高いバイオマス濃度を達成しながら、
極めて小型な装置が得られる。滞留時間は外部の回路配
置に基づいて変化させることができ、かつ所望ならば単
一装置内に多段階の生物学的清澄装置を作成することも
できる。排出ガス処理と比較して液体処理量が犬である
ため、この場合には薄情プレートカラムの場合に慣用で
ある手段を採用すべきである(大型ダクト、できれば多
段プレート)。活性汚泥の分離は、従来の精製プラント
におけると同様にシックナーで行なうことができる。し
かしながら、本発明による装置の主たる利点、すなわち
その小さい空間要求を失なわないためには、−層小型の
分離装置、たとえば浮遊セルが好適である。
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。
第1図によれば、未処理ガスはプレートカラム二の下端
部にて供給パイプ/を介し供給される。
次いで、このガスはプレート3を流過しかつ再び精製ガ
スとしてプレートカラム−の頂部からノズルグを介して
流出する。栄養溶液を供給・母イプタ全介してカラム頂
部またはその他の個所に導入する。過剰の汚泥および消
費された栄養溶液は、ノJ?イf乙を介して溜部〃)ら
、或いはプレート3の7つから流出させることができる
。汚泥の沈降および再循3!i!’を行なうこともでき
る(図示せず)。通常、懸濁物の7部をカラムの頂部(
回路7)またはプレートの7つ(回路g)へ循環させる
。さらに、戻り部q′!il−プレートの内側に設ける
こともできる。この場合、破線で示した回路とおよび9
は2段階戻シ部を形成する。PHを調整するだめの装置
を、回路内に装着して−を一定に保つことができる。さ
らに、これらの回路はバイオマス濃度を均一化させかつ
微生物に無機栄養塩を供給するのにも役立ち、これら塩
類はたとえば溶解した形態または固体状として回路中に
導入することができる。懸濁物に溶解した有機物質(微
生物用の栄養分)および酸素の濃度も、外部回路によっ
て所定範囲内に均一化することができる。
第2図によれば、プレートカラム2を用いて廃水′lj
r:f11i製する。未処理の廃水?入口10を介して
最上部のプレート3に供給し、ここから順次にグレー)
3yfr介し液体出口//まで流動させ、かつそこから
汚泥保持装置/2中へ流入させる。ここから、清澄され
た廃水は溢出部/3を流過する一方、過剰の汚泥はパイ
プ/弘を介して除去され、この汚泥全回路15を介して
最上部のプレート3に循環させる。好気的廃水処理に必
要な空気はノズ/I//l、を介してカラムユのプレー
トに供給され、液体に対し向流としてプレート3ft横
断しかつ再びカラムの頂部から出口ノズル/7を介して
流出する。
第2図とは異なシ、未処理廃水は最上段のプレートより
下のプレートに供給することもできる。
この場合、未処理廃水供給部より上方のプレートは、酸
素供給に役立つ空気流と共に放出されるような揮発性廃
水成分につき排出ガスの生物学的精製に役立つ。
廃水処理の際に精製した排出ガスの生物学的精製は、さ
らに別のカラムで行なうこともできるが、これはしばし
ば装置の2つの部分に極めて異なる液体が添加されるの
で便利である。他の場合には、排出ガス処理および/ま
たは廃水処理を幾つかのカラムに分割して、これらをガ
ス流および/または液流に関し並列もしくは直列で操作
することも有利である。たとえば、構造上の理由(高さ
)或いは現存する装置の使用(カラム、凝縮器などのパ
ッチ)も役割を演じ、この場合負荷が変化する際に一層
大きい融通性が可能となる(廃水もしくは排出ガス生成
または分解すべき汚染物の濃度の増加に関連する)。
カラムプレート3の構造を第3図に一層詳細に示す。精
製すべきガス(第7図における供給ツクイア’/)は矩
形断面のダクト/g(取付部)を上方へ流過し、かつこ
の場合には穴部/9として設計したガス流出開口部を介
して液体中へ流入する。
垂直邪魔板−〇をこれらのダクト1g間に配置する。邪
魔板20は液体中に対流を生ぜしめ、液体は気体ダクト
18と邪魔板、20との間の領域を上方へ流動して、頂
部におけるガスダクト/gから流出するガスを放出させ
、邪魔板20の上級部に沿って横方向へ部分的に流動し
、再び邪魔板の間の領域で流下しかつ邪魔板20と気体
ダクト/gとの間の帯域に流入し、プレート3の真上の
空隙部2/を流過する。邪魔板、2.0の周囲で流動す
るこの大きいポンプ流は、グV−)3における混合およ
び液体中の固体(活性汚泥)の分散を生ぜしめる。さら
に、入口ノやイブ22もしくはダクトから出口・ぐイブ
23への液体の交差流もプレート上で生ずる。プレート
3とカラム壁部2弘との間の封止、並びにカラム内への
プレート3の固体は蒸留技術から公知であり、したがっ
てここに詳細に説明する必要はない。
第グ図は、立方体ダクト/gの上端部における気体出口
開口部の各種の実施例を示している。気体出口開口部7
9は、水平方向(図面の左側)または垂直方向(図面の
真中)に延在するスリットトシて、或いはダクトにおけ
るスリット状開口部として設計され屋根状に封止される
(図面の右側)。
第3図は、ガス出口開口部としてのスリット/ヂを有す
る固定ベル27を設けた円筒状ガスダク)2.4t−備
えるプレート設計の断面図である。
ベル27を包囲して同心案内管2gを配置し、実効プレ
ート3とその下縁部との間に空隙部29を形成し、この
空隙部を通して液体は案内管2gと煙突=乙もしくはベ
ル27との間の液体帯域から流出することができる。次
いで、液体は上方へ流動し、スリット/9で通気されて
案内管2gの上縁部を介し案内管の間の帯域に流入し、
再び下降する(矢印の流れ参照)。第3図による設計と
同様に、液体は・やイブ22を介してプレートまで流動
し、かつ再び上級部にて・ぐイブ23中に流入する。連
続運転に際し、微生物で汚された壁部がガス出口ダクト
/gもしくは煙突λ乙およびベル27に生じ、この汚染
は極端な場合にはがスの供給に役立つこれら部分の閉塞
をもたらしうる。ダクト1g間する好適に選択した設計
においては、この壁部汚染は単に自由にスプレーするこ
とにより洗浄除去することができ、その際ダクト/トに
対し垂直なスプレー開口部31もしくはスプレーノズル
を備えた洗浄管30をガス室中へ対応するプレート3の
下方にてWJ6図にしたがって導入し、かつ所要に応じ
てガス出口ダクトをスプレーしまたは洗浄除去する。必
要とされるチューブの本数は、これらチーープをその長
手軸線全中・置て回転自在に配置することによりスプレ
ー開口部もしくはノズル/個当り比較的大きいダクト長
さを回転によってカバーすれば特に少なくすることがで
きる。各スプレー開口部31はガス上昇ダクト/どの下
に位置し、ガスダクトの全内表面がガスダクトの長手方
向に対して垂直に延在する洗浄管の回転により噴霧され
、または洗浄除去されるようにする。比較的大きいカラ
ムの場合、それに応じて多数のチューブをノズルもしく
はスプレー開口部31のスプレー幅に基づく間隔で平行
配置され、・その個数は幾何学(ダクト高さ、チューブ
およびスプレー開口部の直径)並びに洗浄液の初期圧力
に依存する。
以上、第1〜乙図を参照して本発明を実施例につき説明
したが、これらは本発明の範囲を逸脱することなく多く
の方法で改善しうろことが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は排出ガスの生物学的精製に関する本発明による
生物反応器の流れ図であり、 第2図は廃水精製用の生物反応器の流れ図であり、 第3図は排出ガスを液体中へ導入するための取付部を備
えた生物反応器のプレートの略図であり、第≠図はガス
出口開口部を備えた各社の実施例の取付部を示す略図で
あり、 第5図は円筒状ガス煙突を備えたプレートの略断面図で
あり、 第6図はスプレーチューブを備えたプレートの略図(斜
視断面図ズある。 /・・・供給・ンイグ、2・・・プレートカラム、3・
・・プレート、≠・・・ノズル、j、乙・・・)ぐイア
”、7.ど。 7・・・回路。 第2図 第5図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)排出ガスもしくは廃水を気液接触装置中に通過さ
    せて生物学的精製を生ぜしめる排出ガスもしくは廃水の
    生物学的処理方法において、気液接触装置としてプレー
    トカラムを使用すると共に、バイオマスをカラム断面積
    /m^2当り0.07m^3より大きい、好ましくは0
    .15m^3より大きいプレート1枚当りの液体含有量
    に相当する層高さを有する水性懸濁物としてプレート上
    に分配することを特徴とする生物学的処理方法。
  2. (2)プレートカラム中に通過させる廃水に空気、酸素
    もしくは酸素含有ガスを横断させ、かつバイオマスの1
    部を精製された廃水から分離してこれを流入する廃水中
    へまたはカラム中へ再循環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。
  3. (3)吸着した汚染物、分解生成物および栄養物の濃度
    並びに酸素および/またはバイオマスの含有量およびp
    Hを、カラムの溜部から1枚もしくはそれ以上のプレー
    トに対するおよび/またはプレートから他のプレートに
    対する液体の再循環により、かつ/または液体、バイオ
    マス懸濁物もしくは汚泥の供給および排出によつて調整
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
    項記載の方法。
  4. (4)廃水中に含有された易揮発性の生物学的に分解し
    うる汚染物および/または悪臭物質を生物学的に分解す
    るに際し、廃水を最上段のプレートでなく下部プレート
    上へまたは溜部中へ導入し、かつ廃水供給部より上方に
    位置するプレートを易揮発性成分を含んだガスの生物学
    的精製に使用することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項〜第3項のいずれか一項に記載の廃水の生物学的精製
    方法。
  5. (5)2個もしくはそれ以上のプレートカラムを、ガス
    流および/または液体流に対し並列もしくは直列で操作
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項の
    いずれか一項に記載の方法。
  6. (6)精製すべきガスおよび/または廃水の供給経路を
    備える特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか一項に
    記載の方法を実施する生物反応器において、この生物反
    応器をプレートカラム(2)として設計すると共に、プ
    レート(3)上に開口部(19)を設けた取付部(18
    )を配置して、前記開口部を介し精製すベきガスをプレ
    ート(3)上に位置する液層の上部に流入させることを
    特徴とする生物反応器。
  7. (7)液体に対流を生ぜしめる邪魔板(20)もしくは
    案内管(28)をプレート上にさらに配置したことを特
    徴とする特許請求の範囲第6項記載の生物反応器。
  8. (8)プレート(3)にスプレー開口部(31)または
    スプレーノズルを有する洗浄管(30)を設けて、これ
    をダクタ、煙突またはベルの内表面に指向させることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項〜第7項のいずれか一
    項に記載の生物反応器。
  9. (9)洗浄管(30)がその長手軸線を中心として回転
    自在であることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第
    8項のいずれか一項に記載の生物反応器。
JP15037387A 1986-06-20 1987-06-18 排出空気および廃水の生物学的精製装置および方法 Expired - Lifetime JP2515552B2 (ja)

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DE19863620728 DE3620728A1 (de) 1986-06-20 1986-06-20 Vorrichtung und verfahren zur biologischen abluft- und abwasserreinigung
DE3620728.4 1986-06-20

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Publication Number Publication Date
JPS634831A true JPS634831A (ja) 1988-01-09
JP2515552B2 JP2515552B2 (ja) 1996-07-10

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JP15037387A Expired - Lifetime JP2515552B2 (ja) 1986-06-20 1987-06-18 排出空気および廃水の生物学的精製装置および方法

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