JPS6359760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスを液体中に溶かすことにより、そ
して特に酸素に富むガスを水性物質、例えば生物
化学的酸素要求量を有する廃水中に溶かすことに
より液体を処理する方法に関するものである。

多くの既知の下水処理方法は通気段階、下水の
生物学的分解が起る第一次および時には一つまた
は一つ以上の第二次処理段階、および処理された
下水が透明になつた液体と濃縮された汚泥に分離
される沈降（Settlement）段階を含めた数個の
処理段階を使用する。各段階はしばしば一つまた
は一つ以上の別々の処理槽中で行われ各槽中では
多大の滞留時間となる。さらに、細菌汚泥と処理
された液体を分離するための沈降はほとんど処理
が起らない相当長時間の嫌気状態を来しそのため
に総体的処理周期が長びく結果になる。

比較的最近のいくつかの提案において第二次処
理段階または下水処理プラントの諸段階における
酸素添加について空気の代りに酸素の使用が推奨
された。これは全体の処理周期を早めそして処理
プラントがまねることのできる生化学的負担の増
加にある程度の利益をもたらすことができる。一
方空気を酸素へ置換することは得られる溶解酸素
の濃度の増加から生ずる炭酸ガスの細菌による形
成速度の増加のために処理される汚水の酸度の望
ましくない増加をまねく。その上、酸素使用に対
するいくつかの縦前の提案がされたがこれは過度
の汚泥形成率をもたらした。さらにいくつかの酸
素使用プラントにおいて、上部開放の処理槽より
もむしろ閉鎖処理槽が必要とされ、このことはプ
ラントの投資費を増加させた。

本発明の目的は、単一の処理槽のみを必要とす
るにすぎなく、純酸素、商品酸素、濃酸素の空気
またはその他の酸素ガスの供給によつて操作し
て、その処理にかかわる細菌の呼吸を維持でき、
そして上記の不利益をもたらさずに運転すること
のできる生物化学的酸素要求量を有する水性廃棄
物質を処理するための方法を提供することであ
る。

本発明は生物化学的酸素要求量を有する水性廃
棄物質を処理する方法を与えるが、その方法は連
続的に流れる廃棄物質の流体を通路に通しそして
大量の物質を含有する処理容器中に流体を導入
し、その流体を細菌汚泥を含む水性液体の連続的
に流れる流体と合流させ、酸素または酸素含有ガ
ス状混合物を合流した流体に導入してその中で酸
素の分離気泡を形成させそしてそれによつて酸素
の溶解を促進し、容器中の清浄化された水性廃棄
物質の比較的沈静化した上層内の仕切られた沈静
帯域中に流体を導きその際水性物質の生物化学的
処理が行われそして細菌汚泥を含んでいる容器の
下方帯域に液体が通過する前にそのように導入さ
れた液体の運動が実質的に減少するようにし、前
記の層から清浄化された液体を引き出し、そして
細菌汚泥を含む水性物質を下方帯域中の液体から
再循環させそしてそれによつて前述の細菌汚泥を
含む水性液体の連続的に流れる流体を形成させる
ことを含む。

本発明で用いられる生物化学的酸素要求量を有
する水性廃棄物質を処理する装置は多量の物質を
容れる容器；容器の底の上部に間をあけて配置さ
れ；仕切られた容器の沈静帯域と連絡する通路を
通つて水性廃棄物質の流体を連続的に流出させる
手段；前記の流体を細菌汚泥含有の水性液体の流
体と合流させる手段；前記沈静帯域に境界を設け
そして液体をその中で清浄化した液体の上層から
分離して、装置の運転中はその清浄化された液体
は沈静帯域を囲み、そして装置の運転中はそれか
ら清浄化された液体を引き出すようにする手段；
装置の運転中に、水性物質の生物化学的処理が行
われそしてその中に細菌汚泥を含んでいる容器の
下方帯域に、装置の運転中に、液体が進む以前に
液体の運動が実質的に減少するようにその流体を
沈静帯域に導入する手段；合流した流体の中に酸
素または酸素含有ガス混合物を導入してその中に
分離した酸素ガスの気泡を形成させそれによつて
酸素の溶解を促進するための手段；および下方帯
域中の液体から細菌汚泥含有水性廃棄物質を引き
出しそして上述の連続的に流れる細菌汚泥含有水
性液体の流体を形成するための手段を含む細菌汚
泥を含む水性物質を再循環させる手段；からなる
ものである。

本発明による方法は廃棄物質を単一の主容器中
で処理することができ、清浄化された液体は容器
の上方帯域から流出させることができそして懸濁
固形物（即ち細菌汚泥）含有液体を再酸素処理用
に連続的に再循環させることができるという潜在
利益を有する。

液体の中にガス気泡を導入して流体を酸素処理
することは先行技術の系で使用された別個の曝気
槽の必要性を除き、そしてその上、沈降した汚泥
のさらに別の工程段階での二次処理もまた不必要
となる。また本発明による方法は全処理サイクル
が単一処理容器中で行われる系内において、酸素
処理された液体を供給する比較的沈静化した処理
帯域を達成する利点を有すると信じられる。さら
に、酸素処理と沈降は単一容器で行われるため
に、嫌気状態は沈降によつて誘発されることなく
そして脱窒素の結果生じる汚泥固形物の浮遊の危
険性も最小になる。

気泡（酸素の）を含む水性物質の流体は、拡大
室（Expansion Chamber）を通つて下方に通過
させることが好ましくその室中では液体の流速
は、下方に流れる液体と室中を上昇する気泡間の
接触時間を引延ばす値まで減少し、流体はその室
内に導入されて流体内のより大きな合体した気泡
を比較的より小さい気泡に粉砕しまたは破壊する
のに十分な乱流を室内で造り出す。液体、溶解し
たガスおよび多分未溶解ガスの比較的小さな気泡
を含む流体は次いで処理容器中に通されるであろ
う。拡大室においては液体の速度は極く最小の気
泡のみが室の底部から運び出される程度のものが
好ましい。あるものは小さい気泡によつて形成さ
れ室中で合体したであろうより大きな気泡は室中
で乱流帯中に上昇しそこでこれらの大きな気泡は
破砕される。

ある実施態様においては、室内の液体の表面に
おいて室に進入する液流の衝突によつてさらに乱
流が造り出されるであろう。

典型的には拡大室を通つて下方に流れる液体は
均一な速度ではない。室の壁に近接した液体は室
の中央にある液体よりもさらに遅く流れるように
なる。ノズルまたは管から上方室内に放出すると
きに生じる液体の速度分布は、典型的には、たと
え平均下向速度は、仮に、1ft／秒（0.3m／秒）
程度であつたとしても、液体の軸の中心部分は２
ないし6ft／秒（0.5ないし2m／秒）、例えば、放
出度合に応じて４ないし6ft／秒（１ないし2m／
秒）でありそして室のより外方区域はその中にガ
ス気泡を連行した上向流液体さえ含むであろう。
そのような上向流液体はより高速の、中心の、下
向に流れる液体の部分に引込まれるであろう。典
型的には、液室に進入する液体流の平均下向速度
は気泡を下方に運ぶのに十分の速度でありそして
多くのより大きい気泡を破砕するのに十分な乱流
になるように選ばれる。気泡が全然上昇しない値
まで速度を上げることはガス／液体の接触が減少
するであろうから望ましくない。

本発明のある実施態様において、拡大室は一定
断面積を有する内空の円筒部材を含有している。
比較的沈静化した、液体の本体が拡大室内の比較
的乱流のガス／液接触帯域の下に存在する解放帯
域として働かせるために拡大室の直ぐ下にさらに
一つの室またはより大きな断面積を備えうる。解
放帯域内で比較的小さな気泡は集められそして合
体して浮力によつて乱流帯域内に上昇しそこで剪
断力がそれらのあるものを再度小気泡に減じさせ
る。典型的には解放帯域中の下向速度は３−
6ft／分である。

管路を通つて加圧した液流を与えるためにガス
は拡大室の管路の上昇流体中に備えたポンプに近
接した位置から導入することが望ましいが、ポン
プの渦巻中に直接ガスを導入することも可能であ
る。このようにして、ガスは液流の極く乱流する
帯域に導入されそれによつて比較的小さいガスの
気泡が直ちに液流中に存在することとなる。

本発明のある実施態様においては容器の底部は
下方に傾斜しそれによつて汚泥は重力の下で出口
に向つて動くことになりその出口から前述のよう
に循環するが、しかし別の実施態様においては平
底を使用することも可能で、たとえそのような他
の実施態様においてもいくらかの酸素処理されな
かつた汚泥を定周期に除去するために掻き板およ
び／またはその他の手段を使用することが望まし
い。

希望するならば、拡大室は沈静箱（即ち室）そ
れ自身の中に位置させることも可能である。従つ
て、沈降槽；沈降槽中の沈静箱；沈静箱を横断し
てそれを上方および下方区域に分割する隔壁また
はその他の部材；沈静箱の上方区域中に水性物質
を供給するための導管；隔壁（またはその他の部
材）を通る通路、その通路はその入口よりも出口
の方が広くなつていてそれによつて拡大室を構成
する；沈静箱の上方区域から通路を通りそして沈
静箱の下方区域に至る水性物質の流れ、始めは乱
流、を造り出すための機械撹拌機またはその他の
機械的手段；酸素、または酸素含有ガス混合物を
乱流中に導入する手段、および水性廃棄物質から
槽の底の方に沈殿する細菌汚泥を沈静箱の上方区
域に通す手段を提供することが可能である。

また本発明に従つて、隔壁またはその他の部材
によつて上方および下方区域に分割されている沈
静箱中に水性物質の流体を導入し、沈静箱の上方
区域から隔壁（または他の部材）中の通路を通し
そして次に沈静箱の下方区域を通る水性物質の流
体、始めは乱流、を起すように機械撹拌機または
その他の機械的手段を動かし、通路は水性物質が
通路中で速度を失いそしてそれによつて拡大室を
構成するようにその出口は入口よりも広くしてあ
り；酸素、または酸素含有ガス混合物を乱流中に
導入しそれによつて乱流はガス気泡の形成を来ら
せこれは隔壁（またはその他の部材）中の通路中
にそこを通過する水性物質流中に懸濁して通り、
そして細菌汚泥を沈静箱の上方区域に通す各段階
を含めた方法を備えてもよい。

操業においては、酸素の気泡は通路を通る際お
よび引続き沈静箱の下方区域を通過する際に水性
物質によつて減速される。沈静箱の下方区域を通
る水性廃棄物質の流れに抗して大きな気泡が上昇
に転じるように通路を通る液体の流れを提供する
ことができる。事実、比較的小さい酸素気泡のみ
を水性物質と共に沈静箱から運び出せるように装
置を整えることが可能である。そのような気泡は
寸法が小さいために急速に水性廃棄物質中に溶か
されるであろう。より大きな気泡はより長い時間
沈静箱の下方区域中に保留されこのようにしてこ
れらの気泡も同様に溶解可能ならしめる。

隔壁またはその他の部材の直ぐ下部に比較的大
きなガスのポケツトが集中する傾向がある。従つ
て、望ましくは、酸素または酸素含有ガス混合物
に対する入口を有するのに加えて、通路は沈静箱
の下方区域と連絡して通路の外側に溶解されない
酸素の気泡に対する追加の入口または複数の入口
を有し、この入口または複数の入口は望ましくは
酸素気泡が乱流中に再導入されるように位置づけ
られる。

機械撹拌機は羽根車が望ましい。機械撹拌機は
細菌汚泥を槽の底の方から最初の導管を経て沈静
箱の上方区域に引き出すのに有効な吸引を造り出
すために使用することが可能である。

導管は従つて延長して隔壁を通りそしてその一
端は槽の底に向つてそしてその他端は沈静箱の上
方区域中に配置されるように準備することが可能
である。しかし、もしも望むならば、槽中に希望
する固形物の流れを提供するために別のポンプを
使用することが可能である。

入つてくる水性物質は望ましくは第二の導管を
経て沈静箱の上方区域に戻る細菌汚泥中に導入さ
れる。別法として、水性廃棄物質を沈静箱の上方
区域中に固形物と分離して導入することが可能で
ある。

隔壁は望ましくは薄板である。それは望ましく
は穴を有し、それの上および下に、それぞれより
狭いおよびより広い開口末端の部材が取付けられ
それらは協同して通路を限定する。羽根車は望ま
しくは狭い方の開口末端部材中に据付けられる。
沈静箱の上方区域から下方区域に通過する水性廃
棄物はそれによつて通路のより狭い部分からより
広い部分に通過する際に速度の最初の減速を受け
そして通路から出て沈静箱の下方区域に通る際に
さらに減速する。

望ましくは、透明になつた液体表面からの汚染
物をすくうための手段を提供する。

望ましくは、水性物質は効果的に多回数循環さ
れる。換言すれば、水性物質を処理容器に循環す
る割合は水性廃棄物質が処理のために処理容器に
受入れられる割合より多数倍大きい。これは適正
な除去または有機物汚染が起るのに対して一般に
十分であろう。多数倍とは典型的には５ないし20
の範囲であるが、しかし入つてくる下水（または
その他の水性廃棄物質）の生物化学的酸素要求量
に応じてより大きくてもよい。例えば、もしも酸
素処理装置が30mg/の酸素の溶解が可能である
場合、細菌汚泥を含む循環水性物質の割合対新し
い水性廃棄物質を導入する割合は270mg/の生物
化学的酸素要求量を除去するためには８対１を必
要とするであろう。

入つて来る水性廃棄物質は生物学的（または生
化学的）処理を必要とする細菌を本来含有する。
処理容器内では自然に正味の液体の上方移動が起
る。水性物質は自から細菌汚泥を含む水性液体の
下方帯域および透明になつた水性液の上層を定着
させる。透明になつた液は上層の表面から容器外
に、典型的には容器内に設けた放水口のせきを越
えて流れ出る。このように、処理容器から出て透
明になつた処理済の液がそこには絶えず流れてい
る。

有機汚染物の急速酸化を促進するために沈静帯
域を通過する水性物質中に比較的高濃度の溶解酸
素を得ることが望ましい。実際上は、なかんず
く、細菌汚泥を含む液体が再循環されそして処理
用の新しい水性物質が工程に受け入れられる相対
的速度に応じて、沈静帯域を通過する液中に
25ppmまでまたはそれ以上（例えば30ppm）の溶
解酸素濃度を得ることが可能である。処理のため
に入つてくる新しい水性物質の速度よりも早い再
循環速度を有することは酸素処理に対して好都合
な条件を造り出す。前述したような拡大室および
解放室を使用すると、大気と酸素処理されるべき
液体間の接触が実質上ないように酸素処理を行う
ことが可能である。従つて、入つてくる水性廃棄
物質中に溶解された窒素は実質的上、処理される
液体に入る窒素のみである。従つて、工程に流入
する新しい物質の速度に対する再循環の速度の割
合が大きければ大きい程、酸素処理されるべき液
体中の溶解窒素の濃度は低くそしてそのために到
達することのできる恒久的に溶解した酸素の濃度
は大きいであろう（溶液からほとんど同時に出て
くる溶解酸素から明らかなように）。

細菌は呼吸するために酸素を必要とする。それ
らは炭酸ガスを放出しこれは液体中に溶かされ
る。再循環される液体中の溶解した酸素または酸
素含有ガス混合物は少なくとも一部の溶解炭酸ガ
スと置き換わる。沈静室に入る液体の直ぐ上のガ
スは炭酸ガスに富むことが見出されており、これ
は酸素処理装置を通過した液体中に溶解した酸素
によつて炭酸ガスが置換されたことを示す。この
ように、処理容器内の過大な酸性状態が避けられ
ることを我々は見出した。典型的には処理容器内
の液体のPHは6.5程度であろう。新しい水性廃棄
物質の流入速度に対して再循環速度を比較的高比
率をとると液体から炭酸ガスを取り去るための別
の手段に頼る必要がなく、そのような比較的高い
PH水準に達することが容易となる。典型的には下
方帯域中の溶解酸素の濃度は底部において3ppm
程度でありそしてこの帯域の頂部において約
0.5ppmが可能である。酸素処理される液体は典
型的には１立につき2000ないし5000mgの懸濁固形
物を含むであろう。食物（細菌に対する）の重量
対ビオマス（biomass）（即ちこの液体中の細菌
の重量）の比率は典型的には0.5ないし３程度で
あろう。そのような全体の体制は処理容器内の細
菌入口の比較的低成長に好都合であり、従つて、
時々刻々に工程から放出すべき余剰汚泥の量を低
く保つことを可能ならしめると我々は信じる。

水性廃棄物質は家庭のまたは市の下水、工業の
下水またはパルプ工場からのようなその他の工業
放出水が可能である。

本発明による方法および装置をここで実施例に
よりおよび添付図面について記載するがその図面
は： 第１図は本発明を具体化する下水処理装置の図
式表現であり、 第２図は本発明に従つた別の下水処理方法の図
式表現であり、 第３図は本発明を具体化する三番目の下水処理
装置の図式表現であり：そして 第４図は本発明を具体化するその上の下水処理
装置の部分の図式表現であり、 第５図は本発明を具体化するなお別の下水処理
装置の部分の図式表現であり、そして 第６図は本発明に従つた追加の下水処理装置の
部分の図式表現である。

図面の第１図を参照すると下水処理装置は出口
１１１に導く傾斜した底を有する処理槽１１０を
含む。開いた末端の管状沈静箱（または室）１１
２は槽１１０の上方帯域１２４中に吊されてい
る。再循環液体管路１１３は出口１１１から導き
そして管路１１３中のポンプ１１４は槽１１０の
底に向つて沈殿する細菌汚泥を含む綿状スラリー
を引き出しそしてそれを３ないし20ft水圧計の範
囲内の圧力でガス／液接触装置１１５を通つて循
環させスラリーはその装置から沈静箱１１２内の
一定を場所で槽１１０内の汚水中に通じる。酸素
または、通常は少なくとも30容量％そして望まし
くは少なくとも90容量％の酸素を含有する酸素に
富むガスは酸素供給管路１１６を通り管路１１３
を通つて流れる液中に通される。流入液の形の細
菌用の追加供給がそのような供給物の補充のため
に接続してある導管１２０を通つて液体管路１１
３中に通される。

酸素供給管路１１６は加圧源から導いてよくま
たは酸素は管路１１６が管路１１３と接合する個
所で管路１１３中にベンチユリを挿入して用意し
た真空作用によつて単に引き込んでもよい。この
位置はポンプ１１４に近接しているのがよくそれ
によつて液の流れ中に生じた大きな乱流は比較的
小さいガス気泡が流の中に形成されるようにな
る。酸素に富むガスをポンプの渦巻中に直接注入
することも可能である。

このガスは液流中に25ppmまたはそれ以上の量
が溶解するような速度で導入される。

接触器装置１１５は上方室１１７および下方大
型室１１８を含む。これらは円、長方形、正方形
または多角形断面形状のものでよい。上方室１１
７中の液体の速度は進入する流れおよび室の断面
積によつて決まる。しかし、上述のように、室１
１７内では液の中心部分は室の壁に近接する液よ
りもより大きな下向速度を有するであろうし、後
者の液は少量の明確な上向速度さえ有する。従つ
て、室１１７を通る1ft／秒（0.3m／秒）の平均
速度が選ばれても、これは典型的には４ないし
6ft（約１ないし2m）／秒〔例えば5ft（1.5m）／
秒〕の速度を有する中央下向移動流を与えるであ
ろう。この比較的速い下向移動中央液体流はガス
の気泡を下方室１１８中に連行する。室１１８を
通る液体の速度は典型的には6ft（1.9m）／分の程
度である。室間に起る減速は最小気泡以外は総て
室１１８中に保持されるように整えられる。室１
１８中では気泡は合体してより大きい気泡を形成
しこれは下向流体に抗して上昇しそして上方室１
１７に入る。気泡のあるものは多分室１１７の壁
に近接する液体と共に上昇を続け、そして室１１
７に進入する液体によつて誘われて乱流帯域に再
進入する。この乱流は剪断力を造り出しこれは気
泡を砕いて小気泡となし後者は室１１７を下降す
る液体に伴われて運び下される。

典型的には接触器装置１１５を通る液体の通過
は約１分かかる。

溶解酸素、約25ppm、を含む液体の流れおよび
不溶解ガスの小気泡は槽１１０中に進入する。

酸素処理された液体の流れは槽１１０中の沈静
箱１１２内の大量の下水中に入りそしてその勢い
はそのような箱に含まれる大量の液体中で実質的
に消滅される。比較的穏やかな酸素処理された細
菌汚泥の流れは、透明液体よりもやや濃く、箱１
１２の限界の外へ何等この帯域に撹乱を起すこと
なく槽１１０の下方処理区域１２２中に流下す
る。区域１２２中の汚泥中に含まれる細菌は液体
中に含まれる可溶性有機物質を代謝させるために
酸素を利用する。処理された液のあるものは汚泥
を通つて上昇して帯域１２４中に入り、その時細
菌および含まれた固形物からのそれ以上の分離が
起る。帯域１２４は透明液体を含む。帯域１２４
と区域１２２の境界１２６は比較的明白である。

酸素処理された液体が沈静箱１１２に入ると炭
酸ガスに富むガスはそれらから気泡の形で解放さ
れるようになりその気泡は槽１１０中の液体の表
面に上昇する。

透明になつた液体は沈静箱１１２を囲む槽の区
域から出口のせき１２８を越えて流出させる。槽
の底に沈殿した汚泥は管路１１３を通つてさらに
酸素処理用に再循環され、効果的な再循環を多回
数行うことは有機汚染の発生を適当に除去するの
に十分である。従つて出口１１１を通る物質の引
出し速度は管路１２０を通る流入の速度よりも５
倍またはそれ以上大きい。

過剰汚泥は時々刻々に出口１１１を経て槽１１
０から排出させてよい。

油脂やラノリンのような物質は帯域１２４中の
透明液体の表面に浮上するであろう。

従つてそのような物質を透明液体の表面から、
できる限り断続的に、すくい取ることが望まし
い。これを行うための装置は第２図中に示され
る。垂直板の形をしたじやま板１３０が排出口１
３１を越えて流れる透明液体の表面中の汚濁物質
を止めるように設けられる。

そのようなすくい取りは連続してまたは必要な
ときに断続的に行つてよい。装置１３２は一般に
Ｕ字型部分１３３を含みこれは槽１１０の上部の
縁を抱き込んでいる。部分１３３の外側の境界は
小歯車を有しこれは前記の上部の縁の外面上に設
けた周辺軌道１３４の下側に取付けた歯とかみ合
わさる。装置１３２は部分１３３から延びた桿状
の区画１３５を有し、この区画は上方に延び槽１
１０の内方に向きを変えてじやま板１３０を越え
そして次に下方に向つて溝形部分１３６内で終り
後者は槽１１０内の液の表面下に浸つている。

装置１３２が軌道１３４の周りを動くと、部分
１３６は濃縮された汚染物質を槽の上端に設けた
収集および排出槽に運ぶ。

図面の第３図を参照すると、沈殿槽２は上部円
筒部４と下部転倒円錘部６を有する。沈殿槽２の
垂直軸と同軸に沈殿槽２の頂部に向つて取付けた
沈静箱８がある。沈静箱８は開口端を有する管状
部材で構成される。薄板１０は沈静箱８中に位置
しこれを１２および１４の参照符号でそれぞれ示
す上方および下方区域に分割する。薄板１０中に
は第一の穴１６がある。薄板１０から上方垂直に
延びて第一の管１８があり、そしてそれから垂直
に下方に延びて第二の管２０があり、第二管の直
径は第一管のそれよりも大きい。管８および２０
は穴１６と協同して通路２２を限定する。管の代
りに他の断面形の部材を使用してもよい。羽根車
２４は穴１６の丁度上に位置する。これはモータ
ー２６によつて駆動される。

通路２２は酸素または酸素に富む空気のための
入口２８を有する。入口２８は薄板１０の丁度下
で管２０の中で終る。第二の穴３２は薄板１０の
中に設けられている。この穴の中に垂直管３４が
取付けてある。

管３４の下方（入口）端は槽２の底の近くにあ
る。それの上端は沈静箱８の上方区域１２中にあ
る。別の管３６は管３４とそれの底に近い区域で
結合する。管３６は沈殿槽の壁４を通り抜ける。

操作のときは、羽根車２４が廻転して沈静箱８
の上方区域１２から下方区域１４に下水の流れを
ひき起す。これは順に吸引力の原因となつて槽２
の底部区域から管３４を通つて沈静箱８の上方区
域１２へ沈殿汚泥を引き出す。それに加えて、処
理のために入つてくる下水は管３６から管３４に
通される。酸素（または典型的に80ないし95容量
％の酸素を含む酸素に富む空気）は入口２８を通
つて通路２２に導入される。羽根車は管１８中
に、例えば5ft／秒の速度で液体を引き入れて通
路２２の頂点を形成するであろう。羽根車２４は
また直ちにその下に乱流をも引き起す。このよう
にして、管２０の頂部で通路２２に入つた酸素は
乱流液体と衝突する。それが衝突するときの剪断
力は酸素が小気泡を形成する原因になる。これら
は通路２２の管１８から管２０に通過する液体中
に連行されるようになる。管２０の直径は管１８
のそれよりも大きいので通路１６を通過する液体
の速度はそれに相応して減じるであろう。典型的
には、液体が管１８から管２０に流れるときにこ
の速度は1ft／秒（0.3m／秒）に減速されるであ
ろう。液体が通路２２から外に流れ出るときには
さらに減速が起る。典型的には速度は6ft／分
（1.9m／分）に減じるであろう。精密な速度は通
路２２の寸法および羽根車２４が回転する速度に
よつて決まるであろう。6ft／分（1.9m／分）程
度の最終速度は比較的大きい気泡が気泡流れに逆
つて上昇に転ずる速度であろう。このようにして
沈静箱８の下方区域内での気泡の比較的短かい滞
留時間が可能になる。一般に、相対的速度は極め
て小さい気泡だけが（例えば、0.1mmよりも小さ
い直径を有するもの）沈静箱８の下方区域に運び
出されるように準備することができる。これらの
気泡は表面に上昇する間もないうちに沈静箱８の
外の水の中に次いで溶かすことができる。その他
の気泡は当初は沈静箱の下方部分１４中に保たれ
るであろうがしかし次いで部分的に溶解しそして
生じたより小さい気泡は沈静箱８の外に進むであ
ろう。しかしながら、それ以上の気泡は薄板１０
の方に向つて上昇するであろう。沈静箱８の下方
区域１４中に大きいガスポケツトが出来るのを防
げるために、その中の区域の近くの管２０の中に
穴４０（そのうちの一つだけが示されている）が
用意されそこには乱流が流れているのでこれらの
気泡は通路２２に引き戻されそして、多分乱流帯
域中で及ぼされる剪断力によつて小さくされる。

沈静箱８を出てゆく下水は比較的穏やかであり
従つてこれに含まれる固形物は槽の底に向つて沈
殿するであろう。これらの固形物は細菌汚泥また
は「活性汚泥」として知られる小さい微生物を含
むであろう。

もしも希望するならば、下水処理工程を開始す
るときに（これは一般に連続運転をする）適当な
活性汚泥流を槽中に導入することも可能である。
活性汚泥は生存を保つことができるようにそして
下水の不快な成分を破壊するのを助ける重要な機
能を成し遂げるために酸素を必要とする。このよ
うにして容器の底に向つて汚水の完全処理が行わ
れる。

沈静箱８の外側の沈殿槽２の頂部における液体
は比較的透明であろう。より多くの汚水が沈静箱
８中に流入すると、沈殿槽２中の水面は増えるよ
うになるであろう。従つて出口４２が用意されそ
れを越えて比較的透明な、処理された水性液体が
排出されるであろう。

第３図に示される装置の運転においては、通路
２２中に不溶解窒素および炭酸ガスが増強するよ
うになるであろう。定期的に、羽根車を停止しま
たは遅くすることによりこれを放散させることが
できる。

ここで第４図を参照すると、配置は一般に第３
図中に示されたものと同様であるが唯異なるとこ
ろは沈静箱の上方区域から沈静箱の下方区域への
通路の配置が異なりそして沈静箱を上方および下
方区域に分割するのにより厚い隔壁が使用された
ことである。

第４図おいては、比較的厚い板５０が沈静箱を
上方区域１２および下方区域１４に分割する。

通路２２は板５０によつて完全に限定される。
それは狭い円筒内径の上方部分５２およびより広
い円筒内径の下方部分５４を有する。羽根車２４
は通路の上方部分５２内に取付けられる。酸素導
管２８は板５０を通つて延びる横断穴５６中で終
りそして通路２２の下方区域５４の上部と連絡す
る。それに加えて通路６０は比較的大きい気泡を
通路２２の乱流帯域に再循環させうるように用意
される。

第４図中に示される装置の運転においては第３
図中に示されたものと同様に作用する。さらに別
の具体化装置は第５図および第６図に示すようで
ある。第５図中に示される実施態様においては通
路２２への入口は薄板１０と同じ所にある。通路
２２は狭い上方部分７２とより広い下方部分７４
を有する管状部材７０によつて限定される。

第６図において、通路２２の出口は薄板１０と
同一平面にある。通路には下方部分８４よりも小
さい直径の上方部分８２を有する末端が開いた管
状部材が備えられている。

第５および６図に示される実施態様の運転は第
３図に示されるものと同様であるが、異る点は第
６図に示される実施態様においては不溶解気泡の
回帰に対する通路４０が無いことである。

以下の実施例は本発明に従つた方法が実施され
るやり方をさらに例解する。

図面の第１図を参照すると、生物化学的酸素要
求量300ppmを有する家庭下水を毎時10m³（220ガ
ロン／時）の割合で管路１２０中に導入する。懸
濁細菌汚泥を含む水性液体を区域１２２からポン
プ１１４を通して90m³／時（1980ガロン時）の割
合で再循環させる。

酸素処理装置１１５を前述の流速で動かしてそ
こに通しそして通過する液体の立方米ごとに27g
の酸素を溶かす。次いで酸素処理をした液体を槽
１１０の沈静箱１１２中に通す。槽はその頂部で
6mの直径がありそして高さは4mである。それは
区域１２２中に43m³の綿状の細菌汚泥を含みそし
てこの汚泥の上に2mの深さの透明になつた液層
がある。区域１２２からその上の透明になつた液
体の層に毎時１／２m³の割合で上方への液流があ
る。透明液体はこのようにして出口のせき１２８
を越えて絶えず流出する。

典型的には、酸素処理装置１１５を通過する液
体は3000g/の懸濁固形物を含みそして食物対
ビオマスの割合0.5を有する。

【図面の簡単な説明】

添付した図面は本発明をよりよく理解する目的
の本発明の実施態様の例示であつて；第１図は本
発明を具体化した下水処理装置の図式表現であ
り、第２図は本発明に従つた別の下水処理の図式
表現であり、第３図は本発明を具体化する三番目
の下水処理装置の図式表現であり、第４図は本発
明を具体化する場合の別の下水処理装置の部分を
図式で示し、第５図は本発明を具体化するさらに
別の下水処理装置の部分を図式で示し、そして第
６図は本発明に従つた追加の下水処理装置の部分
の図式表現を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 細菌汚泥を含む連続的に流れる水性の液
   流体と連続的に流れる水性廃棄物質の流体を合
   流させ； (b) 酸素または酸素含有ガスの混合物を合流させ
   た流体へと導入して、その中に分離した酸素ガ
   スの気泡を形成させ、それによつて酸素の溶解
   を促進し； (c) その流体を、清浄化された水性廃棄物質の比
   較的沈静化した上層と、廃棄物質の生物処理が
   起り、細菌汚泥を含む水性廃棄物質の下層から
   なる多量の水性廃棄物質の中へと導入し、その
   流体を、液体が下層中に進む前にそのように導
   入した液体の運動が実質的に減少するように上
   層内の仕切られた沈静帯域中に導入し； (d) 上層から清浄化された液体を引き出しまたは
   流出させ；そして (e) 細菌汚泥を含む水性物質を下層から引き出し
   て再循環させ、細菌汚泥を含む連続的に流れる
   前記の水性の液流体を形成させる； 上記の組合せの工程を単一の処理槽にて実施す
   ることを特徴とする生物化学的酸素要求量を有す
   る水性廃棄物質の処理方法。