JP3358066B2 - 排水処理方法およびそのプラント - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は排水処理方法およびそのプラントに関する。
“排水”という用語には、本明細書で用いる場合、下
水および他のあらゆる汚染水が含まれる。したがって本
発明の排水処理プラントは、都市排水および産業排水を
含む範囲の排水を処理するのに使用することができる。
水および他のあらゆる汚染水が含まれる。したがって本
発明の排水処理プラントは、都市排水および産業排水を
含む範囲の排水を処理するのに使用することができる。
本発明の一つの目的は排水を再循環することである。
本発明は、専用ではないが、特に、排水を処理するい
わゆる“水処置収集”プラント（“water−mining"plan
t）に利用される。しかし本発明は、“パイプ終端（end
of pipe）”設備としても利用できる。
わゆる“水処置収集”プラント（“water−mining"plan
t）に利用される。しかし本発明は、“パイプ終端（end
of pipe）”設備としても利用できる。
“水処置収集”（“water−mining"）という用語は、
従来の方法とは基本的に異なる排水処理法を意味する。
従来、排水は、その起源から、遠隔地の“パイプ終端”
処理プラントまで網目状のネットワークを介して送ら
れ、そのプラントで排水が処理されいくつもの副産物に
分離されている。
従来の方法とは基本的に異なる排水処理法を意味する。
従来、排水は、その起源から、遠隔地の“パイプ終端”
処理プラントまで網目状のネットワークを介して送ら
れ、そのプラントで排水が処理されいくつもの副産物に
分離されている。
一つの副産物は、灌漑、工業用途などに適したグレー
ドの水である。しかし、この処理された水は、供給管網
の経費が高いためその起源に戻すことはほとんどない。
ドの水である。しかし、この処理された水は、供給管網
の経費が高いためその起源に戻すことはほとんどない。
上記の“水処理収集法”では、一つの地域内に発生す
る排水由来の使用可能な処理水であって、その排水が発
生する地域で使用できる処理水を“処理収集する”こと
を目的とする、比較的小さな“地域”の現場特異的プラ
ントが用いられる。その再循環される水は飲用に適して
いる場合があり、または非飲用途にしか適していないと
きもある。
る排水由来の使用可能な処理水であって、その排水が発
生する地域で使用できる処理水を“処理収集する”こと
を目的とする、比較的小さな“地域”の現場特異的プラ
ントが用いられる。その再循環される水は飲用に適して
いる場合があり、または非飲用途にしか適していないと
きもある。
上記水処理収集法によれば、網目状ネットワークで、
水を地域に送ったり、排水を地域から運び出す必要性が
少なくなることが分かるであろう。
水を地域に送ったり、排水を地域から運び出す必要性が
少なくなることが分かるであろう。
多数の比較的小さな“地域”プラントが、“パイプ終
端”処理プラントとともに作動すると予想される。その
場合、上記の比較的小さな“地域”プラントは大部分の
固形物を処理できなくてもよい。比較的小さな“地域”
プラントによって容易に、処理または除去することがで
きない固形物または他のあらゆる成分は“パイプ終端”
処理プラントに送ることができる。あるいは、その地域
プラントは、独自の“パイプ終端”プラントであっても
よい。
端”処理プラントとともに作動すると予想される。その
場合、上記の比較的小さな“地域”プラントは大部分の
固形物を処理できなくてもよい。比較的小さな“地域”
プラントによって容易に、処理または除去することがで
きない固形物または他のあらゆる成分は“パイプ終端”
処理プラントに送ることができる。あるいは、その地域
プラントは、独自の“パイプ終端”プラントであっても
よい。
したがって、本発明の“水処理収集”法の本質は、排
水が発生する地区でまたはその地区の近くで、排水から
使用可能な水を処理収集することである。本発明の方法
によれば、水を再循環することに加えて、網目状ネット
ワークの負荷および“パイプ終端”プラントに対する負
荷が少なくなる。
水が発生する地区でまたはその地区の近くで、排水から
使用可能な水を処理収集することである。本発明の方法
によれば、水を再循環することに加えて、網目状ネット
ワークの負荷および“パイプ終端”プラントに対する負
荷が少なくなる。
本発明の“水処理収集”法はプラント集約的であると
はいえ、排水システムに関連する資本経費の大部分が網
目状ネットワークシステムにかかっていると解される。
はいえ、排水システムに関連する資本経費の大部分が網
目状ネットワークシステムにかかっていると解される。
先に概略述べているように、“地域”プラントは、コ
ンパクトで、保守費が低く、目立たない、遠隔制御が可
能で、かつ実質的に無臭であることが好ましい。それは
モジュラ装置であり、現場の準備はほとんど不要であ
る。
ンパクトで、保守費が低く、目立たない、遠隔制御が可
能で、かつ実質的に無臭であることが好ましい。それは
モジュラ装置であり、現場の準備はほとんど不要であ
る。
背景技術 従来の新式排水処理システムは、通常、ある種の形態
の生物学的な硝化と脱窒素を行って排水からアンモニア
を除去する。
の生物学的な硝化と脱窒素を行って排水からアンモニア
を除去する。
硝化の段階で、アンモニアは酸素と反応して、窒素の
酸化物、特に硝酸塩を生成する。脱窒素の段階では、窒
素の酸化物が、酸素なしで分解されてその成分元素にな
る。
酸化物、特に硝酸塩を生成する。脱窒素の段階では、窒
素の酸化物が、酸素なしで分解されてその成分元素にな
る。
従来の排水処理システムは大きいので、水処理収集に
適したプラントの必要条件を満たしていない。
適したプラントの必要条件を満たしていない。
発明の開示 本発明は、一態様で、 加圧下、排水を生物学的に処理し；次いで 減圧にし、その減圧を利用し溶存ガス起泡分離法（di
ssolved gas flotation）によって固形分を実質的に除
去する； ことからなる排水処理方法に関する。
ssolved gas flotation）によって固形分を実質的に除
去する； ことからなる排水処理方法に関する。
上記生物学的処理は酸素の高い分圧で加速されるが、
続いて、減圧を相乗作用的に利用して、上記生物学的に
処理された排水を清澄にすることができる。
続いて、減圧を相乗作用的に利用して、上記生物学的に
処理された排水を清澄にすることができる。
上記方法は、好ましくは、その上に、 圧力をさらに下げて、そのさらに下げた圧力を利用し
て濾過および／または消毒の工程を作動させる； ことを含んでいる。
て濾過および／または消毒の工程を作動させる； ことを含んでいる。
好ましくは、加圧下の生物学的処理には、 酸素を添加し、次に排水を加圧下、生物学的に硝化し
てアンモニアを実質的に除く； ことが含まれている。
てアンモニアを実質的に除く； ことが含まれている。
好ましくは、加圧下の生物学的処理には、 さらに、 排水を加圧下、生物学的に脱酸素を行って溶存酸素を
実質的に除去し；次に 脱酸素された排水を加圧下、生物学的に脱窒素を行っ
て、可溶性の酸化された窒素を実質的に除去することが
含まれている。
実質的に除去し；次に 脱酸素された排水を加圧下、生物学的に脱窒素を行っ
て、可溶性の酸化された窒素を実質的に除去することが
含まれている。
あるいは、上記の加圧生物学的処理は、全体として、
BOD除去だけを目的とする好気的処理でもよい。
BOD除去だけを目的とする好気的処理でもよい。
上記方法には、さらに 硝化された排水の一部を再循環して、排水と混合しさ
らに加圧下生物学的処理を行うことが含まれている方が
好ましい。
らに加圧下生物学的処理を行うことが含まれている方が
好ましい。
好ましい実施態様で、上記生物学的処理は流動層の生
物学的反応器で行われる。
物学的反応器で行われる。
もう一つの態様で、本発明は、 加圧生物学的処理手段；および 上記加圧生物学的処理手段で処理された排水を受け入
れる減圧手段；を備え、その減圧手段が、処理された水
を清澄にするための溶存ガス起泡分離装置を構成してい
る排水処理プラントに関する。
れる減圧手段；を備え、その減圧手段が、処理された水
を清澄にするための溶存ガス起泡分離装置を構成してい
る排水処理プラントに関する。
上記本発明の排水処理プラントは、さらに、減圧手段
を備えその追加の減圧手段がフィルターであることが好
ましい。
を備えその追加の減圧手段がフィルターであることが好
ましい。
上記加圧生物学的処理手段は、加圧下、排水を生物学
的に硝化して実質的にアンモニアを除く硝化手段、およ
び上記硝化手段に酸素を添加する酸素添加手段を備えて
いることが好ましい。
的に硝化して実質的にアンモニアを除く硝化手段、およ
び上記硝化手段に酸素を添加する酸素添加手段を備えて
いることが好ましい。
また、上記加圧生物学的処理手段は、さらに、 加圧下、排水の生物学的脱酸素を行って溶存酸素を実
質的に除去する脱酸素手段；および 上記脱酸素を実施した排水を加圧下、生物学的に脱窒
素を行い、可溶性の酸化された窒素を実質的に除去する
脱窒素手段； を備えていることが好ましい。
質的に除去する脱酸素手段；および 上記脱酸素を実施した排水を加圧下、生物学的に脱窒
素を行い、可溶性の酸化された窒素を実質的に除去する
脱窒素手段； を備えていることが好ましい。
あるいは、上記の加圧生物学的処理手段は、全体とし
て、BOD除去だけを行う好気的処理でよい。
て、BOD除去だけを行う好気的処理でよい。
好ましい実施態様で、上記本発明の排水処理プラント
は、さらに、 硝化された排水の第一部分を再循環する再循環手段を
備えている。
は、さらに、 硝化された排水の第一部分を再循環する再循環手段を
備えている。
上記硝化手段としては流動層反応器が好ましい。
上記減圧手段としてはサージタンクが好ましい。
上記本発明の排水処理プラントは、さらに、上記硝化
された排水の第二部分をさらに処理するための、さらに
低下させた圧力下での三次処理手段を備えていることが
好ましい。
された排水の第二部分をさらに処理するための、さらに
低下させた圧力下での三次処理手段を備えていることが
好ましい。
他の態様で、本発明は、 現場から排水を受け入れる入口手段； 排水の生物学的脱酸素を行って溶存酸素を実質的に除
去する脱酸素手段； 上記脱酸素を行った排水の生物学的脱窒素を行って可
溶性の酸化された窒素を実質的に除去する脱窒素手段； 酸素を添加する酸素添加手段、および上記脱窒素排水
を加圧下、生物学的に硝化してアンモニアを実質的に除
去する硝化手段； 上記硝化排水の少なくとも一部の圧力を低下させて、
溶存空気起泡分離法によって固形分を除去する減圧手
段；ならびに 処理された水を上記現場に戻す出口手段； を備えてなる現場特異的排水処理プラントに関する。
去する脱酸素手段； 上記脱酸素を行った排水の生物学的脱窒素を行って可
溶性の酸化された窒素を実質的に除去する脱窒素手段； 酸素を添加する酸素添加手段、および上記脱窒素排水
を加圧下、生物学的に硝化してアンモニアを実質的に除
去する硝化手段； 上記硝化排水の少なくとも一部の圧力を低下させて、
溶存空気起泡分離法によって固形分を除去する減圧手
段；ならびに 処理された水を上記現場に戻す出口手段； を備えてなる現場特異的排水処理プラントに関する。
他の態様で、本発明は、 排水を、再循環される硝化排水と混合する混合手段； 排水および再循環される硝化排水の上記混合物の生物
学的脱酸素を行って溶存酸素を実質的に除去する脱酸素
手段； 上記脱酸素排水の生物学的脱窒素を行って可溶性の酸
化された窒素を実質的に除去する脱窒素手段； 酸素を添加する酸素添加手段、および上記脱窒素排水
を加圧下、生物学的に硝化して、アンモニアを実質的に
除去する硝化手段； 上記硝化排水の一部を上記混合手段へ再循環する再循
環手段；ならびに 上記硝化排水の別の一部分の圧力を低下させて、溶存
空気起泡分離法で固形分を除去する減圧手段； を備えてなる排水処理プラントに関する。
学的脱酸素を行って溶存酸素を実質的に除去する脱酸素
手段； 上記脱酸素排水の生物学的脱窒素を行って可溶性の酸
化された窒素を実質的に除去する脱窒素手段； 酸素を添加する酸素添加手段、および上記脱窒素排水
を加圧下、生物学的に硝化して、アンモニアを実質的に
除去する硝化手段； 上記硝化排水の一部を上記混合手段へ再循環する再循
環手段；ならびに 上記硝化排水の別の一部分の圧力を低下させて、溶存
空気起泡分離法で固形分を除去する減圧手段； を備えてなる排水処理プラントに関する。
図面の簡単な説明 本発明は一層容易に理解して実施するために、本発明
の好ましい実施態様を示す下記の添付図面を参照する。
の好ましい実施態様を示す下記の添付図面を参照する。
図１は、都市環境で使用される、本発明に従った排水
処理方法とそのプラントの概略図である。
処理方法とそのプラントの概略図である。
本発明の革新的な態様を正しく位置づけるため、“モ
ジュール1"という記号を付けた一次処理および“モジュ
ール3"という記号をつけた三次処理を含めて記載してあ
る。
ジュール1"という記号を付けた一次処理および“モジュ
ール3"という記号をつけた三次処理を含めて記載してあ
る。
最良の態様 上記一次処理には、従来の方式の排水の取込みと一次
処理（例えば沈降、ふるい分け）が含まれる。一次処理
を行った排水を、二次処理を行うため“モジュール2"へ
ポンプ輸送する。
処理（例えば沈降、ふるい分け）が含まれる。一次処理
を行った排水を、二次処理を行うため“モジュール2"へ
ポンプ輸送する。
三次処理には、従来の手段、例えば顆粒床または膜を
用いる濾過、および消毒が含まれている。そのフィルタ
ーは周期的に逆洗されて、その逆洗水は排水の主管に戻
される。“モジュール2"によれば、本発明の好ましい実
施態様は、三つの加圧生物学的反応器12、14、16と、サ
ージタンクの形態の減圧手段18とを備えている。生物学
的反応器は設置されていてもよくしかもそれらがすべて
加圧されている必要はないことは分かるであろう。
用いる濾過、および消毒が含まれている。そのフィルタ
ーは周期的に逆洗されて、その逆洗水は排水の主管に戻
される。“モジュール2"によれば、本発明の好ましい実
施態様は、三つの加圧生物学的反応器12、14、16と、サ
ージタンクの形態の減圧手段18とを備えている。生物学
的反応器は設置されていてもよくしかもそれらがすべて
加圧されている必要はないことは分かるであろう。
“モジュール1"から送られる一次処理廃水である排水
40を、再循環される硝化排水流42と混合して混合流44を
生成させ、これを脱酸素手段12に送る。脱酸素手段12
は、０〜1000kPa（圧力ゲージの示すゲージ圧であり、
以下の圧力表示もこれに同じ。）、好ましくは500kPaの
圧力で作動する流動層生物学的反応器の形態である。
40を、再循環される硝化排水流42と混合して混合流44を
生成させ、これを脱酸素手段12に送る。脱酸素手段12
は、０〜1000kPa（圧力ゲージの示すゲージ圧であり、
以下の圧力表示もこれに同じ。）、好ましくは500kPaの
圧力で作動する流動層生物学的反応器の形態である。
そのシステムの各種の場所における排水の温度は加熱
手段22で制御することができる。加熱手段22は誘導コイ
ルとして図式的に示してあるが、例えば加熱された反応
器ジャケットのようなあらゆる形態のものでもよく、こ
のシステムの単一もしくは複数のいずれの場所にでも配
置することができる。
手段22で制御することができる。加熱手段22は誘導コイ
ルとして図式的に示してあるが、例えば加熱された反応
器ジャケットのようなあらゆる形態のものでもよく、こ
のシステムの単一もしくは複数のいずれの場所にでも配
置することができる。
混合流44は脱酸素手段12に送られ、脱酸素手段12にお
いて、流出流46における溶存酸素は、事実上ゼロになる
ように、混合流44から生物学的に除去される。その排水
の生物学的酸素要求量も減少するが、アンモニアと可溶
性の酸化された窒素の濃度は混合流44と比べてほとんど
変化していない。可溶性の酸化された窒素は主として硝
酸塩であるが、亜硝酸塩もいくらか存在している。
いて、流出流46における溶存酸素は、事実上ゼロになる
ように、混合流44から生物学的に除去される。その排水
の生物学的酸素要求量も減少するが、アンモニアと可溶
性の酸化された窒素の濃度は混合流44と比べてほとんど
変化していない。可溶性の酸化された窒素は主として硝
酸塩であるが、亜硝酸塩もいくらか存在している。
流出流46を、流動層生物学的反応器の形態の脱窒素手
段14に導入するが、この反応器も０〜1000kPa、好まし
くは500kPaの圧力下で作動する。
段14に導入するが、この反応器も０〜1000kPa、好まし
くは500kPaの圧力下で作動する。
脱酸素および脱窒素は単一の反応器で行うことができ
る（反応器12と14の間にまたがっている点線参照）。
る（反応器12と14の間にまたがっている点線参照）。
脱窒素手段14は可溶性の酸化された窒素（主として硝
酸塩）を生物学的に気体窒素に変換し、気体窒素のいく
らかは汚染空気の処理部20に放出するが、大部分の気体
窒素は溶液中に保持されている。
酸塩）を生物学的に気体窒素に変換し、気体窒素のいく
らかは汚染空気の処理部20に放出するが、大部分の気体
窒素は溶液中に保持されている。
流出流48は、可溶性の酸化された窒素と溶存酸素の濃
度がほとんどゼロであるが、生化学的酸素要求量はわず
かに減少し、アンモニアの濃度が流出流46に比べてほと
んど変化しないままである。
度がほとんどゼロであるが、生化学的酸素要求量はわず
かに減少し、アンモニアの濃度が流出流46に比べてほと
んど変化しないままである。
流出流48を、流動層生物学的反応器の形態の硝化手段
16に送る。この反応器は０〜1000kpa好ましくは500kPa
の圧力に維持する。圧縮空気30の形態の酸素を硝化手段
16に注入する。硝化手段の圧力は高く維持されているの
で、導入される空気は大部分、溶解する。純酸素も使用
できるであろう。
16に送る。この反応器は０〜1000kpa好ましくは500kPa
の圧力に維持する。圧縮空気30の形態の酸素を硝化手段
16に注入する。硝化手段の圧力は高く維持されているの
で、導入される空気は大部分、溶解する。純酸素も使用
できるであろう。
硝化手段16は、流出流50のアンモニアと生化学的酸素
要求量のレベルがほとんどゼロになるようにアンモニア
を可溶化の酸化された窒素に変換するが、可溶性の酸化
された窒素と溶存酸素の濃度は上昇した。非溶存気体は
すべて汚染空気の処理部20に放出した。
要求量のレベルがほとんどゼロになるようにアンモニア
を可溶化の酸化された窒素に変換するが、可溶性の酸化
された窒素と溶存酸素の濃度は上昇した。非溶存気体は
すべて汚染空気の処理部20に放出した。
流出流50を、再循環流42と、サージタンクの形態の減
圧手段18へ送られる流れ52に分解する。
圧手段18へ送られる流れ52に分解する。
ポイント24に化学薬剤を添加することによって流れ52
からリンを除去する。
からリンを除去する。
再循環される排水の比率は、所望の成果を達成するた
め制御される。流れ40:流れ42の比率は1:1〜1:2のオー
ダーであると考えられる。
め制御される。流れ40:流れ42の比率は1:1〜1:2のオー
ダーであると考えられる。
減圧手段18は、０〜200kPa（好ましくは100kPa）の圧
力で作動させるので、流れ52中の溶存気体の大部分は溶
液から放出される。この点について、この減圧手段は液
体の上方に加圧ガスの空間がある。固形分は、減圧のた
めに起こる溶存空気の起泡によって分離し除去される。
すなわち、泡が生成して固形分に結合し、固形分を減圧
手段の液面に浮かび上がらせ、そこで固形分が除去され
排水主管に戻される。減圧手段18は、三次フィルターを
逆洗中に起こる流れの変動に適応するためサージタンク
の形態が便利である。
力で作動させるので、流れ52中の溶存気体の大部分は溶
液から放出される。この点について、この減圧手段は液
体の上方に加圧ガスの空間がある。固形分は、減圧のた
めに起こる溶存空気の起泡によって分離し除去される。
すなわち、泡が生成して固形分に結合し、固形分を減圧
手段の液面に浮かび上がらせ、そこで固形分が除去され
排水主管に戻される。減圧手段18は、三次フィルターを
逆洗中に起こる流れの変動に適応するためサージタンク
の形態が便利である。
流れ54を、減圧手段18から取り出し次に制御弁28を介
して三次工程へ送る。
して三次工程へ送る。
減圧手段18は圧力100kPaで作動することが想起され
る。したがって、三次工程（濾過）は、さらに圧力を下
げて運転することができる。例えば、その濾過の下流側
は周囲圧力でもよい。濾過に続いて、処理された排水は
消毒され最終用途に用いるまで貯蔵される。
る。したがって、三次工程（濾過）は、さらに圧力を下
げて運転することができる。例えば、その濾過の下流側
は周囲圧力でもよい。濾過に続いて、処理された排水は
消毒され最終用途に用いるまで貯蔵される。
以下の結果は、単に実施例として示すものであり、流
れ40:流れ42の比率1:1に基づいている。実際の比率の実
際の値は変えることができる。注：測定値はすべてmg/l
の単位である。
れ40:流れ42の比率1:1に基づいている。実際の比率の実
際の値は変えることができる。注：測定値はすべてmg/l
の単位である。
本発明の好ましい実施態様の工程は、最適の処理を行
うのに役立つ圧力と温度の両方の制御を行うことによっ
て、多数の従来の排水処理工程を超える利点が得られ
る。この工程は滞留時間が短いが、高品質の排水流出液
が得られ、硝化が強化されかつリン除去性能が改善され
ていることが特徴である。またこの工程はスラッジの生
成量が十分に低くかつ有機物含量が低いので、園芸用に
直接使用するのに一層適している。またこの工程では、
臭気が容器内に封じこめられ、汚染空気の処理部に対し
放出できるので臭気が事実上ないことが特徴である。
うのに役立つ圧力と温度の両方の制御を行うことによっ
て、多数の従来の排水処理工程を超える利点が得られ
る。この工程は滞留時間が短いが、高品質の排水流出液
が得られ、硝化が強化されかつリン除去性能が改善され
ていることが特徴である。またこの工程はスラッジの生
成量が十分に低くかつ有機物含量が低いので、園芸用に
直接使用するのに一層適している。またこの工程では、
臭気が容器内に封じこめられ、汚染空気の処理部に対し
放出できるので臭気が事実上ないことが特徴である。
短い滞留時間、排水流出液の高品質、逆洗を必要とせ
ずに強化された固形物の除去、スラッジの有機物含有量
が低くかつ生成量が十分に低いこと、および臭気の抑制
に優れていることを兼ね備えているのは、商業上重要な
要因である。多数の従来の工程システムと比較した場
合、構築物の大きさが一層小さいことが必要である。こ
のことは都会に当てはまり、かつ産業環境、特に空間の
または審美的な制約を示す産業環境を選別する。また小
さい構築物は、モジュール方式に向いており、現場で準
備する必要条件が少なくなる。
ずに強化された固形物の除去、スラッジの有機物含有量
が低くかつ生成量が十分に低いこと、および臭気の抑制
に優れていることを兼ね備えているのは、商業上重要な
要因である。多数の従来の工程システムと比較した場
合、構築物の大きさが一層小さいことが必要である。こ
のことは都会に当てはまり、かつ産業環境、特に空間の
または審美的な制約を示す産業環境を選別する。また小
さい構築物は、モジュール方式に向いており、現場で準
備する必要条件が少なくなる。
この好ましいシステムの一つの特徴は、生物学的反応
器に流動層を使用することである。流動層にはバイオマ
スが樹立される小顆粒媒体が使用される。流動層には何
千もの離散粒子が存在しているのでバイオマスの有効濃
度は著しく高いレベルに到達する。排水は流動層によっ
て上方へ流動し、そして流動層は排水流自体の速度のた
めまたは好気系の空気の助けによって流体化する。流動
層が流体化すると、排水と媒体バイオマスとの接触が極
めて良好になる。さらに、流動層の研磨特製によって、
凝結の成長が阻害され、顆粒媒体上の所望の薄いバイオ
フィルム（biofilm）が生じ易くなる。
器に流動層を使用することである。流動層にはバイオマ
スが樹立される小顆粒媒体が使用される。流動層には何
千もの離散粒子が存在しているのでバイオマスの有効濃
度は著しく高いレベルに到達する。排水は流動層によっ
て上方へ流動し、そして流動層は排水流自体の速度のた
めまたは好気系の空気の助けによって流体化する。流動
層が流体化すると、排水と媒体バイオマスとの接触が極
めて良好になる。さらに、流動層の研磨特製によって、
凝結の成長が阻害され、顆粒媒体上の所望の薄いバイオ
フィルム（biofilm）が生じ易くなる。
バイオフィルムの厚みが制御された状態にあることが
重要である。この点について、バイオフィルムの成長が
抑制されないと、顆粒媒体粒子の大きさが大きくなって
粒子に対する抵抗力（drag force）が増大する。粒子の
層の流体化が過剰になり、層が膨張して反応器からオー
バーフローすることがある。
重要である。この点について、バイオフィルムの成長が
抑制されないと、顆粒媒体粒子の大きさが大きくなって
粒子に対する抵抗力（drag force）が増大する。粒子の
層の流体化が過剰になり、層が膨張して反応器からオー
バーフローすることがある。
本発明のシステムは、二次と三次のバイオフィルムの
制御装置を使ってバイオフィルムの成長を制御する。バ
イオフィルムの二次制御装置は、過剰なバイオフィルム
の成長部を粒子からたたき落とすことができる気体（好
ましくは空気）源の形態である。バイオフィルムの三次
制御装置は、インペラーポンプでもよいが、粒子を導い
て、粒子を機械的に摩耗させてから戻す。
制御装置を使ってバイオフィルムの成長を制御する。バ
イオフィルムの二次制御装置は、過剰なバイオフィルム
の成長部を粒子からたたき落とすことができる気体（好
ましくは空気）源の形態である。バイオフィルムの三次
制御装置は、インペラーポンプでもよいが、粒子を導い
て、粒子を機械的に摩耗させてから戻す。
流動層中のバイオマスの濃度は、濃度固定の成長反応
器または懸濁成長システムの濃度の約10倍である。した
がって、非常に高い容積負荷を達成することができる。
器または懸濁成長システムの濃度の約10倍である。した
がって、非常に高い容積負荷を達成することができる。
本発明の好ましいシステムの第二の特徴は、生物活
性、特に硝化を高めるため加圧反応器を使用することで
ある（硝化はアンモニアを可溶性の酸化された窒素に変
換する反応であるが脱窒素は可溶性の酸化された窒素を
気体の窒素に変換する反応である）。バイオフィルムを
加圧大気下で作動させると、硝化速度が、大気圧下での
作動と比べて約2.5〜３倍まで増大する。硝化を行うた
めに設計された生物学的反応器の大きさが、生物学的酸
素要求量の除去装置（可溶性有機炭素の汚染物質のた
め）によらずに硝化の要件によって正常に制御される
と、上記の概念は反応器の大きさを決める際に重要な意
味がある。さらに、反応器を加圧すると、加圧系では一
層高い酸化レベルが達成できるので、容易には生物分解
できない可溶性有機物（例えば界面活性剤）の除去が改
善される。
性、特に硝化を高めるため加圧反応器を使用することで
ある（硝化はアンモニアを可溶性の酸化された窒素に変
換する反応であるが脱窒素は可溶性の酸化された窒素を
気体の窒素に変換する反応である）。バイオフィルムを
加圧大気下で作動させると、硝化速度が、大気圧下での
作動と比べて約2.5〜３倍まで増大する。硝化を行うた
めに設計された生物学的反応器の大きさが、生物学的酸
素要求量の除去装置（可溶性有機炭素の汚染物質のた
め）によらずに硝化の要件によって正常に制御される
と、上記の概念は反応器の大きさを決める際に重要な意
味がある。さらに、反応器を加圧すると、加圧系では一
層高い酸化レベルが達成できるので、容易には生物分解
できない可溶性有機物（例えば界面活性剤）の除去が改
善される。
加圧下で硝化が改善される理由は、硝化生物の増殖速
度が溶存酸素の濃度に依存していることが原因である可
能性が高い。酸素の飽和濃度は周囲大気中の酸素の絶対
分圧に依存している。空気が流動している反応器を加圧
することによって、酸素の絶対分圧は増大するので、溶
存酸素の飽和濃度は上昇する。５大気の圧力で、最大溶
存濃度は約5mg/Lであるがこの濃度は１大気の場合の５
倍である。
度が溶存酸素の濃度に依存していることが原因である可
能性が高い。酸素の飽和濃度は周囲大気中の酸素の絶対
分圧に依存している。空気が流動している反応器を加圧
することによって、酸素の絶対分圧は増大するので、溶
存酸素の飽和濃度は上昇する。５大気の圧力で、最大溶
存濃度は約5mg/Lであるがこの濃度は１大気の場合の５
倍である。
生物学的反応器系を加圧下で作動させると、除圧反応
器（減圧手段）は、膜精密濾過のような三次工程処理を
行う前に圧力を下げなければならないが、事実上、溶存
空気の起泡分離装置として作動する。生物学的反応器系
内の高圧の排水流中の溶存している酸素ガスおよび窒素
ガス（および他のあらゆるガス）は、圧力が低下するに
つれて溶液から放出される。その効果は、排水の清澄化
に優れ、かつ膜精密濾過の様な三次工程を行う前の固形
分の除去に優れていることであり、その効果によって三
次工程に負荷する固形分を減らして成果がさらに高まる
に違いない。また除去反応器の圧力を十分に保持する
と、三次工程を行うことができるという利点がある。
器（減圧手段）は、膜精密濾過のような三次工程処理を
行う前に圧力を下げなければならないが、事実上、溶存
空気の起泡分離装置として作動する。生物学的反応器系
内の高圧の排水流中の溶存している酸素ガスおよび窒素
ガス（および他のあらゆるガス）は、圧力が低下するに
つれて溶液から放出される。その効果は、排水の清澄化
に優れ、かつ膜精密濾過の様な三次工程を行う前の固形
分の除去に優れていることであり、その効果によって三
次工程に負荷する固形分を減らして成果がさらに高まる
に違いない。また除去反応器の圧力を十分に保持する
と、三次工程を行うことができるという利点がある。
微生物活性に対する温度の影響は、公知であるが従来
の排水への利用は選択的に利用されているに過ぎない。
しかし、工程実施挙動（process performancebehaviou
r）を最適化する際の温度制御の利点は重要である。
の排水への利用は選択的に利用されているに過ぎない。
しかし、工程実施挙動（process performancebehaviou
r）を最適化する際の温度制御の利点は重要である。
ある種の温度制御を行い加圧下で作動する生物学的反
応器を製造することは、生物学的反応器の大きさを小さ
くする場合、重要である。さらに、本発明のシステム
は、本来、工程の空気流量が少ないことが必要であるか
ら、工程で臭気が発生する可能性は低いので、可能性が
ある臭気排ガスの生成量は、例えば空気混和バイオフィ
ルターのような従来の工程より少ないであろう。本発明
の工程は酸素の移動速度が高いので（これは高い作動圧
で達成できる）、必要な空気の量は少ない。さらに、さ
きに述べたように、加圧反応器中に工程を封じこめてい
るので、汚れた空気処理剤への放出を制御することがで
きる。
応器を製造することは、生物学的反応器の大きさを小さ
くする場合、重要である。さらに、本発明のシステム
は、本来、工程の空気流量が少ないことが必要であるか
ら、工程で臭気が発生する可能性は低いので、可能性が
ある臭気排ガスの生成量は、例えば空気混和バイオフィ
ルターのような従来の工程より少ないであろう。本発明
の工程は酸素の移動速度が高いので（これは高い作動圧
で達成できる）、必要な空気の量は少ない。さらに、さ
きに述べたように、加圧反応器中に工程を封じこめてい
るので、汚れた空気処理剤への放出を制御することがで
きる。
本発明が流動層反応器を利用するときの利点は、かな
り大きい貯蔵容積と生産容量の損失を伴う逆洗を行う必
要がないということである。この点について、流動層
は、他のシステムが作動する方式でフィルターとして作
動しないので、蓄積物を除くため逆洗を行う必要はな
い。
り大きい貯蔵容積と生産容量の損失を伴う逆洗を行う必
要がないということである。この点について、流動層
は、他のシステムが作動する方式でフィルターとして作
動しないので、蓄積物を除くため逆洗を行う必要はな
い。
また本発明の好ましいシステムの性能は、再循環の量
を変える事によって変えることができる。この点につい
て、窒素が除去される程度は、流れ40:流れ42の比率に
よってほとんど決定される。
を変える事によって変えることができる。この点につい
て、窒素が除去される程度は、流れ40:流れ42の比率に
よってほとんど決定される。
勿論、上記のことは、本発明の例示実施例として述べ
てきたが、これら全実施例とその外のこれら実施例の変
形は、当該技術分野の当業者にとって明らかなことであ
るが、本明細書に記載されている本発明の広い範囲内に
含まれていると見なされることが分かるであろう。
てきたが、これら全実施例とその外のこれら実施例の変
形は、当該技術分野の当業者にとって明らかなことであ
るが、本明細書に記載されている本発明の広い範囲内に
含まれていると見なされることが分かるであろう。
フロントページの続き (73)特許権者 999999999 エイジーエル ガス カンパニー （エ イシーティー） リミテッド オーストラリア、ニュー サウス ウェ ールズ 2060、ノース シドニー、パシ フィック ハイウェイ 111、 ジ エ イジーエル センター (72)発明者 バーネット、ケネス、エドワード オーストラリア、エイティーシー 2617、カリーン、マリビノン アヴェニ ュー 307 (56)参考文献 特開 平４−40295（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−68998（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/30 C02F 3/08 C02F 3/12 C02F 3/34
Claims (14)
- 【請求項１】排水を生物学的処理圧力下で生物学的に処
理し；次いで その圧力を、上記生物学的処理圧力よりも低圧であり且
つ周囲圧力よりも高圧である固形分除去圧力まで低下さ
せ、その減圧を利用して、溶存ガス起泡分離法によって
固形分を実質的に除去し； 更に、その圧力を前記固形分除去圧力から減圧し、上記
固形分除去圧力と上記周囲圧力の圧力差を利用して濾過
および／または消毒の工程を行う、 ことを含んでなる排水処理方法。 - 【請求項２】前記生物学的処理圧力下での生物学的処理
が、 酸素を添加し、次いで排水を加圧下で生物学的に硝化し
て実質的にアンモニアを除く； ことを含んでなる請求の範囲１に記載の方法。 - 【請求項３】前記生物学的処理圧力下での生物学的処理
が、 排水の生物学的脱酸素を加圧下で行って、実質的に溶存
酸素を除き；次に 上記の脱酸素を行った排水を加圧下で生物学的に脱窒素
を行って、可溶性の酸化された窒素を実質的に除く； ことをさらに含んでなる請求の範囲２記載の方法。 - 【請求項４】前記方法が、 硝化された排水の一部分を再循環して、排水と混合し、
さらに生物学的処理圧力下で生物学的に処理する； ことをさらに含んでなる請求の範囲３記載の方法。 - 【請求項５】生物学的処理を流動層の生物学的反応器で
行う請求の範囲１記載の方法。 - 【請求項６】生物学的硝化を流動層の生物学的反応器で
行う請求の範囲２記載の方法。 - 【請求項７】生物学的処理圧力で作動する加圧生物学的
処理手段；および 上記加圧生物学的処理手段で処理された排水を受け入
れ、上記生物学的処理圧力よりも低圧で周囲圧力よりも
高圧である固形分減圧圧力で作動し、その処理された水
を清澄化するための溶存ガス起泡分離装置を構成する除
去手段；および 上記固形分除去圧力と周囲圧力の圧力差を利用する濾過
手段および／または消毒手段； を備えてなる排水処理プラント。 - 【請求項８】前記加圧生物学的処理手段が、加圧下で排
水を生物学的に硝化して実質的にアンモニアを除く硝化
手段、および上記硝化手段に酸素を添加する酸素添加手
段を備えてなる請求の範囲７記載のプラント。 - 【請求項９】前記加圧生物学的処理手段が、さらに、 加圧下で排水の生物学的脱酸素を行って、溶存酸素を実
質的に除去する脱酸素手段；および 上記脱酸素を行った排水を加圧下で生物学的に脱窒素を
行って、可溶性の酸化された窒素を実質的に除く脱窒素
手段； を備えてなる請求の範囲８記載のプラント。 - 【請求項１０】前記プラントが、さらに、 硝化された排水の第一部分を再循環するための再循環手
段； を備えてなる請求の範囲９記載のプラント。 - 【請求項１１】前記硝化手段が流動層反応器である請求
の範囲８記載のプラント。 - 【請求項１２】排水の生物学的脱酸素を行って、溶存酸
素を実質的に除く加圧脱酸素手段； 上記脱酸素を行った排水の生物学的脱窒素を行って、可
溶性の酸化された窒素を実質的に除去する加圧脱窒素手
段； 上記脱窒素を行った排水を硝化圧力下で生物学的に硝化
して、アンモニアを実質的に除去する加圧硝化手段； 上記硝化された排水の少なくとも一部の圧力を、上記硝
化圧力よりも低圧で周囲圧力よりも高圧である固形分除
去圧力まで低下させて、溶存空気起泡分離法によって固
形分を除去するための減圧手段；および 上記固形分除去圧力と周囲圧力との圧力差を利用する濾
過手段および／または消毒手段； を備えてなる排水処理プラント。 - 【請求項１３】排水を、再循環される硝化排水と混合す
る混合手段； 排水および再循環される硝化排水の上記混合物の生物学
的脱酸素を行って、溶存酸素を実質的に除去する加圧脱
酸素手段； 上記の脱酸素を行った排水の生物学的脱窒素を行って可
溶性の酸化された窒素を実質的に除去する加圧脱窒素手
段； 上記脱酸素を行った排水を加圧下で生物学的に硝化し
て、アンモニアを実質的に除去する加圧硝化手段； 上記硝化された排水の一部分を上記混合手段に再循環す
る再循環手段； 上記硝化された排水の別の一部分の圧力を、前記硝化圧
力よりも低圧で周囲圧力よりも高圧である固形分除去圧
力まで低下させて、溶存空気起泡分離法によって固形分
を除去するための減圧手段；および 上記固形分除去圧力と周囲圧力との圧力差を利用する濾
過手段および／または消毒手段； を備えてなる排水処理プラント。 - 【請求項１４】加圧生物学的処理容器と、加圧清澄化容
器と、濾過手段とを備え、 加圧清澄化容器が、上記加圧生物学的処理容器から、処
理された廃水を受け入れ、加圧生物学的処理容器の圧力
より低い圧力で周囲圧力よりも高圧である固形分除去圧
力まで減圧することにより、溶存ガス起泡分離法によっ
て固形分を除くように構成されており、 濾過手段が、加圧清澄化容器から、処理されて清澄化さ
れた排水を受け入れ、加圧清澄化容器の圧力より低い圧
力で排水を濾過するように構成されている、廃水処理プ
ラント。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPM9571A AUPM957194A0 (en) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Wastewater treatment method and plant |
| AU9571 | 1994-11-18 | ||
| PCT/AU1995/000764 WO1996015991A1 (en) | 1994-11-18 | 1995-11-17 | Wastewater treatment method and plant |
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|---|---|
| JPH10510203A JPH10510203A (ja) | 1998-10-06 |
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Family
ID=3784082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51638296A Expired - Fee Related JP3358066B2 (ja) | 1994-11-18 | 1995-11-17 | 排水処理方法およびそのプラント |
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| Country | Link |
|---|---|
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| CZ (1) | CZ289983B6 (ja) |
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| FI (1) | FI972093A7 (ja) |
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| LV (1) | LV11830B (ja) |
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| PL (1) | PL320739A1 (ja) |
| RU (1) | RU2135420C1 (ja) |
| SI (1) | SI9520119A (ja) |
| SK (1) | SK60597A3 (ja) |
| TW (1) | TW426642B (ja) |
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