JPH03505425A - 廃水処理プロセスと廃水処理装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 廃水処理プロセスと廃水処理装置 技術分野 本発明は、不溶性固体廃棄物と可溶性廃棄物を含む廃水を処理するためのプロセ スと、プロセスを実施するための装置に関する。

背景技術 動物又は人間の体によって生成された廃棄物のも理の全履歴に対して、自然に発 生するプロセスは、身体廃棄物を構成する炭素ベースと他の成分の処理に対する 基礎であった。すべての動物と人間からの身体廃棄物に含まれた幾つかの形式の 細菌の存在は、２つの生物学的プロセスのいづれかによる処理の手段を設けた。

自然に発生する細菌の一つのクラスは、廃棄物を酸化するために、廃棄物の水相 における溶存酸素を使用し、結果として、水、二酸化炭素と他の酸化物を生じる 。廃棄物の液相が、溶存酸素を含まないならば、自然に発生する細菌の第２のク ラスは、炭素ベースと他の成分に作用することができ、結果として、硫化水素、 メタンと他の複合有機化合物を生成する。

成長のための廃水の液相において溶存酸素を必要とする細菌の一般分類は、好気 性細菌である。水における酸素の非常に低い溶解度のために、空気は、廃水にお いて溶存酸素を再供給するために、頻繁なサイクル・ベースにおいて廃水と接触 しなければならない。細菌の第２の自然に発生する一般クラスは、嫌気性細菌で あり、成長が発生するために、廃水において溶存酸素の量がないという必要条件 に基づく。

廃水において好気性細菌成長によって生成された副産物が危険を呈示せず、ある いは人間に受容できない二次問題を与えないために、それは、はとんどすべての 場合において、廃水処理のための主要プロセスになる。

第２の自然に利用可能な細菌である嫌気性の計画使用は、閉鎖タンク又は地下容 器の使用にまかせる状況に制限された。嫌気性細菌の作用によって生成された副 産物は、爆発の危険、腐食問題と、人間に不快な臭い及び有毒度応の領域におい て主要問題を生じる。廃水の処理のための過去と現在のプロセスは、好気性細菌 サイクル又は嫌気性細菌サイクルのいづれかにおいて自然に発生する細菌の使用 に基づき、処理システムの設計は、細菌成長のいづれの形式に対しても、最も有 効な環境を設ける能力によって制御される。この設計因子はまた、主要な考慮と して、細菌作用の副産物の部分を有しなければならない。

廃水の処理は、処理工場において始まらず、そしてこの因子は、収集及び伝達シ ステムのサイズが必要な処理工場の数を最小にするために増大されたために、主 要問題になった。自然に発生する細菌の作用は、廃水路への身体廃棄物の導入点 において始まる。多くの廃水液相がある量の溶存酸素を含むために、好気性細菌 の成長は、通常、第一作用である。

溶存酸素レベルが正値に維持されないならば、好気性細菌の成長は、停止し、そ して潜伏した嫌気性細菌の成長によって置き換えられる。好気性細菌の作用は、 液相における溶存酸素の利用可能性に基づいた自己制限因子である。液相に８け る溶存酸素の濃度が低ければ低いほど、好気性細菌の成長率は遅くなる。処理工 場に関連した収集及び伝達システムに８ける保有時間の増大は、収容された廃水 の条件と使用された処理プロセスに影響を与える。廃水が空気接触に露出されな いならば、溶存酸素濃度の損失により、廃水は、通常使用される好気性プロセス に悪影響を及ぼす条件において処理工場において収容される。

溶存酸素レベルを収集及び伝達システムにおける十分なレベルに有効に制御する ための手段は、以前利用できなかったために、最終処理プロセスは、自然発生に よって設けられたプロセスの継続に制限された。生物学的処理を続けるために、 好気性又は嫌気性プロセスの形式の選択のみが、廃水処理工場において使用され る。

３つの形式の好気性生物学的処理プロセスが、廃水処理工場において最も共通に 見いだされる。すなわち、拡張された曝気プロセス、接触安定化プロセスと完全 混合プロセスである。３つのプロセスはすべて、廃水の液相の溶存酸素濃度と、 高濃度の細菌成長を有する廃水固形物の戻りを増大させるために、曝気装置を使 用する。３つのプロセスの間の主要な差は、処理プロセスの曝気ゾーンにおける 廃水の保有時間量と、高細菌成長を有する廃水固形物の戻り量と、曝気プロセス の後に処分されるためｌこ残される廃水固形物の量である。３つの生物学的処理 プロセスのいづれかから生ずる過剰廃水固形物又はスラッジの処分問題は、動物 と人間の生命のために必要な水供給の破壊により、人間に対してだけでなく、全 惑星に対して主要問題になった。３つの異なる生物学的プロセスによって生成さ れたスラッジの量は、一般に、処理プロセスの曝気ゾーンにおいて使用された保 有時間量と同一比率である。使用された３つのプロセスのすべてに対して、好気 性又は嫌気性細菌作用のいづれかによるスラッジの二次処理が、必要とされる。

処理プロセスの曝気ゾーンにおける短い保有時間によって発生したスラッジの量 が大きくなればなるほど、二次処理と制御された処分を必要とする危険なスラッ ジの生産は大きくなる。

１９８７年ｌＯ月１６日に提出された米国特許出願第０７／１０９．１９２号（ これは、現在放棄された１９８５年１１月１８日に提出の米国特許出願第０６／ ７９９．１０４号の継続出願である）と、係属中のＰＣＴ出願ｐｃＴ／ＵＳ８６ １０２５４２において記載された遠心式オキンジニネータの開発は、廃水収集及 び伝達システムにおいて溶存酸素１／ベルを制御するだめの手段を設け、自然に 発生する細菌成長の制御を許容する。これらの特許の各々は、参照によって本明 細書に組み込まれた。遠心式オキシジェネータは、２フイートの液体レベルにお ける４０％から２０フイートを超える液体レベルにおける９８％までの酸素移送 率を設ける能力を有することを認証された試験によって立証した。先行する曝気 装置と異なり、遠心式オキシジェネータは、０％からユニット・サイズの最大容 量までの空気又はガス流量率の完全な制御を設ける。遠心式オキシジェ不一夕は 、空気又はガス流路の詰まりなしに、停止／開始ベースにおいて動作し、そして また、ユニットから高速度指向性混合と固形物懸濁油圧流を設ける。

発明の開示 本発明は、不溶性固形廃棄物と可溶性固形廃棄物を含む廃水を処理するだめのプ ロセスにおいて、嫌気性細菌の成長が実質的に除去されるレベルに廃水の酸素含 有量を制御する段階と、廃水から不溶性固形廃棄物を分離する段階と、所定量の 好気性細菌により廃水における可溶性固形物を処理する段階と、廃水における好 気性細菌の量を縮小する段階とを含むプロセスを設け、そしてまた、その実施の ための装置を設ける。

本発明は、廃水の浄化と電力の生成のための廃紙物質の処分とを組み合わせる。

プロセスは、不溶性廃水固形物の化学的修正のために、好気性又は嫌気性細菌の いづれにも基づかない。生物学的処理は、廃水における可溶性物質に制限される 。プロセスは、空気又は他の酸化化学物質の現在適用される非制御性付加の代わ りに、廃水収集、伝達及び処理システムにおける溶存酸素レベルの制御を使用す る。廃水への空気の付加のための前手段は、開始／停止の条件又は溶存酸素レベ ルの制御のために必要とされｔ；可変ガス率の必要条件の下で動作する能力にお いて制限された。遠心式オキシジェネータ（ｏｘｙｇｅｎａｔｏｒ）の使用は、 湯弁、管路と廃水処理工場の全体で溶存酸素の制御の手段を設け、こうして嫌気 性細菌の成長の制御又は除去のための手段を設け、かつ好気性細菌の成長を最小 にする。酸素移送のための十分な保有時間を設けるための適切なサイズの重力収 集マンホールとポンプ機構湯弁における遠心式オキシジエネータの配置と、側流 循環器として遠心式オキシジエネータへの純酸素ガス供給を使用する圧力幹線主 要伝達管路により、溶存酸素レベルの制御が可能であり、結果として嫌気性及び 好気性細菌発生の制御が可能になる。

廃水固形物の物理的分離効率と固形物のエネルギー値の回復は、収集及び伝達シ ステムにおける嫌気性細菌の成長の除去と、廃水システムの収集及び伝達部分に おける溶存酸素の最小レベルの維持による好気性細菌の成長の最小化の関数であ る。廃水伝達システムは、今、主要及び再ポンプ機構における貯蔵形式湯弁にお ける溶存酸素の制御と、純酸素の管路注入を使用して、一定率又は一定圧力ペー スにおいて設計される。

これらの設計のいづれも、工場プロセスの一定率動作のために必要な処理工場に おける貯蔵必要条件を非常に縮小する。

細菌成長を最小にする溶存酸素レベルを制御するための手段と、廃水処理プロセ スにおいて一定流量率を設ける付加的手段により、２つの付加的問題が、空気浮 遊による高効率分離を設けるｔ；めに解決されなければならない。空気泡の上昇 率の制御は、ガス及び液相の比重における差によ−）で課せられた物理的制限に できるだけ近付けて維持されなければならない。これは、非常に小さなサイズの ガス粒子へのガス相の分散と、液相の表面上の正ガス圧力の使用とによって達成 される。分離効率をさらに増大させるために、繊維性物質が、加圧分離カラム（ ｃｏｌｕｍｎ）への導入の前に、廃水固形物と接触される。廃水固形物への低濃 度繊維性物質の付着は、２つの方法において、浮遊分離における補助を設ける。

主要な補助は、繊維の不規則表面への空気泡の高度の付着であり、そして第２は 、低濃度繊維への付着による廃水固形物の濃度の減少である。これらの作用は、 浮遊プロセスの分離効率を非常に増大させる。

液体廃水路からの廃水固形物の分離のための主要段階は、浮遊プロセスの物理的 分離効率を増大させるために、廃紙物質から準備された繊維スラリーの付加を使 用する２段階の加圧空気浮遊システムである。第２段階は、可溶性物質の処理の ための一括／連続好気性生物学的作用を適用する。第３段階は、第１段階におい て取り除かれない固形物を除去するために、高液体レベル、高効率固形物除去沈 澱を使用する。廃水処理プロセスにおける最終段階は、固形物除去と線菌縮小の ために石炭及び紙繊維媒体との接触カラムを適用する。廃水における可溶性物質 は、既知濃度の溶存酸素と既知濃度の好気性細菌を有する戻り活性化スラッジの 制御された付加により、一括／連続可変動作レベルの曝気タンクにおける制御さ れた好気性生物学的作用によって処理される。一括／連続曝気タンクにおける溶 存酸素のレベルは、処理プロセスの加圧空気分離相によって取り除かれない廃水 固形物における細菌成長量を最小にするために、可溶性物質の処理のための最小 必要レベルにおいて制御される。

高効率沈澱タンク（浄化器）は、第１段階における廃水固形物の多くの除去と、 細菌濃度の制御と、沈澱タンクへの供給における溶存酸素レベルの制御とによっ て許容される液体レベルにおける実質的な増大により、現設計と比較した時増大 された効率を獲得する。接触カラムは、すべての廃水固形物のための最終除去段 階と、予備接触カラム塩素化を使用する処理プロセスの排出物における細菌の縮 小として作用する。接触カラムは、石炭粒子と紙繊維の単一使用（ｌ動作サイク ル）の混合媒体を含む。混合媒体のほかに、高濃度の塩素又は類似作用の化学物 質が、高効率細菌縮小のＩ；めに接触カラムにおいて維持される。

廃水固形物は、石炭及び紙繊維物質と組み合わされ、そしてその後、処理工場の エネルギー回復電力生成部門のための燃料として使用される。

プロでスは、電力生成システムの＠縮機と、媒体準備、移送及びエネルギー回復 のためのプロセスにおける他の必要物に冷却水を供給するために、内部再使用排 出物システムを使用する。遠心式オキシジエ不一夕を備えた内部再使用貯蔵及び 塩素接触タンクは、遠心式オキシジエネータによって設けられた微細泡分散と増 大酸素レベルを使用して、空気回収により再使用排出物から過剰の塩素を除去す るために使用される。内部再使用の後、排出物は、大貯蔵タンク又はシリンダー から液体又はガス相において供給された濃縮又は純酸素による遠心式オキシジェ ネータの使用によって、溶存酸素濃度における必要な調整のために処理される。

除去されたすべての廃水固形物と、本発明のプロセスの動作のｔ；めに付加され た繊維材料と石炭は、付加的な石炭及び切断紙廃棄物と混合され、そしてプロセ ス設計において組み込まれた電力生成システムのための燃料として使用され、こ うして部分的に処理された廃水固形物の処分又は付加的処理のための必要性を除 去し、こうしてスラッジのないプロセスを生成する。

プロセスは、ｌＯの平均因子だけ活性化スラッジの戻りの必要条件を縮小し、こ うして処理工場の内部流量必要条件を非常に縮小する。内部流量はまた、最終排 出物品質制御のために使用されｔ；多数の形式のろ過器のために必要なリサイク ル洗浄水の除去によって縮小される。プロセスは、トラップされた固形物の除去 のために逆洗水を必要とする三次のろ過器又は類似形式の固形物除去装置の代わ りに、固形物除去と細菌縮小のための接触カラムにおいて固形物と繊維の非逆洗 単−使用（ｌ動作サイクル）の高効率二重混合媒体の使用により、優れた排出物 品質を設ける。廃水システムの収集及び伝達部門における一定圧力及び／又は一 定率設計システムの使用は、廃水貯蔵必要条件と一定率における動作のために必 要とされた処理において、有効なかつ低費用への削減を設ける。

収集及び伝達システムにおいて溶存酸素レベルの制御を設けるために、ポンプ機 構湯弁は、現在の設計の実施に比較して、サイズにおいて増大されなければなら ない。溶存酸素制御のために必要とされたよりも、ポンプ機構湯弁サイズを増大 させることにより、一定圧力又は一定率伝達システムの貯蔵容量が、初期費用に おける非常に小さな増大において獲得される。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の装置の主要構成要素による流れ図を示す。制御弁、遮断弁、 電気供給及び制御装置の如く二次項目は、第１図に示されない。

第２図は、本発明において使用された空気分散カラムの部分的に断面の側面図で ある。第２Ａ図、第２Ｂ図と第２Ｃ図は、それぞれ線２Ａ−２Ａ、２Ｂ−２Ｂと ２Ｃ−２Ｃに沿った第２図の空気分散カラムの頂部断面図である。

第３図は、本発明において使用された加圧空気分離カラムの部分的に断面の側面 図である。、第３Ａ図と第３Ｂ図は、それぞれ線３Ａ−３Ａと３Ｂ−３Ｂに沿っ た第３図の加圧空気分離カラムの頂部断面図である。

第４図は、本発明において使用されたコイル軌道コンベヤーを含む浄化器又は沈 澱タンクの側面断面図である。第４Ａ図と第４Ｂ図は、それぞれ線４Ａ−４Ａと ４Ｂ−４Ｂに沿った第４図の浄化器又は沈澱タンクの頂部断面図である。

第５図は、本発明において使用された接触カラムの部分的に断面の側面図である 。

第６図は、本発明において使用された塩素接触及び再使用貯蔵タンクの側面断面 図である。第６Ａ図は、線６Ａ−６Ａに沿った第６図の塩素接触及び再使用貯蔵 タンクの平面図である。

第７図は、本発明において使用された濃縮カラムの側面断面図である。

第７Ａ図は、線７Ａ−７Ａに沿った第７図の濃縮カラムの平面図である。

発明を実施するだめの最良モード 廃水の処理は、処理工場において始まらない。本発明により、廃水、特に細菌は 、収集及び伝達システムにおいて制御される。酸素含有量は、嫌気性細菌の成長 が実質的に除去され、かつ好気性細菌の成長が最小にされるレベルまで、制御さ れる。酸素含有量は、とりわけ、米国特許出願第０７／１０９，１９２号とＰＣ Ｔ出願第ＰＣＴ／ＵＳ　８６１０２５４２号において記載された形式の遠心式オ キシジエネータの使用により、制御される。

収集及び伝達システムにおいて必要とされた溶存酸素のレベルは、好気性細菌の 初期濃度と、付加的酸素が廃水に付加される前に必要とされた保有時間の関数で ある。例えば、低レベルの好気性細菌と低保有時間に対して、０．１〜０．３ｐ ｐｍの溶存酸素レベルが、付加的酸素が付加されるまでの完全な保有時間中に正 レベルの溶存酸素を維持するために十分である。他のシステムにおいて、好気性 細菌の濃度は、高レベルの溶存酸素を有する水によって自然に高くされる。付加 的酸素が付加されるまで長い保有時間を有するそのようなシステムは、液相にお いて十分な酸素を貯蔵するために、２．０〜３．０ｐｐｍの溶存酸素レベルを必 要とじ、好気性細菌の完全な破壊を防止し、かつ付加的酸素が付加されるまで、 嫌気性細菌の成長を防止する。

保有時間、好気性細菌濃度及び溶存酸素レベルにおいて変動を有する種々のシス テムのすべてにおいて、低レベルの正溶存酸素濃度を維持する必要性は、各収集 、伝達及び処理システムにおいて可変レベルの溶存酸素を必要とする。物理的分 離プロセスの効率は、収集、伝達及び貯蔵システムにおいて最低の可能な正溶存 酸素レベルを維持することによって制御される廃水固形物における細菌発生量の 関数である。

遠心式オキシジエネータの開発により廃水収集及び伝達システムにおける細菌成 長を制御する能力により、０．１〜２．０％の固形物濃度を有する廃水路から、 石炭に類似する燃焼値を有する高エネルギー固形物の分離のためのプロセス・シ ステムの適用が可能になる。廃水の浄化を完了するために、生物学的プロセスは 、固形物分離プロセスによって除去されない廃水における可溶性有機物質の除去 のための固形物分離プロセスと組み合わされなければならない。

低パーセントの固形物の効率的分離のための別の因子は、一定流量率における処 理プロセスの動作である。すべての現在使用される処理プロセスは、ピーク期間 中の平均−日流量を超える２５０％増大から夜中及び早朝期間中の平均−日流量 の１０％まで変化する流量率により動作しなければならない。２フイートから１ ００フイートまでの液体レベルｌこおいて効率的に動作する遠心式オキシジェ不 一夕の開発により、処理工場において平均−日流量を超える廃水の貯蔵を設ける ことが、可能である。本発明の効率を改良するために、処理工場における一定量 の廃水貯蔵が、溶存酸素制御のために設けられる。さらに、収集及び伝達システ ムのための現設計標準の修正は、処理工場貯蔵と比較して、最良の費用効率を獲 得する。

必要な廃水収集及び伝達／ステムにおけるポンプ機構湯弁の現設計の実際は、流 量条件のための廃水の最小可能保有容積に制限されな１プればならない。この制 限は、湯弁における固形物の沈澱と、湯弁において溶存酸素レベルを制御できな いことによって課せられる。遠心式オキシジェ不一夕の利用可能性により、この 設計制限を完全に除去することが、可能である。湯弁は、平均−日流量を超える 廃水流量のための貯蔵機構になる。収集及び伝達システムにおいて溶存酸素レベ ルを制御するために、ポンプ機構湯弁における保有時間は、廃水への溶存酸素の 制御移送の！こめに必要とされた時間を設（ブる最小費用の方法となる。遠心式 オキンジエ不一夕は、酸素の効率的な移送と共に、方向付けられた放出において 油圧流速を設けるために、湯弁における廃水固形物の沈澱は、ポンプ機構の湯弁 の設計において、もはや考慮されない。廃水収集及び伝達システムのポンプ機構 湯弁は、遠心式ポンプ装置の動作に影響を与えない遠心式オキシジエネータを備 え！２時、システム毎に変化するシステム流量必要条件のための最も効率的な廃 水のＩユめの保有時間を設けるように設計される。流量制御のために必要とされ た保有時間が、溶存酸素制御のＩ；めに必要とされた保有時間を超える限り、貯 蔵湯弁のサイズは、システムの流量必要条件によって決定される。本発明のエネ ルギー回復無スラッジ廃水処理プロセスの一定流量必要条件を満たす方法は、現 存する伝達管路の容量を増大させ、かつさらに他の管路システムのサイズ必要条 件と費用を縮小することにより、第２の主要な利点を設ける。さらに、開示され たエネルギー回復無スラッジ廃水処理プロセスは、可変速度ポンプ駆動のための 必要条件を除去し、かつ廃水システムの電力消費を縮小する。

すべての廃水伝達管路システムは、現在、２００％超の平均−日流量のピーク流 量必要条件を処理するために設計されるために、管路における保有時間は、管路 システムにおいて危険な問題を発生させる。ピーク流量期間中、多くの管路シス テムは、保有時間が細菌作用による廃水における溶存酸素レベルの消耗のために 不適切である如く設計される。平均−日流量の期間中、保有時間は、少なくとも ２倍にされ、そして夜時間又は早朝期間中、管路システムにおける保有時間は、 １０〜２０倍の因子だけ増大され、幾つかの場合において、爆発の危険、コンク リート及び金属成分の腐食、悪臭、有毒健康有害物及び処理工場動作問題の発展 した問題を生ずる。

廃水収集及び伝達システムにおける細菌成長の制御の方法と、一定流量率におい て処理プロセスを動作させる能力により、廃水路からの固形物の物理的分離の効 率と、可溶性有機物質の処理と結合された固形物の燃焼値の保存は、記載された エネルギー回復無スラッジ・プロセスを可能にする。このプロセスは、繊維補助 加圧空気浮揚とすべての現プロセスにおいて使用されＩ；ものの通常２倍の高液 体レベル深さを使用する沈澱による固形物の分離と、放出の中心点まで沈澱固形 物を移動させるためのプッシャー形式傾斜システムの代わりに、同心円形流量パ ターンを使用する固形物収集及び除去システムを組み合わせる。多重のプロセス 必要条件が、システム毎の廃水における変動と、全処理プロセスの効率的動作に より必要とされる。　エネルギー回復無スラッジ・プロセスによる廃水の液相か らの固形物の効率的分離のために、好気性及び嫌気性細菌の成長が、廃水収集及 び伝達システムにおいて制御されなければならない。また、液相からの固形物の 効率的分離のために、一様流量率において処理工場を操業させることが必要であ る。現処理プロセスは、細菌成長の制御なしに、かつ収集及び伝達システムから の入力流量における２５倍変動を有する可変流量率において動作される。

細菌成長の非破壊制御の唯一の手段は、収集及び伝達システムにおける溶存酸素 の制御の使用である。溶存酸素のこの制御は、嫌気性細菌の成長を除去し、かつ 成長のＩ；めに利用される溶存酸素量を制限することにより、好気性細菌の成長 を最小にする。

収集及び伝達システムにおける溶存酸素を制御するために、廃水への酸素の移送 のための保有時間は、ポンプ機構のための過大湯弁の使用と、長い保有管路シス テムにおける酸素の注入によって、システム内に設けられなければならない。

この必要条件は、エネルギー回復無ヌラッジ処理プロセスの分離段階の効率的動 作のために必要とされｊ；一定流量率のｌ；めの必要条件と両立する。溶存酸素 制御のためのポンプ機構湯弁における遠心式オキシジェ不一夕の使用は、ポンプ 機構の湯弁のサイズを、収集システムにおいて常に発生するピーク流量の貯蔵の ために増大させる。

収集システムにおけるピーク流量の貯蔵を使用して、効率動作のＩ；めに処理工 場において必要とされた貯蔵の量を大きく減少させることが可能である。同時に 、貯蔵湯弁の使用は、現在使用される流入要求システムと比較した時、多大な費 用節約を設け、かつ動作問題を縮小する。

一定率伝達システムは、ポンプ機構の出力がポンプ機構の可変流入に一般に一致 することを必要とする流入要求システムの設計制限を除去する。湯弁において貯 蔵された過剰の流入量を有する選択時間ベースにおいて動作する一定速度ポンプ の使用により、制御された溶存酸素とほぼ一定率の流量が、処理工場に送り出さ れる。

一定圧力伝達システムは、溶存酸素制御と過剰流入量の貯蔵のための貯蔵形式ポ ンプ機構湯弁を使用することにおいて、一定率伝達システムに類似する。このシ ステムは、流入量貯蔵のために十分大きな湯弁を設けることが不可能な幾つかの 場合に使用される。一定圧力伝達設計を必要とする伝達システムは、一定速度ポ ンプと可変速度ポンプを組み合わせる。一定速度ポンプ機構は、一定率システム におけると同様の方法で動作され、そして可変速度ポンプ機構は、ポンプ速度と このｌ；め出力を、湯弁における液体レベルの代わりに、圧力幹線における圧力 に基づいて動作される通常使用の変換器速度制御センサーの配置により制御させ る。

この一定圧力システムは、一定率システムと同一の動作費用の節約により、処理 工場に同一の一定流量率を設ける。

第１図は、前述の伝達及び収集システムにおいて制御された廃水のための好まし い流れ図を示す。

第１図に示されＩ；如く、インライン砕氷機／粉砕機ｌが、物理的分離プロセス のためのより適切なサイズへの廃水における大形固形物の縮小のために設けられ る。それから廃水は、一定率供給及び溶存酸素制御タンク２に流れる。

一定率供給及び溶存酸素制御タンク２は、廃水処理工場への過剰流量を貯蔵し、 かつ嫌気性細菌の成長が実質的に除去され、そして好気性細菌の成長が最小にさ れる如く、上記の適切なレベルにおいて溶存酸素濃度を安定化させる二重機能を 有する。平均の場合に、溶存酸素のレベルは、０．５〜１．Ｏｐｐｍである。最 も効率的な動作のために、処理プロセスは、一定流量率において動作され、そし てタンク容量のサイズは、収集及び伝達システムの設計と、処理工場に一定流量 率を設ける能力とに基づく。前述の如く、廃水処理工場に供給する伝達部門にお ける一定圧力又は一定率設計システムの使用は、一定率供給及び溶存酸素制御タ ンク２のサイズを最小にする。

遠心式オキシジェネータ３は、油圧流量により固形物を懸濁させ、かつ溶存酸素 レベルを制御する二重目的のｔ；めに、一定率供給及び溶存酸素制御タンク２に おいて設置される。２フイートの最小レベルを超える液体レベルにおいて高効率 酸素移送を設ける遠心式オキシジエネータ３の能力に基づき、一定率供給及び溶 存酸素制御タンク２は、２フイート超から５０フイートの可変液体レベルにおい て動作される。遠心式オキシジエネータ３は、栓の形式なしに使用されたサイズ ・ユニットのために、ゼロ乃至最大のガス流量率において動作される。遠心式オ キシジエネータ３はまた、廃水固形物の油圧懸濁液に影響を及ぼすことなしに、 一定率供給及び溶存酸素制御タンク２において溶存酸素レベルの制御のための開 始／停止ガス流を設ける。

固形物処理形式の遠心式ポンプ４は、一定率供給及び溶存酸素制御タンク２から 第１段階空気分散カラム５へ廃水を移送するために使用される。一定率供給及び 溶存酸素制御タンク２における廃水の可変高さと第Ｉ段階の空気分散カラム５に よって必要とされた一定注入圧力により、遠心式ポンプ４は、流量制御弁システ ム又は可変速度駆動システムのいづれかを使用しなければならない。遠心式ポン プ制御弁の下流で、管路注入点が、第１段階空気分散カラム５の入り日照の前に 位置する。高せん断ミクサ４５による紙対繊維によって生産された繊維スラリー は、廃水固形物との接触のために繊維スラリー移送ポンプ６７により、管路へ注 入される。繊維粒子は、表面の性質により、廃水固形物粒子に付着し、そしてこ れにより加圧空気分離カラム７と１０の分離効率を増大させる。

これを達成するために、空気は、それぞれ空気分散機６と９を備えた第１及び第 ２段階空気分散カラム５と８において、廃水に分散される。

特に、第２図、第２Ａ図、第２Ｂ図と第２ｃ図において示された如く、第１段階 空気分散カラム５は、垂直加圧ユニットであり、カラム５の内部は、最小２つの セクション５０８七５１１１ｒに分割される。遠心式ポンプ４からの流量は、セ クションの底部の近くであるが、入り口５０６を通って空気分配板５０２の上の カラム５の最下方セクションに導入される。底部カラム・ヘッド５２２は、空気 分配板５０２の下に空気供給を設ける空気供給入り口７ランジ５２４を含む。空 気分配板５０２は、流入廃水へ穴５０３により一様な方法において圧縮空気の導 入を設ける。

カラム５の最下方セクション５０８は、効率的なガス分散のｔ；めの流量パター ン制御と、第２段階空気分散羽根車６０６との完全な接触を許容するためにカラ ム５の中心への第１段階５０８の流量の方向付けの二重機能を設ける水平バッフ ル５１２により、第２段階５１６及び付加的段階から分離される。カラム５の第 １分散段階５０８は、底部の近くに、カラム５の中心へ空気の流量を向ける空気 分配板５０２を有し、第１段階空気分散羽根車６１４との完全な接触を許容する 。第１分散段階５０８と第２分散段階の両方は、廃水への空気の分散を改良する ために、垂直バッフル５１０を含む。第２分散段階５１６は、第２段階空気分散 羽根車６０６の流量パターンと効率を改良するために、水平バッフル５０４を有 する。第２段階空気分散カラム８は、第１段階空気分散カラム５に類似の構造で あり、そして必要ならば、付加的段階が、廃水において適切な空気分散を獲得す るために、空気分散カラム５又は８のいづれかの設計において使用される。空気 分散駆動装置６０２は、シャフト６０３と、羽根車６０６と６１４を駆動し、そ して第１段階空気分散カラム５と第２段階空気分散カラム８の両方に対して同様 である。分散カラム５内の空気圧力は、カラム５の頂部ヘッドに置かれた圧力逃 し弁５１８の使用によって制御される。廃水空気分散は、カラム５の頂部ヘッド ５２０の近く、すなわち、出口５２１を通って水平バッフル５０４のすぐ下でカ ラム５から放出される。カラム５の頂部ヘッド５２０は、第１段階空気分散ユニ ットのＩ；めのフランジ形式取り付けを有する。

第１段階空気分散機６は、電気駆動高ぜん断多段階回転羽根車ユニットであり、 羽根車６０６と６１４は、廃水流への空気の分散のために設計される。羽根車は 、（１）廃水における固形物の濃度、（２）ＩＩ水に付加された繊維スラリーの 濃度、（３）カラムにおける垂直液体流速、（４）空気泡上昇率の制御のために 必要とされた背圧レベル、及び（５）廃水固形物の効率的浮揚分離のために必要 とされた空気容積とによって決定される最大必要空気流量率から選択される。

第」図を再び参照すると、第２段階加圧空気分散カラム８は、第１段階加圧空気 分散カラム５と同−設計であるが、平均の場合に、直径が少し小さく、かつ低空 気流量率のために設計される。

第２段階空気分散機９はまた、第１段階空気分散機６に類似するが、平均の場合 に、より小形の電動機駆動装置が使用される。

加圧空気浮揚は、垂直カラム７と１０の２段階システムを使用し、圧縮空気は、 廃水の導入とカラムの底部の近くの空気分散の前に、上述の如くユニット５と８ において分散される。カラム７と１０内の垂直高さと内部流量パターンは、廃水 固形物の組成によって決定されなければならない。一般に、第１段階カラム７の 加圧は、空気泡の垂直上昇率が、処理工場の位置における標準大気圧を超える圧 力量の関数であるために、第１段階カラム７Ｏよりも高い。

空気浮揚プロセスにより水相における低固形物濃度の分離能力は、固形物粒子と の接触を維持するために十分に低いレベルへの上昇率の制御により、固形物粒子 への上昇空気泡の付着を必要とする。カラムにおける液体レベルは、廃水におけ る固形物の組成に基づいて変化するために、カラムにおける最高液体レベルを超 える大気圧よりも大きな空気圧の制御は、最大固形物分離効率のために調整され る。第２段階加圧空気分離カラムｌＯは、液及び同相の大きな垂直上昇速度を生 ずるほとんど同一の液体流のための小直径と、第１段階分離カラム７からの流量 を収容する第２段階空気分散ユニット８．９によって導入された空気の上昇率を 増大させる低加圧とを使用する。第１段階加圧空気分離カラム７は、高率の液体 及び空気泡上昇率を使用して、小サイズ粒子のために選択かつ設計される。第１ 及び第２段階カラム７と１０の上方レベルにおいて分離された固形物は、制御弁 の使用によって回収され、モしてカラムの内部圧力を使用してカラムから放出さ れる。高沈澱率を有する固形物は、第１及び第２段階カラム７と１０の底部にお いて収集され、そして二次濃縮カラム４８へのカラムの加圧を使用して、制御弁 によって放出される。

第１及び第２段階分離カラム７とＩＯの内部流パターンは、廃水と空気分散の循 環する水平指向流を使用する。両力ラムの底部段階は、流れを下方の高濃度固形 物除去段階か、あるいは上方のカラムの第１浮揚段階に移動させる。付加的な浮 揚段階は、第１浮揚段階の上に重ねられるが、これらの段階は、第１段階とは少 し異なる流れパターンを有する。

垂直移動流路は、第１段階と同一であるが、第２流れパターンは、分離しｔ；液 相のために使用される。液体流は、以後記載される如く、分離しＩ；液相を除去 するためにカラムの垂直閉鎖管又は形成セクションに放出される水平段階分離パ ンフルの直接上に位置する水平溝付き開口を使用する。

第１段階加圧空気分離カラム７（第３図、第３Ａ図と第３Ｂ図にさらに詳細に示 された）は、円形リング入り口多岐管７２４と、対向液体速度入りロノズル７２ ６により、カラム沈澱セクション７３０に導入されｔ；廃水と空気分散の流入に より、垂直な２つのセクション設計を有する。

ノズル７２６の対向液体速度入り口設計を使用することにより、液体の速度ヘッ ドは、消失され、そして低速円形流パターンが、カラム７の中心において生成さ れる。カラム７の中心の低速円形流パターンにおいて、高濃度固形物（グリッド と他の無機固形物）は、カラム底部ヘッド７０４の底部に沈澱し、そして外部制 御弁の使用により、高濃度固形物放出ロア０６を通してカラム圧力の下で放出さ れる。軽濃度固形物及び液相は、カラム沈澱セクション７３０の低速円形流パタ ーンにおいて垂直に上昇し、モしてカラム分割板７１８によってカラム沈澱セク ション７３０から分割されｔ；カラム浮揚セクション７２８に放出される。軽濃 度固形物及び液相は、低濃度固形物及び水の指向性入り口分布７２０と指向流の ためのバッフル７２２を使用して、カラム浮揚セクション７２８に導入される。

低濃度固形物及び液相は、固定垂直移動の軽濃度固形物コンベヤー７１６上を円 形垂直上昇パターンにおいて移動する。固定垂直移動の軽濃度固形物コンベヤー ７１６の中心は、分離水放出管７１２を形成する円形閉鎖管セクションである。

水は、軽濃度固形物コンベヤー７１６が分離水放出管と接触する移動点のすぐ上 の位置において、分離水放出管７ｉ２に位置する入りロア１４を使用して、軽濃 度固形物から分離される。分離水放出管７１２の収集機放出水入り口１４は、分 離水放出ロア１０によって頂部ヘッド７０２を通して分離水の放出を許容する。

固定垂直移動の軽濃度固形物コンベヤー７１６は、カラムの外壁と分離水放出管 ７１２の間の頂部ヘッド７０２の下で軽濃度固形物を収集させ、この場合それら は、外部制御弁を使用して、軽濃度固形物放出ロア０８を通ってカラム動作圧力 の下で放出される。

第１図を再び参照すると、第２段階加圧空気分離カラム１０が、第１段階加圧空 気分離カラム７に設計において類似するが、平均の場合に、直径が少し小さく、 そして内部圧力は、空気泡上昇率と垂直液体速度の制御のために、第１段階加圧 空気分離カラム７よりも、低レベルにおいて制御される。

第１及び第２段階分離カラム７とｌＯの頂部段階からの浮遊固形物は、制御弁に よって圧力下で放出され、そして脱水の前に、他の流れとの混合のためにスラリ ー混合タンク４２に移送される。　第１及び第２段階加圧空気分離カラム７とｌ Ｏの底部段階において収集された高濃度固形物は、二次濃縮カラム４８へ制御弁 による圧力下で放出される。

濃縮カラム４８はまた、加圧段階であり、底流が、第１及び第２段階分離カラム ７とｌＯの頂部浮揚段階からの固形物として、同一スラリ−・タンク４２に放出 される。濃縮カラム４８のいつ流は、一定率供給及び溶存酸素制御タンク２に放 出される。

２段階加圧空気分離カラム７とｌＯからの浮遊固形物と高濃度沈澱性固形物の分 離の後、廃水は、加圧空気分離カラム７とｌＯの液体レベルと動作圧力により最 小２０フイート又は最大５０フイートの動作液体レベルで、一連の一括／連続曝 気タンク１１に圧力下で放出される。曝気タンク１１の一つが分離カラム７と１ ０からの流量によって満たされるために、他のタンク１１は、可溶性有機物質の 細菌酸化か、又は発明の沈澱タンク１７に一定率供給を設けるために使用される 。

流量率における変動と連続通し流システムの不正確さを除去することにより、溶 存酸素の制御と細菌の濃度による細菌作用の正確な制御が可能であり、急速な成 長のために細菌の必要な濃度を設けるために、高活性スラッジの戻りのための必 要条件において大きな縮小を生ずる。一括／連続曝気タンク１１において必要と された保有時間は、廃水における可溶性物質の酸化のために十分である必要があ る。平均の場合に、これは、活性化スラッジ添加の量の適正な制御と溶存酸素レ ベルの制御により、１〜３時間において行われる。

曝気タンク１１は、圧力下で第２段階分離カラム１０からの入力流を収容し、そ して曝気タンク１１の最大高さは、第２段階加圧空気分離カラム１０の液体レベ ルと動作圧力によって決定される。タンク１１は、制御弁により曝気タンク１１ の一つに向けられた第２段階分離カラム１０からの一定率流量により、一括／連 続方法において動作される。曝気タンク１１は、第２段階加圧空気分離カラムｌ Ｏから収容された廃水における可溶性物質の量により、１〜３時間の保有時間に 対して設計される。曝気タンク１１は、可変液体レベルにおいて固形物懸濁と酸 素移送のために遠心式オキシジェネータ３を備える。現在使用される曝気タンク と異なり、一括プロセスは、通し流システムの変数を除去し、そして曝気タンク １１における細菌濃度と溶存酸素の両方の制御を許容する。

細菌濃度の制御は、スラッジ貯蔵及び活性化タンク２０からの既知の細菌濃度に より、規定量の戻り活性化スラッジの付加によって為される。

曝気タンク１１における溶存酸素レベルは、曝気タンクのための現プロセス設計 に比較して、低レベルにおいて制御され、その目的は、可溶性物質と共に廃水固 形物を酸化することである。平均の場合に、この溶存酸素１ノベルは、２〜４ｐ ｐｍの範囲にある。遠心式オキシジエネータ３の使用は、曝気タンク１１の充て ん及び放出サイクル中、溶存酸素レベルを維持する能力を設ける。曝気タンク１ １の各々からの放出は、浄化器タンク１７に一定率の供給を設ける弁付き流量率 制御システムにより、曝気タンク対浄化器移送ポンプ１２を使用して、浄化器タ ンク１７に為される。

少量の固形物、活性細菌の低濃度、及び溶存酸素の制御レベルのために、高効率 の深液体レベル沈澱システムを使用することが可能である。

また、深液体レベル沈澱システムによる一定流量率の使用は、現在使用される低 液体レベル可変流量浄化器に比較して、分離効率を非常に増大させる。コイル軌 道固形物コンベヤーを有する深液体レベル沈澱システムは、第４＠、第４Ａ図と 第４Ｂ図に詳細に示される。沈澱システム（浄化器タンク）１７への供給は、曝 気タンクによって、一括／連＃！曝気タンク１１から、一定流量率を設けるＩ； めの制御弁を使用する浄化器移送ポンプ１２に設けられる。凝集剤化学物質は、 凝集剤ポンプ１４によって、ミクサ１５を有する凝集剤タンク１３から添加され る。この流れは、凝集剤接触ゾーン１７１０を設ける入り口流指向円形とじ込め バッフル１７０６を通して沈澱システム（浄化器タンク）１７に行われる。凝集 剤一定ゾーンから、下方流量は、浄化器タンク１７の沈澱ゾーン１７１２に通過 する。水相は、それから浄化水相上昇ゾーン１７０８を通っていつ流せきｌ７０ ４と、浄化水相放出口１７１４を通過する。沈澱ゾーン１７１２の底部に堆積さ れた固形物は、コイル軌道コンベヤー１６により沈澱固形物放出口１７１６に移 動される。コイル軌道コンベヤー１６は、電動機駆動コイル軌道コンベヤー減速 駆動装置１６０２、コイル軌道駆動シャフト１６０４、コイル軌道コンベヤー駆 動シャフト軸受け１６０６、コイル軌道コンベヤー支持部材１６０８、及びコイ ル軌道１６１０から成る。固形物の移動のｔ；めのコイル軌道コンベヤー゛作用 は、固形物を放出点に移動させるために、ラック又は押し作用を使用する廃水処 理工場において現在使用される固形物移動装置とは完全に異なる。

コイル軌道コンベヤー１６は、固形物を沈澱タンクの底部を横切って放出点に輸 送するために、回転遠心式圧搾原理を適用する。固形物スラリーの回転遠心式圧 搾移動は、廃水処理浄化器において使用されｔ；現在適用される固形物移動シス テムのラック又は押し作用に比較して、再懸濁固形物の量を縮小させる。

第１１ｆｆｌを再び参照すると、凝集剤供給タンク１３は、加圧空気分離カラム ７とＩＯにおいて除去されなかった固形物の沈澱を補助する際に使用される幾つ かの形式の化学物質溶液の準備と貯蔵のために適する垂直開環部準備及び貯蔵タ ンクである。凝集剤の選択と濃度は、各工場における沈澱試験に基づく。システ ム毎の廃水組成における変動は、浄化器タンク１７において固形物の沈澱を補助 する際に最も有効な凝集剤補助の個々の選択を必要とする。

凝集剤供給ポンプ１４は、凝集剤供給タンク１３かも凝集剤溶液の供給を獲得し 、そして曝気タンク１１からコイル軌道コンベヤー１６を備えた浄化器タンク１ ７に廃水を移送する加圧管路に溶液を注入する。

凝集剤ミクサ１５は、凝集剤供給タンク１３において使用された内部再使用排出 物において固形物の溶液を設けるために適切なサイズの標準溶液機械駆動のため の電動機駆動ユニットである。

浄化器又は沈澱タンク１７における液体レベルは、はとんどすべての場合に、現 在使用されるシステムの少なくとも２倍である。加圧空気分離カラム７とｌＯに おける廃水固形物の多くの除去と結合された浄化器タンク１７への一定流量率入 力の使用と、曝気タンク１１がら移送された供給からの常時の溶存酸素の制御Ｉ こより、浄化器タンク１７における細菌成長が制御される。浄化器タンク１７に おける保有時間は、嫌気性細菌成長の考慮なしに、最適沈澱時間の必要条件に基 づく。

沈澱タンク１７からのスラッジは、脱水システムに供給するスラリー・タンク４ ２に遠心式ポンプ１９により必要に応じて移送される小貯蔵タンク１８に重力に よって移送される。曝気タンク１１における活性化スラッジのための必要条件を 満たすために必要とされｔ；沈澱タンク１７からのスラッジは、スラッジ貯蔵及 び活性化タンク２ｏにおいて貯蔵される。

沈澱タンク１７からのスラッジ底流が低濃度の溶存酸素と好気性細菌を有するた めに、これらの濃度を必要なレベルまで増大させるために、制御された曝気タン ク２０にスラッジを貯蔵することが必要である。スラッジ貯蔵及び活性化タンク ２０は、曝気タンク・システムへの戻りのための細菌の必要な濃度を満たす保有 時間を設けるために、適切なサイズである。可変液体レベルにむける溶存酸素の 制御手段として、遠心式オキシジエネータ３を使用することにより、好気性細菌 の濃度が、貯蔵及び活性化タンク２０において維持され、その結果既知量の活性 化スラッジは、廃水における可溶性物質の細菌酸化の必要条件を満たすために、 曝気タンク１１に移送される。貯蔵及び活性化タンク２ｏがらの活性化スラッジ の戻りは、流量測定装置又はタイミング付きボンピング・サイクル制御のいづれ かによる遠心式ポンプ２Ｉの使用による。

スラッジ移送供給タンク１８は、垂直開環部タンクであり、かつ重力により浄化 器タンク１７の底部から過剰スラッジ流量を収容する。過剰スラッジの供給制御 は、スラッジ貯蔵及び活性化タンク２ｏにおけるレベルの必要条件に基づく。ス ラッジ移送供給タンク１８は、スラッジ移送ポンプ１９のための湯弁として役立 ち、そして脱水供給スラリー・タンク４２への過剰スラッジの移送のために、時 間サイクルの選択を許容する少量の貯蔵容量を含む。

スラッジ移送ポンプ１９は、スラッジ移送供給タンク１８から吸引を取り、そし て必要に応じて、管路システムを通して脱水供給スラリー・タンク４２にスラッ ジを移送する。

スラッジ貯蔵及び活性化タンク２０は、浄化器・タンク１７の底部から重力流に より供給される。スラッジ貯蔵及び活性化タンク２ｏにおける液体レベル制御は 、浄化器タンク１７からスラッジ貯蔵及び活性化タンク２０へのスラッジ流の制 御のために使用され、過剰スラッジはすべて、スラッジ移送供給タンク１８に制 御弁によって送られる。スラッジ貯蔵及び活性化タンク２０は、スラッジ貯蔵及 び活性化タンク２ｏにおける溶存酸素レベルの制御のために遠心式オキシジェネ ータ３を使用する。高濃度の細菌が、曝気タンク１１に戻された活性化スラッジ において必要とされるために、溶存酸素レベルは、５ｐｐｍの標準範囲において 制御される。一括／連続曝気タンク１１における既知の細菌必要条件と、スラッ ジ貯蔵及び活性化タンク２０．における既知濃度の細菌により、活性化スラッジ 固形物の正確かつ規定された戻りが行われる。最小量の活性化戻りスラッジのみ が、廃水における可溶性物質の必要なｍ菌酸化のために使用される。

戻り活性化スラッジ移送ポンプ２１は、流量制御又は流量測定装置を備えた遠心 形式であるか、又はタイミング付き動作サイクルを有する正変位ポンプ２１のい づれかである。ポンプは、スラッジ貯蔵及び活性化タンク２０から吸引を取り、 そして選択されｔ；曝気タンク１１の一つに管路及び指向性弁システムを通して スラッジを移送する。

接触カラム２２は、好ましいろ過媒体であり、そして沈澱タンク１７のいつ流か ら重力により入力流量を収容する。沈澱タンク１７の高液体レベルにより、接触 カラム２２は、重力流ベースにおいて動作する。接触カラム２２は、ワイヤ支持 遮壁で覆われた孔付き金属板材料の通し流支持システムか、あるいは接触媒体を 含む任意の他の形式の通し流支持ンステムであり、深床媒体の接触領域を通って 液相を流動させ、かつ消費された媒体の放出のために圧縮空気の逆流を許容する 。

接触媒体は、微粉石炭及び切断廃紙繊維又は類似の廃棄物の混合物である。スラ リーが、燃料準備領域に位置する混合タンク４６において準備され、そして遠心 式ポンプ４７と制御弁を有する管路システムによって個々の接触カラムに移送さ れる。消費された接触媒体は、沈澱タンク１７からの重力流を使用して媒体支持 物のすぐ上に位置する制御弁管システムと、媒体支持システムのすぐ下に位置す る分配器管を通した圧縮空気の導入により、制御カラム２２の各々から必要に応 じて除去される。

消費された媒体スラリーは、ミクサ２８を備えた貯蔵タンク２７に放出され、そ して必要に応じて、遠心式スラリー・ポンプ２９と管路システムによって脱水シ ステムに供給するスラリー・タンク４２に移送される。

現在使用される浅床砂又は砂と石炭のろ過システムと異なり、接触カラム２２は 、はとんどすべての場合に、媒体においてトラップされた固形物の洗浄のために 大量の水を必要とする水逆洗システムを使用しない。

処理システムへの逆洗水の戻りは、処理工場の通し流量要求において大きな増大 を生ずる。また、媒体の交換は、必要時に、労力及び時間外サービス時間におい て主要な費用を提示する。

接触カラム２２は、浄化器タンク１７における高液体レベルにより、石炭及び切 断紙繊維混合媒体の表面への固形物粒子及び細菌の付着により、固形物と細菌の 除去のための各廃水処理システムの排出物処分必要条件を満たすために、４フイ ートから１５フイートまでの媒体深さを使用する。媒体が、堅い粒子と繊維表面 を含む時、浮遊又は沈澱段階において分離されなかった小サイズの固形物の付着 は、堅い粒子表面のみを含む砂又は砂と石炭媒体システムにおけるよりも、ずっ と効果的である。

接触カラムにおける媒体の除去と交換は、労働久方を必要とせず、そして廃水シ ステムのスループット流量に影響を及ぼすことなしに、完全自動ベースにおいて 行われる。各個々の接触カラム２２への媒体の装てんは、遠心式スラリー・ポン プ４７と自動弁制御を有する管路システムにより、貯蔵準備領域からの石炭及び 紙スラリーの移送により行われる。

媒体スラリーを準備するために使用、された再使用排出物は、接触カラム・シス テムの入り口に放出され、そして塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５に戻される 。消費された媒体スラリーは、脱水システムに供給するスラリー・タンク４２に 移送され、そして脱水システムからの過剰水は、工場を通って廃水流に再導入さ れる溶存酸素制御タンク２に一定率供給により戻される。

特に、排出物接触カラム２２は、孔付き支持板２２ｏ２と金属織布又はプラスチ ック媒体支持部材２２０４から通常成るカラムの底部の近くに支持システムを備 えた（第５図に示された如く）垂直開環部カラムである。支持システムのすぐ下 に、消費された接触媒体の除去に関連して使用される圧縮空気入り口管システム ２２ｏ６が位置する。接触カラム２２の全体の流量は、浄化器タンク１７のいつ 流からの放出のレベルに基づいた重力による。浄化器タンク１７において除去さ れない廃水固形物は、接触カラム２２の石炭及び紙繊維媒体２２０８を通って下 方に流れ、この場合固形物は、石炭の粒子においてトラップされ、あるいは紙繊 維において堆積される。混合媒体２２０８のレベル２２１Ｏと、媒体における石 炭対紙繊維のパーセントは、排出物接触カラム２２の最も効果的な動作を設ける ために、各設置において決定される。排出物接触カラム２２の直径はまた、設置 されるカラムの数と、廃水処理工場の容量により確立される。カラムへの媒体２ ２０８の装てんは、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクにおい て準備された混合媒体と石炭７紙スラリーの移送のための遠心式スラリー・ポン プ４７による一括プロセスを使用する、各カラムのための個々の動作である。正 確な比率の石炭及び紙繊維を含む混合媒体は、高ぜん断ミクサ４５を有する紙対 繊維タンクからの供給と微粉石炭貯蔵タンク３８から直接石炭を使用することに より、ミクサ４６を備えた石炭及び紙繊維スラリー・タンクにおいて準備される 。内部再使用排出物の付加は、媒体入り口制御弁２２２６と媒体入り口２２２８ を経て、排出物接触カラム２２への管路移送のための適切なレベルへのスラリー の適正な希釈を設けるために使用される。付加的内部再使用排出物は、管路シス テムの固形物沈澱と詰まりを防止するために、移送後に管路を洗浄するために使 用される。内部再使用排出物の過剰流量はまた、必要に応じて、排出物接触カラ ム２２において混合媒体２２０８を圧密するために使用される。媒体床を通って 流れた後、水相は、排出物接触カラム２２を塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５ に連結する放出管路２２１２による重力流によって、塩素接触及び再使用貯蔵タ ンク２５に戻される。排出物接触カラム２２の動作は、媒体床の高さを超える差 圧力に基づく。高い差圧力は、混合媒体床が、浄化器タンク１７のいつ流から除 去された廃水固形物を装てんされたことを指示する。これが発生する時、カラム 放出管２２１２における制御弁２２１４は、閉じられ、そして媒体の支持システ ムのすぐ上の位置における媒体放出制御弁２２１８は開く。圧縮空気は、媒体の ための支持ンステムのすぐ下の空気入り口制御弁２２２４によって、空気入り口 ２２０６により導入され、媒体は、高速度において上方に流れ、圧密された媒体 床２２０８を破り、かつ浄化器タンク１７のいつ流から収容された排出物による 重力流により除去を許容する。消費された混合媒体２２０８は、消費された石炭 ／紙再スラリー・タンク２７に媒体放出口２２１６と媒体放出制御弁２２１８を 通って重力により流れる。消費媒体２２０８の除去の後、動作サイクルは、上記 の媒体２２ｏ８の装てん手順を開始することで繰り返される。媒体２２０８の装 てんの期間中、カラム入り口２２２０に位置する入り口制御弁２２２２は、接触 カラム２２からの非処理流の導入を防止するために閉じられる。カラムの数とサ イズは、媒体交換のために使用外の最小一つのカラムによる工場定格に基づく。

浄化器タンク１７からの重力いつ流は、接触カラムにおいて高レベルの塩素濃度 を維持するために、接触カラム２２への導入の前に、塩素又は他の類似化学物質 の添加により処理される。この点における塩素の添加は、成長を終了させ、そし て好気性細菌の活動を破壊し、接触カラム２２の石炭及び繊維媒体床２２０８に おいて発生する廃水排出物の細菌縮小を助長する。

標準設置に対して、第１図に示されＩ；ガス塩素化装Ｒ２３が設けられるが、オ ゾンの如く他の化学物質も、ガス塩素化装置２３の代わりに使用される。ガス塩 素化装置２３は、水への塩素ガスの溶液を設けるために、必要な圧力下の内部再 使用排出物を供給される。生ずる溶液は、排出物接触カラム２２への侵入の前に 、浄化器タンク１７の放出管路に注入される。この点における塩素の導入は、排 出物接触カラム２２の媒体２２０８によって設けられた細菌の縮小を助長する目 的である。

ガス塩素化装置２３に供給されｔ；塩素ガスは、例えば、１トン以下の加圧貯蔵 シリンダー２４によって設けられる。

接触カラム２２からの放出の後、排出物は、入り口２５１０を通って（第６図と 第６Ａ図に詳細に示された）塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５に重力によって 流れる。本発明の全エネルギー回復無スラッジ地理プロセスに関して、塩素接触 及び再使用貯蔵タンク２５の高さは、好ましくは、現在使用されるものの２倍を 超える。タンク２５の内部は、流れの短絡を防止し、かつ遠心式オキンジェ不− 夕３を使用する空気回収による余分な塩素の除去のための適切な保有時間を保証 する、流れ指向バッフル２５０２−２５０８、頂部バッフル支持板２５１４と底 部バッフル支持板２５１６を備える。塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５は、凝 縮機３２における再使用と処理プロセス・システム内の他の必要性の前に、廃水 からの余分な塩素の除去のために必要とされた時間を常に超過える可変排出物再 使用因子においてサイズを決められる。

塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５の内部指向流バッフル２５０２−２５０８は 、遠心式オキシジェ不一夕３を使用する空気回収により、余分な塩素の縮小のた めに必要とされた最小保有時間にさらされることなしに、入り流量がタンク２５ の出口に達するのを防止する。タンク２５のサイズは、工場容量と１時間の最小 保有時間に基づく。底流バッフルは、可変液体レベルにおいてタンク２５を動作 させるために使用される。

塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５はまた、第１図に示された如く、塩素接触及 び再使用貯蔵タンク２５から水の供給を取る水再使用遠心式ポンプ・システム２ ６のための湯弁として作用する。廃水処理工場の流量が一定率であるために、貯 蔵は、凝縮機３２への内部排出物再使用流の！こめに設けられる。内部再使用流 のほとんどすべては、工場の電力生成部門の凝縮機３２に向けられる。排出物再 使用水システムの他の内部使用は、（１）凝集剤補助システム１３．１５への水 供給、（２）ガス塩素化システム２３、（３）消費媒体石炭／低耳スラリー・タ ンク２７、（４）石炭及び紙繊維スラリー・タンク４６、（５）高せん断ミクサ ４５を有する紙対繊維タンク、（６）灰スラリー・タンク５５、及び（７）湿式 スフラッパ・システム６３である。

処理工場の電カニ場部門の凝縮機３２における冷却水としての使用の後、内部再 使用排出物は、排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５における最終処理のため に戻される。凝縮機３２の熱伝達によって生じた可能な温度上昇により、排出物 の溶存酸素レベルの調整が、必要とされる。

多くの場合に、排出物の再使用のために時々必要とされる溶存酸素の飽和レベル に達する空気の使用は、標準曝気装置による何時間もの保有を必要とし、そして 可変液体レベルにおいて貯蔵タンクの動作を許容しない。本発明は、再び、貯蔵 シリンダー３７から直接に純酸素供給で動作するために、遠心式オキシジェネー タ３の能力を使用し、貯蔵タンク動作の可変レベルの下でさえ溶存酸素の飽和レ ベルに急速かつ効率的に達する。

排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５は、内部波指向バッフルを有する塩素接 触及び再使用貯蔵タンク２５に類似する設計であり、短絡なしに最大保有時間を 設け、そしてまた、底流内部バッフルを使用して貯蔵タンク３５の可変レベル動 作を許容する。排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５の数とサイズは、システ ムの外部処分必要条件による。条件が排出物の一定率の使用を許容したならば、 はんの少量の全保有時間が、溶存酸素レベルの制御のために必要とされ、これは 、平均の場合に、１時間よりも小さな工場スループットである。熱帯地帯の場合 を除いて、外部処分溶存酸素制御システムの使用は、夏期間又は高い水温の期間 中必要とされる。

排出物内部再使用供給の遠心式ポンプ・システム２６は、塩素接触及び再使用貯 蔵タンク２５から吸引を取り、そして完全な工場流量を収容するためのサイズで ある。システムは、幾つかの場合に、単一ユニ・ントである。平均の場合に、種 々の流量及び圧力必要条件により、多重ユニ・ノドが必要とされる。排出物内部 再使用供給の遠心式ポンプ・システム２６の平衡した流量は、（１）凝集剤供給 タンク１３、（２）ガス塩素化装置２３、（３）消費石炭／低耳スラリー・タン ク２７、（４）高ぜん断ミクサ４５を有する紙対繊維タンク、（５）ミクサ４６ を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンク、（６）灰スラリー・タンク５５、及 び（７）湿式スフラッパ・システム６３の必要性を満たした後、凝縮機３２に送 られ、そして代わって、排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５に水再使用供給 ポンプ・システム２６の圧力下で戻される。

消費石炭／低耳スラリー・タンク２７は、排出物接触カラム２２の消費媒体の除 去により生成された固形物と液体の出力を保持するための大きさの垂直間頂部タ ンクである。消費石炭／低耳スラリー・タンク２７はまた、内部排出物再使用供 給の遠心式ポンプ・システム２６からの管路洗浄のために必要とされた如く、付 加的再使用水を収容する。

消費石炭／低耳スラリー・タンク２７は、例えば、流路において固形物の完全な 懸濁液を設けるために十分な馬力の電気駆動による機械的ミクサ２８を備え付け られる。

消費石炭／紙移送ポンプ２９は、工場のサイズと、ミクサ２８を有する消費石次 ／低耳スラリー・タンク２７と脱水供給スラリー・タンク４２の間の距離とによ り、遠心式又は正変位形式のいづれかである。消費石炭／紙移送ポンプ２９の動 作は、消費石炭／紙移送ポンプ２９と内部再使用排出物で満たされた脱水供給ス ラリー・タンク４２の間の管路で開始する。消費石炭／低耳スラリー・タンク２ ７からのスラリー流は、連続ベースにおいて移送され、いったん開始されたなら ば、管路の詰まりを防止する。スラリー移送が停止される必要がある場合に、消 費石炭／紙移送ポンプ２９の吸引は、自動制御弁により消費石炭／低耳スラリー ・タンク２７から閉鎖され、そして第２自動制御弁により内部排出物再使用供給 の遠心式ポンプ・システム２６からの管路洗浄水を収容する。

パッケージ形式の工場で構築された低圧力蒸気タービン３０は、発電機３１に対 して駆動システムを設ける。蒸気タービン３０は、ボイラー５４によって蒸気を 供給され、ボイラー５４の容量と圧力により大きさを決められる。

パッケージ形式の工場で構築された発電機３１は、発電機３１の出力に一致する ために適切なサイズの蒸気タービン３０によって駆動される。

パッケージ形式の工場で構築された凝縮機３２は、シェル及び管形式を使用する 平均サイズ工場により、タービン３０から放出蒸気を収容し、かつ脱気供給水加 熱器６０に凝縮ボイラー水を戻すために使用される。

凝縮機３２のサイズは、発電機３１の放電条件と排出物温度にお（プる許容可能 な増大に基づく。

パッケージ形式の工場で構築されＩ：凝縮液戻りタンクとポンプ３３は、凝縮機 ３２から凝縮液を収集し、かつ脱気供給水加熱器６ｏに凝縮ボイラー水を戻す。

蒸気タービン３０と発電機３１のための水保護を設けるために、建造物３４が、 設けられ、装置のこれらの項目に対して適切な大きさである。

排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５は、凝縮機３２から戻されｔ；水再使用 システム２６の圧力によって決定された高さを有する垂直間頂部タンクである。

排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５は、塩素接触及び再使用貯蔵タンク２５ に類似の構造であり、タンクの可変液体レベル動作を許容するために指向流バッ フルと底流開口を有する。タンクにおける溶存酸素レベルを制御するために、遠 心式オキシジェネータ３が、排出物への純酸素又は濃縮酸素の付加のために必要 とされた如く、流入導管とタンク流れパターンにおける他の点において設置され る。遠心式オキンジェ不一夕３は、ガス又は液体形式のいづれかにおいて、酸素 貯蔵シリンダー３７から直接に酸素供給を収容する。遠心式オキンジエネータ３ の性能は、水温の低下と、低温度から生ずる酸素溶解度の増大によって改良され る。大きな通し流容積と、高せん断攪拌と結合された遠心式オキシノ工不−夕３ の収集器における短い保有時間により、凍結又は分散問題は、低温度酸素供給で 遭遇されない。

排出物処分遠心式ポンプ・システム３６は、個々の工場排出物処分の必要性のた めに適切である。排出物品質が、芝生水、１概、商用又は環境再使用の如く、任 意の形式の非飲用水用途のＩ；めに適切であるために、排出物処分のために必要 とされた圧力は、平均サイズ工場において変化する。ポンプは、排出物貯蔵と溶 存酸素制御タンク５がらの吸引を取る。

酸素貯蔵シリンダー３７は、平均サイズ工場の場合に、塩素貯蔵シリンダー２４ に類似の構造の１トンの加圧液体酸素シリンダーである。液体酸素貯蔵シリンダ ー３７は、排出物貯蔵及び溶存酸素制御タンク３５に位置する遠心式オキシジエ ネータ３に直接に純又は濃縮酸素を供給する。

微粉状石炭と切断廃棄紙物質の必要な制御された供給を設けるために、石炭及び 切断廃棄紙の重力供給を許容するｔ；めに十分な高さを有する垂直形式の石炭及 び紙貯蔵タンク３８と３９が設けられる。貯蔵タンク３８と３９のサイズは、廃 水処理工場のサイズと、処理工場の位置によって生じた再供給の時間と費用因子 による。貯蔵タンク３８と３９は、通常、トラック又は気動車から貯蔵タンク３ ８と３９の頂部セクションへの石炭と紙の移送のために、高濃度の空気圧システ ムを使用する。この理由のために、貯蔵タンク３８と３９の両方は、集じん機シ ステム４゜を装備される。大形工場に対して、現場微粉及び切断装置が、使用さ れ、こうして標準石炭供給と大廃棄紙の使用を許容する。

石炭及び紙貯蔵タンク３８と３９からの供給は、両タンク３８と３９からの二重 放出を有する回転又は類似形式の固形物供給機４１の使用によって制御される。

貯蔵タンク３８と３９からの主要放出は、脱水スラリー・タンク４３に行われ、 脱水スラリー・タンク４３の底部に位置する高濃度ミクサ４２に直接に供給する 。石炭及び紙供給の比率は、脱水装置ｔ５１の動作の最良の可能な効率を設ける ために制御される。石炭及び紙供給の全量は、各廃水の処理工場の廃水固形物加 熱値と、廃水処理工場の電力生成部門の全燃料必要条件に基づいて決定される。

石炭と紙のための最小必要条件は、廃水処理プロセスから戻された分離固形物流 に直接に付加された石炭と切断廃棄紙によって設けられｔ；脱水装ｒｊｔ５１の 動作効率における増大によって決定される。

石炭貯蔵タンク３８からの二次供給は、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラ リー・タンクに向けられる。紙貯蔵タンク３９からの二次供給は、高ぜん断ミク サ４５を有する紙対繊維スラリー・タンクに向けられる。繊維スラリーへの還元 の後、スラリーは、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクに重力 により移送され、そして繊維スラリー移送ポンプ６７によって第１段階空気分散 カラム５に供給する管路に移送される。付加された紙繊維の量は、第１段階加圧 空気分離カラム７と第２段階加圧空気分離カラム１０の高効率動作を設けるため に決定される。切断紙廃棄物貯蔵タンク３９からの第２供給は、脱水供給スラリ ー・タンク４２に行われる。高ぜん断ミクサ４５を有する紙対繊維タンクからの 第２供給は、重力により、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンク に行われる。石炭及び紙繊維スラリー・タンクに付加さねた石炭対紙繊維の比率 は、装てんと。排出物処分使用の品質必要条件に基づいて各工場に対して決定さ れる。供給機によってミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクにお いて配置された石炭と紙の全量は、個々の工場動作に対して最も効果的であると 見いだされｌ；接触カラム２２の媒体深さによる。スラリー・タンクのサイズは 、各接触カラム２２のサイズと媒体深さによって決定され、モして各カラム２２ は、他のカラム２２が動作すると同時に、個々のベースにおいて媒体を再装てん される。工場の貯蔵領域に位置するミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー ・タンクからのスラリー媒体の移送は、石炭７紙スラリー４７の移送のＩ；めの 遠心式ポンプと、再装てんのために選択された接触カラム２２ヘスラリ−流を方 向付けるために制御弁を有する管路システムによる。

微粉石炭貯蔵タンク３８は、貯蔵タンク３８から石炭の重力放出を設けるために 、円すい形状底部放出口を有する垂直閉鎖形式である。タンク３８は、脱水供給 スラリー・タンク４２とミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクへ の重力供給を許容する！こめに適切なレベルに、タンク３８の放出口を配置する 構造支持基部を有する。微粉石炭貯蔵タンクは、気動車又はトラック大形運搬車 のいづれかからの石炭の高濃度空気圧装てんのために設計される。微粉石炭貯蔵 タンク３８のサイズは、処理の容量と、工場地点への石炭の供給の容易さによる 。また、現場微粉化は、貯蔵タンク３８のサイズを非常に縮小する。

切断廃棄紙貯蔵タンク３９は、微粉石炭貯蔵タンク３８に類似する設計と構造で あるが、通常、（ａ）空気分離段階、（ｂ）スラッジ脱水段階、及び（ｃ）石炭 と比較した時低いかさ濃度と結合された接触カラムの混合媒体における紙の多重 使用により大きなサイズである。微粉石炭貯蔵タンク３８に関して、大貯蔵機構 が利用可能であるならば、切断廃棄紙貯蔵タンク３９のサイズは、再供給が現場 切断機において設けられる時、非常に縮小される。

乾燥形式の集じん機４０は、環境汚染のないタンクの高濃度空気圧装てんを許容 するために、微粉石炭貯蔵タンク３８と切断廃棄紙貯蔵タンク３９の頂部に８い て設置される。

固形物処理形式の複式回転供給機４１は、微粉石炭貯蔵タンク３８と切断廃棄紙 貯蔵タンク３９の放出円すいの底部において設置される。複式回転供給機４１は 、脱水供給スラリー・タンク４２と、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリ ー・タンクに石炭の個々の制御された供給を設ける。複式回転供給機の他のセッ トは、脱水供給スラリー・タンク４２と、高ぜん断ミクサ４５を有する紙対繊維 タンクに紙の個々の制御された供給を設ける。複式回転供給機は、電気駆動によ る可変動作速度形式である。

脱水供給スラリー・タンク４２は、く形閉鎖頂部設計であり、そして微粉石炭貯 蔵タンク３８と切断廃棄紙貯蔵タンク３９の間で、タンク４２の頂部への石炭と 紙の重力流を許容するために十分に接近して位置する。脱水供給スラリー・タン ク４２は、タンク４２の底部セクションにおいて脱水供給スラリー・タンク・ミ クサ４３の配置を許容するために十分な垂直高度において配置される。貯蔵タン ク３８と３９からそれぞれ石炭と紙の重力流を収容するほかに、脱水供給スラリ ー・タンク４２は、（１）第１段階加圧空気分離カラム７の頂部からの放出、（ ２）第２段階加圧空気分離カラムｌＯの頂部からの放出、（３）スラッジ移送供 給タンク１８からの過剰沈澱スラッジ、（４）消費石炭／低耳スラリー・タンク ２７からの消費媒体の戻り、及び（５）分離カラム４８の底流のための濃縮カラ ムからの底流の処理プロセスの分離及びリサイクル・システムからスラリー流を 収容する。スラリー・タンクに供給された固形物は、石炭と紙である。これらの 供給のすべては、脱水装置の効率的な動作と、電力需要に基づいた炉への適切な 燃料供給を設けるＩ；めに選択かつ制御される。

処理工場が一定流量率において動作される時、脱水スラリー・タンク４２への入 力における変化は、処理工場に侵入する廃水の組成における変化によって生ずる 。処理工場の収集システムへの物質の偶然の放下の場合を除いて、処理工場に侵 入する廃水の組成における主な変化は、収集及び伝達システムにおける溶存酸素 の制御が維持される限り、発生しない。収集システムにおける源の変化によって 生じた廃水の組成変化は、これらの変化が急速な循環形式でない限り、本発明の エネルギー回復無スラッジ処理システムの設計ベース内で、容易に行われる。

廃水固形物を脱水する現在の方法は、高度の遠心力と、廃水固形物からの水の抽 出のための高及び低差圧力の使用を含む。他のすべての現在使用される方法は、 非効率的であり、高電力費用を必要とし、そして低生産率を有し、こうして装置 のために非常に高い初期費用を必要とする。

多数の場合に、廃水固形物は、熱システムの使用による脱水のために準備され、 廃水固形物からの混入水の分離の初期及び動作費用をさらに増大させる。廃水固 形物の表面と内部構造内の好気性又は嫌気性細菌の成長は、液相の保有を非常に 増大させ、これにより廃水固形物の脱水の問題を非常に増大させる。

従来の廃水処理システムにおいて、廃水固形物における細菌の急速な成長は、固 形物の処理の主要な方法として使用される。これらのあ理方法は、高濃度の細菌 によりバイオマスを生成し、最も拡張的な処理でさえも、バイオマスにおける固 形物の重量の何倍もの大量の水を含む。

本発明による廃水収集、伝達及び処理システムにおける溶存酸素濃度の制御によ り、嫌気性細菌の成長を完全に除去し、かつ好気性細菌の成長を最小にすること が可能である。分離廃水固形物における低濃度の細菌により、高効率の脱水が、 紙と石炭を廃水固形物と単に混合し、かつ低初期費用と結合されｔ；高生産率を 設けるベルト・プレスの如く低エネルギー差圧カシステムを使用することにより 、廃棄紙と石炭の付加によって可能である。

脱水供給スラリー・タンク・ミクサ４３が設けられ、そして高濃度固形物スラリ ーの完全な懸濁と一様性のために適切な攪拌要素を有する水平回転シャフトによ り、電気駆動による機械式減速形式である。

脱水供給スクリュー・コンベヤー４４は、脱水供給スラリー・タンク・ミクサ４ ３のすぐ下に位置し、その放出を収容する。脱水供給スクリュー・コンベヤー４ ４は、連続差圧力脱水装置５１に必要な可変供給率を設けるために、減速可変速 度駆動装置を通して電動機によって駆動される。スクリュー・コンベヤー以外の 高濃度のスラリーの移送のために適するコンベヤー・システムが、この応用のた めに使用される。

高ぜん断ミクサ４５を有する紙対繊維タンクは、開頂部垂直形式であり、そして 水再使用供給の遠心式ポンプ・システム２６からの内部再使用排出物の供給と、 切断廃棄紙貯蔵タンク３９からの直接の切断紙の供給を収容する。高せん断ミク サは、繊維スラリー移送ポンプ６７と、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラ リー・タンクによる使用のために、紙繊維スラリーの供給を準備するために使用 される。高せん断ミクサ４５を有する紙対繊維タンクにおいて準備された紙繊維 スラリーは、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクに重力により 供給され、この場合石炭の添加が、排出物接触カラム２２のための混合媒体の準 備を完了させる。単一スプリット・タンク設計は、高ぜん断ミクサ４５を有する 紙対繊維タンクと、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクの動作 を、接触カラム２２のための石炭及び繊維混合媒体の懸濁のために、タンク内容 の半分のみに影響を及ぼす高ぜん断ミクサと、タンク内容の第２の半分に影響を 及ぼす第２スラリー懸濁ミクサとを有する単一ユニットに組み合わせるために使 用される。切断廃棄紙の還元は、紙繊維の連続供給が第１段階空気分散カラム５ の前の管路への付加のために必要とされるために、連続準備ベースである。第１ 段階加圧空気分離カラム７と第２段階加圧空気分離カラムｌＯの効果的な動作の ために必要な繊維の量は、廃水固形物の濃度、工場の容量、固形物表面における 細菌発生量、及びプロセスの加圧空気浮遊段階による廃水固形物の除去の必要な 効率による。条件による繊維必要事項は、プロセスの加圧空気浮遊段階において 除去された固形物の重量に対して、除去された固形物の１０重量％から等重量の 繊維までである。繊維スラリー移送ポンプ６７は、第１段階空気分散カラム５の 近くに位置する管路注入点に繊維スラリーを制御により付加する。

ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクは、個々の垂直間頂部タン クか、又はスプリット・タンクであり、タンクの一方の側は、高ぜん断ミクサ４ ５を有する紙対繊維タンクのｌ；めに使用され、そして他方の側は、ミクサ４６ を有する石炭及び紙繊維タンクのために使用される。高ぜん断ミクサ４５を有す る紙対繊維タンクは、連続ベースにおいて動作されなければならないために、タ ンクにおけるスラリー・レベルは、高い一定レベルにおいて維持される。この必 要事項は、ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクへ高せん断ミク サ４５を有する紙対繊維タンクのための準備された繊維スラリーの重力流を許容 する。ミクサ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクの動作は、媒体の交 換が接触カラム２２の一つにおいて必要とされる時必要であるｔ；めに、それは 、平均して、２４時間の工場操業サイクルにおいて１〜３時間使用される。ミク サ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクは、高せん断こフサ４５を有す る祇対繊維タンクから繊維スラリー以外の２つの添加を供給される。混合媒体の ために必要とされた石炭の添加は、微粉石炭貯蔵タンク３８から直接である。ス ラリー準備のために必要とされた排出物は、内部排出物再使用システム２６によ って供給される。混合媒体は、遠心式スラリー・ポンプ４７によって接触カラム ２２に移送される。

石炭及び紙繊維スラリーの移送のための遠心式スラリー・ポンプ４７は、ミクサ ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクから吸引を獲得する。石炭及び紙 繊維スラリー４７の移送のための遠心式スラリー・ポンプは、媒体を力ンムに装 てんするために、排出物接触カラム２２の各々において位置する自動制御弁によ り管路システムを通してスラリーを移送する。媒体スラリーの必要量が、ミクサ ４６を有する石炭及び紙繊維スラリー・タンクから接触カラム２２に移送された 時、再使用水は、タンクに付加され、そして次に、管路システムを洗浄し、かつ 媒体固形物によりシステムの詰まりを防止するために、石炭及び紙繊維スラリー の移送のために遠心式スラリー・ポンプ４７の吸引に付加される。

分離カラムの底流のための濃縮カラム４８は、頂部へノド４８１８に位置する入 り口４８０２と、高濃度固形物の指向性沈澱を設けるためにカラムの中心部分に おいて下方に流量を向ける入り指向法円形パンフル４８１２とを（第７図と第７ Ａ図に示された如く）有する垂直加圧タンクである。入り指向流内形バッフル４ ８１２から、流量は、沈澱ゾーン４８１４に侵入し、固形物は、底部ヘッド４８ ２０の中心に濃縮される。

水相は、上昇ゾーン４８１６を通って上方に流れ、そして出口収集せき４８２２ によって収集され、そして次に、出口４８０４を通って制御弁４８０６により一 定率供給及び溶存酸素制御タンク２に放出される。高濃度固形物スラリーは、カ ラムの内部圧力を使用する制御弁４８１０により沈澱固形物スラリー放出口４８ ０８を通って除去され、かつ脱水供給スラリー・タンク４２に供給される。

圧縮空気は廃水固形物の生物学的酸化のために使用されず、溶存酸素制御、媒体 懸濁、制御弁の動作と空気分散機への供給のために使用されるために、他のプロ セスと比較した時、はんの少量が、必要とされる。

多くのシステムにおいて必要とされＩ；空気圧は２５ｐｓｉを超えるｔ；めに、 遠心式圧縮機と空気貯蔵タンク・システムは、全工場空気供給のために使用され る。

第１図を再び参照すると、圧縮空気貯蔵タンク４９は、垂直又は水平形式の閉鎖 加圧タンクとして設けられる。サイズと動作圧力は、容量に基づいて工場の空気 必要事項によって決定される。空気貯蔵の使用は、本発明のプロセスにおいて必 要とされた可変時間、率と圧力により、効果的な動作を設ける。

遠心式空気圧縮機５０は、圧縮空気貯蔵夕・ンク４９への圧縮空気の供給を設け る。遠心式空気圧縮形式ユニット５０の使用は、広く変化する空気圧必要事項を 有する空気需要システムのすべての動作のために必要とされたカラムと圧力を設 ける。　連続差圧力脱水装置５１は、脱水供給スクリュー・コンベヤー４４によ り、脱水供給スラリー・タンク４２から高濃度スラリーの供給を収容する。ベル ト・プレス又は類似の形式のユニットは、石炭、紙と廃水固形物のスラリーから 過剰水を除去するために使用された装置の通常の選択である。脱水ユニットは、 必要な差圧力源として圧力又は真空のいづれかを使用する。脱水固形物は、連続 差脱水装置から流動床又は移動火床炉５３のいづれかに放出され、そして過剰水 は、一定率供給及び溶存酸素制御タンク２に遠心式ポンプ５２によって移送され る。

移動火床５３又は流動床炉は、連続差圧力脱水装置５１から放出された石炭、紙 と廃水固形物の燃焼のための通常の選択である。移動火床５３又は流動床炉のサ イズは、最小として廃水における固形物の容量と濃度によるが、大形ユニットが 、過剰電力のための市場と廃棄紙と石炭の費用と利用可能性に基づいて使用され る。

システムが一定の低率において動作するｊ；めに、工場動作の電気必要条件は、 ２４時間の動作サイクル中はとんど一定であり、ピーク負荷サイクル中電力の供 給を補助するためのユーティリティに過剰電力を供給するために、炉及びボイラ ー・システムのピーク動作のための燃料としての使用のために、高濃度スラリー の貯蔵を許容する。

流動床又は移動火床炉５３のいづれかのサイズに一致した工場で構築されたパッ ケージ形式のボイラー５４は、蒸気タービン３０の動作のだめの蒸気への移動火 床５３又は流動床炉によって生成された燃焼エネルギーの変換のために、小形及 び平均サイズの工場において使用される。

大形処理工場は、現場建設ボイラー・ユニット５４を必要とする。非常に大きな 工場に対して、空気予熱機の如く効率的な漸増装置が、システムＩこ付加される 。

移動火床５３又は流動床炉によって生成された灰は、垂直頂部スラリー・タンク ５５に放出され、かつ内部排出物再使用供給の遠心式ポンプ・システム２６から の内部再使用排出物と、湿式スフラッパー・システム６３と灰貯蔵及び傾しゃタ ンク５８から戻された傾しゃポンプ５９からの底流と混合される。

灰スラリー・タンク５５は、水相における固形物の完全な懸濁を設けるために適 切なサイズの電気駆動による機械的ミクサ５６を装備する。

灰スラリー移送ポンプ５７は、灰スラリー・タンク５５からの吸引を取り、そし て連続ベースにおいて灰貯蔵及び傾しゃタンク５８に管路システムを通ってスラ リーを移送する。

灰貯蔵及び傾しゃタンク５８は、灰スラリー・タンク５５から移送されたスラリ ーから除去されｔ；固形物の沈澱と貯蔵のための円すい形状底部を有する垂直高 架間頂部タンクである。タンク５５の高度は、灰処分のために使用された方法に よって決定される。

傾しゃポンプ５９は、灰貯蔵及び傾しゃタンク５８から過剰水を除去し、そして それを灰スラリー・タンク５５に移送する。貯蔵タンク５８からの灰は、埋め立 て処分のためにトラック又は気動車へ重力流によって除去される。

ボイラー５４のＩ；めに適切なサイズのパッケージ形式の工場で構築されｌ；脱 気供給水加熱機６０は、凝縮１１！３２から戻されたボイラー供給水と、ボイラ ー水処理純水システム６２からの付加処理水を貯蔵及び加熱するために使用され る。脱気供給水加熱機６０のための蒸気必要条件は、蒸気タービン３０の排出か ら供給される。

ボイラー供給ポンプ６１は、脱気供給水加熱１ａ６０から吸引を取り、そしてそ れをボイラー５４に注入する。

ボイラー水処理純水システム６２は、ボイラー５４のサイズの適切な生産容量の 工場構築ユニットであり、そしてボイラー５４の品質基準を満たすｔ；めに、処 理のために飲用水を供給される。

工場構築パッケージ形式の湿式スフラッパー・システム６３は、木耳使用供給遠 心式ポンプ・システム２６によって供給された水を使用して、移動火床炉５３の 排気の放出制御のＩ；めに使用される。湿式スフラッパー・システム６３の底流 は、灰スラリー・タンク５６に重力によって放出される。

遠心式排気ファン６４は、使用されたならば、移動火床炉を通った空気流のため に使用される。流動床炉の使用のＩ；めに、遠心式７アン６４は、燃料懸濁のた めに使用される。湿式スフラッパー・システム６３と放出スタック６５が、いづ れかの炉システムのために設けられる。

適切なサイズと高さの排気放出スタック６５は、遠心式排気７７ン６４がら空気 流の放出のために使用される。

空気予熱機６６は、炉燃焼室に送られた入り空気に炉排気の熱エネルギーを移送 するために使用される。

繊維スラリー移送ポンプ６７は、高ぜん断ミクサ４５を有する紙対繊維タンクか ら、第１段階空気分散カラム５の入り口のすぐ前に位置する管路注入点への繊維 スラリーの供給のために使用される。

本発明による幾つかの実施態様が示されかつ記載されたが、発明は、それらに制 限されず、技術における当業者に公知な如く多数の変形と修正を受けることが理 解される。そしてこのため、示されかつ記載された詳細に制限されることは望ま れず、添付の請求の範囲によって包含された如く、そのような修正のすべてを含 むことが意図される。

ＦＩＧ　２．　　　　　　　　　ＦＩＧ、　２Ａ。

１ニー１に、　５．　　　　　　　ＦＥ、　６゜ＦＩＧ、　７４゜

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．不溶性固形廃棄物と可溶性固形廃棄物を含む廃水を処理するためのプロセス において、 嫌気性細菌の成長が実質的に除去されるレベルに該廃水の酸素含有量を制御する 段階と、 該廃水から該不溶性固形廃棄物を分離する段階と、所定量の好気性細菌により該 廃水において該可溶性固形物を処理する段階と、該廃水において好気性細菌の量 を縮小する段階とを含むことを特徴とするプロセス。
2. ２．該酸素含有量が、好気性細菌の成長が最小にされるレベルに制御される請求 の範囲１に記載のプロセス。
3. ３．該酸素含有量が、０．５〜１．０ｐｐｍの範囲にある請求の範囲１に記載の プロセス。
4. ４．該不溶性固形廃棄物が、該廃水を紙繊維と混合し、該廃水においてガスを分 散させ、かつ紙繊維と分散空気を含む廃水を実質的に垂直なカラムを通って上方 に流れさせることにより、該廃水から分離され、これにより高沈澱率を有する不 溶性固形廃棄物が、該カラムの底部において収集され、かつ該廃水から分離され 、そして低沈澱率を有する不溶性固形廃棄物が、上昇するガス泡に付着し、該カ ラムの上方部分において収集され、かつ該廃水から分離される請求の範囲１に記 載のプロセス。
5. ５．該ガスが、空気である請求の範囲４に記載のプロセス。
6. ６．該カラムの該上方部分が、大気圧よりも大きな圧力下にある請求の範囲４に 記載のプロセス。
7. ７．該不溶性固形物を処理する段階が、所定濃度の好気性細菌を有するスラッジ を該廃水に付加することを含む請求の範囲１に記載のプロセス。
8. ８．該不溶性固形物を処理する段階の後に、該廃水から以前に分離されなかった 固形廃棄物をトラップするために、ろ過媒体を通して該廃水を流す段階をさらに 含む請求の範囲１に記載のプロセス。
9. ９．該廃水において好気性細菌の量を縮小する段階が、ろ過媒体を通して該廃水 を流す該段階の前に行われる請求の範囲８に記載のプロセス。
10. １０．該廃水において好気性細菌の量を縮小する段階が、所定量の塩素と該廃水 を接触させることを含み、そしてこの場合該ろ過媒体が、石炭及び紙繊維媒体で ある請求の範囲９に記載のプロセス。
11. １１．該廃水から分離された不溶性固形廃棄物を燃やす段階をさらに含む請求の 範囲１に記載のプロセス。
12. １２．該廃水から分離された不溶性固形廃棄物と該紙繊維を燃やす段階をさらに 含む請求の範囲４に記載のプロセス。
13. １３．該カラムから該石炭及び紙繊維媒体を除去することと、除去石炭及び紙繊 維媒体と該廃水から分離された不溶性固形廃棄物を燃やすこととをさらに含む請 求の範囲８に記載のプロセス。
14. １４．該廃水において好気性細菌の量を縮小する段階の後に、該廃水において酸 素を溶存させ、そして該廃水を処分する段階をさらに含む請求の範囲８に記載の プロセス。
15. １５．通過して流れる廃水を処理するための装置であり、該廃水は、不溶性固形 廃棄物と可溶性固形廃棄物を含む装置において、嫌気性細菌の成長が実質的に除 去されるレベルに該廃水の酸素含有量を制御するためのオキシジェネータ手段と 、該廃水から該不溶性固形廃棄物を分離するための分離手段であり、該オキシジ ェネータ手段の下流で機能的に連結された分離手段と、所定量の好気性細菌によ り該廃水において該可溶性固形物を処理するための処理装置であり、該分離手段 の下流で機能的に連結された処理手段と、該廃水における好気性細菌の量を縮小 するための細菌縮小手段であり、該処理手段の下流で機能的に連結された細菌縮 小手段とを具備することを特徴とする装置。
16. １６．該処理手段に機能的に連結された該廃水が流れる少なくとも一つの接触カ ラムをさらに具備し、該少なくとも一つの接触カラムが、石炭及び紙繊維媒体を 該カラムに装てんするための手段と、該カラムから該石炭及び紙繊維媒体を放出 するための手段を含む請求の範囲１５に記載の装置。
17. １７．該廃水から分離された不溶性固形廃棄物を燃やすための手段をさらに含む 請求の範囲１５に記載の装置。
18. １８．液体物質と固形物を含む混合物から複数の種々の濃度の固形物を分離する ための装置において、 該混合物が流れる中空の実質的に垂直のカラムと、該カラムに侵入する該液体物 質においてガスを分配するための手段と、該カラムに侵入する該混合物に紙繊維 を付加するための手段と、分配された該ガスと該紙繊維を含む該混合物を該カラ ムを通って上方に流させるための手段とを具備し、 これにより高濃度を有する固形物が、該カラムの下方部分において収集され、か つ該液体物質から分離し、そして低濃度を有する固形物が、上昇するガス泡に付 着し、かつ該液体物質から分離された該カラムの上方部分において収集されるこ とを特徴とする装置。
19. １９．通過して流れる廃水において含まれた液体廃棄物から固形廃棄物を分離す るための装置において、 該廃水が流れる中空接触カラムと、 石炭及び紙繊維媒体を該カラムに装てんするための手段と、該カラムからの該石 炭及び紙繊維媒体を放出するための手段と、該カラム内の該石炭及び紙繊維媒体 を通って該廃水を流させるための手段とを具備することを特徴とする装置。