JPH0811235B2 - 通気/浮遊型リアクター - Google Patents
通気/浮遊型リアクターInfo
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- JPH0811235B2 JPH0811235B2 JP62321618A JP32161887A JPH0811235B2 JP H0811235 B2 JPH0811235 B2 JP H0811235B2 JP 62321618 A JP62321618 A JP 62321618A JP 32161887 A JP32161887 A JP 32161887A JP H0811235 B2 JPH0811235 B2 JP H0811235B2
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- C02F3/22—Activated sludge processes using circulation pipes
- C02F3/223—Activated sludge processes using circulation pipes using "air-lift"
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、液体および微細なガス泡の形のガスのため
の上方捕集容器と下方導入領域とを備えている泡沫管
(Schaumrohr)を有する様式の、特にバイオマスを含ん
でいる液体のための通気/浮遊型リアクター(Begasung
s/Flotations−Reaktor)に関する。
の上方捕集容器と下方導入領域とを備えている泡沫管
(Schaumrohr)を有する様式の、特にバイオマスを含ん
でいる液体のための通気/浮遊型リアクター(Begasung
s/Flotations−Reaktor)に関する。
バイオマスを含んでいる液体への通気およびこの液体
の浮遊状態の維持はバイオテクノロジーの色々な領域に
おいて重要な役割を果たしている。特別な例としては、
−本発明が特に主題とする−海水水族館の廃水処理が挙
げられる。
の浮遊状態の維持はバイオテクノロジーの色々な領域に
おいて重要な役割を果たしている。特別な例としては、
−本発明が特に主題とする−海水水族館の廃水処理が挙
げられる。
このような水族館にあっては、水に餌与により絶えず
蛋白質含有の物質が供給され、この物質の微生物による
分解が長い時間を経るうちに特に敏感な海洋動物にとっ
て有害な硝酸塩の富化を招く。
蛋白質含有の物質が供給され、この物質の微生物による
分解が長い時間を経るうちに特に敏感な海洋動物にとっ
て有害な硝酸塩の富化を招く。
硝酸塩含有率を低く抑えることは、本出願人の1986年
3月14日付のドイツ連邦共和国特許出願第P36 08 466
号に記載されているような、回転する固定層型リアクタ
ー内で水を脱窒処理することによって可能である。
3月14日付のドイツ連邦共和国特許出願第P36 08 466
号に記載されているような、回転する固定層型リアクタ
ー内で水を脱窒処理することによって可能である。
しかし、このようなリアクリー内で脱窒処理された水
は後処理せずには再び水族館の水槽に戻すことは不可能
である。何故ならこの水は、 −生命にとって重要な酸素を含んでおらず、 −水を濁らすバイオマスと混合しており、 −−200mV(標準値+200〜+230m V)の酸化還元電位
を有しており、かつ、 −場合によっては僅かな濃度(1mg/1以上)でさえ極め
て毒性の強い亞硝酸塩を含んでいる からである。
は後処理せずには再び水族館の水槽に戻すことは不可能
である。何故ならこの水は、 −生命にとって重要な酸素を含んでおらず、 −水を濁らすバイオマスと混合しており、 −−200mV(標準値+200〜+230m V)の酸化還元電位
を有しており、かつ、 −場合によっては僅かな濃度(1mg/1以上)でさえ極め
て毒性の強い亞硝酸塩を含んでいる からである。
こう言ったことから本発明による通気/浮遊型リアク
ターの目的としているところは、水を酸素が含有されか
つバイオマス並びに亞硝酸塩を含まず、あらためて水族
館の水槽に導入することができるように後処理すること
である。
ターの目的としているところは、水を酸素が含有されか
つバイオマス並びに亞硝酸塩を含まず、あらためて水族
館の水槽に導入することができるように後処理すること
である。
この目的のため、冒頭に記載した様式の本発明による
通気/浮遊型リアクターの特徴とするところは、泡沫管
内に上記下方導入領域を閉鎖する軸方向の上昇管(Stei
grohr)が同心的に設けられていて、かつ泡沫管により
覆われているかもしくは囲繞されており、この泡沫管の
漏斗状に広がっている下端部が泡沫管の導入領域の近傍
に開口しており、ジャケット管の上端部が少なくとも一
つの戻し管を介して軸方向の上昇管を下方導入領域と連
通されており、かつ上記ジャケット管が浸漬管を備えた
T−字形の液体流出口を有しており、上記浸漬管が液体
水準下方にまで達しておりかつその流出高さが戻し管の
分岐部の直ぐ上方に配置しており、かつ泡沫管の上端部
がテレスコープ式に繰出し可能であるように構成されて
いることである。
通気/浮遊型リアクターの特徴とするところは、泡沫管
内に上記下方導入領域を閉鎖する軸方向の上昇管(Stei
grohr)が同心的に設けられていて、かつ泡沫管により
覆われているかもしくは囲繞されており、この泡沫管の
漏斗状に広がっている下端部が泡沫管の導入領域の近傍
に開口しており、ジャケット管の上端部が少なくとも一
つの戻し管を介して軸方向の上昇管を下方導入領域と連
通されており、かつ上記ジャケット管が浸漬管を備えた
T−字形の液体流出口を有しており、上記浸漬管が液体
水準下方にまで達しておりかつその流出高さが戻し管の
分岐部の直ぐ上方に配置しており、かつ泡沫管の上端部
がテレスコープ式に繰出し可能であるように構成されて
いることである。
沈澱槽と下方領域とを備えている泡沫管が既に『Zeit
schrift des Koelner Zoo』,22(1979)69−72、から公
知ではあるが、この装置はその作動態様の点において上
記の要件を充足し得る程に十分に効果を発揮しない。
schrift des Koelner Zoo』,22(1979)69−72、から公
知ではあるが、この装置はその作動態様の点において上
記の要件を充足し得る程に十分に効果を発揮しない。
本発明の特別な構成は特許請求の範囲第2項から第6
項に記載した。
項に記載した。
以下に添付した図面に実施例につき本発明を詳しく説
明する。
明する。
第1図は内部に上昇管2を備えた泡沫管1を示してい
る。この上昇管2の漏斗状の延長部3は下方導入領域4
を区画しており、この下方導入領域内に概略図示した脱
窒部5から到来する液体が供給部6を介して導入され
る。特に菩堤樹材でできている流出器によって形成され
ている一つ或いは多数のガス分配器7を介して(参照符
号21を付して概略図示したオゾン発生器から)空気−オ
ゾン混合物が微細な泡の形でホッパー3内の液体に供給
される。オゾン発生器としては例えばドイツ民主共和国
Elze在Sander社製の水性領域用の装置が使用される。O3
−割合は、存在する蛋白質の変性が生じないように制御
される。
る。この上昇管2の漏斗状の延長部3は下方導入領域4
を区画しており、この下方導入領域内に概略図示した脱
窒部5から到来する液体が供給部6を介して導入され
る。特に菩堤樹材でできている流出器によって形成され
ている一つ或いは多数のガス分配器7を介して(参照符
号21を付して概略図示したオゾン発生器から)空気−オ
ゾン混合物が微細な泡の形でホッパー3内の液体に供給
される。オゾン発生器としては例えばドイツ民主共和国
Elze在Sander社製の水性領域用の装置が使用される。O3
−割合は、存在する蛋白質の変性が生じないように制御
される。
上昇管2内をガスと液体が空気揚水ポンプの原理で上
方へと上昇し、泡沫管内に到達し、この泡沫管内で上方
へと指向する泡柱に形成され、一方同時に上昇管を囲繞
している部分内に下降流が生じ、この下降流で泡が下方
へと流れて『吸込み放圧円錐部(Sogspannugskonus)』
と称される漏斗状の端部8に達し、この端部において流
れは泡流反転が行われるように減速される。ここで再び
上方へと流れるガスは下降運動して来る泡と遭遇し、こ
れにより両者の激しい渦流が形成され、これにより液体
内のガスの滞留時間が延長され、かつガスの水内で溶解
が有利に行われる。即ち、上昇管と泡沫管の間において
両方向での(上方向へのおよび下方向への)泡の乱れた
運動が生じる。
方へと上昇し、泡沫管内に到達し、この泡沫管内で上方
へと指向する泡柱に形成され、一方同時に上昇管を囲繞
している部分内に下降流が生じ、この下降流で泡が下方
へと流れて『吸込み放圧円錐部(Sogspannugskonus)』
と称される漏斗状の端部8に達し、この端部において流
れは泡流反転が行われるように減速される。ここで再び
上方へと流れるガスは下降運動して来る泡と遭遇し、こ
れにより両者の激しい渦流が形成され、これにより液体
内のガスの滞留時間が延長され、かつガスの水内で溶解
が有利に行われる。即ち、上昇管と泡沫管の間において
両方向での(上方向へのおよび下方向への)泡の乱れた
運動が生じる。
上昇管と泡沫管の間に、第2図および第3図に図示し
た、案内舌片22として場合によって捩って取りつけられ
た縦リブが設けられており、この縦リブは流動路を延長
させる。
た、案内舌片22として場合によって捩って取りつけられ
た縦リブが設けられており、この縦リブは流動路を延長
させる。
漏斗状の端部を去った泡が消失した液体はジャケット
管9内を上方へと流れ、戻り管10を経て再び下方導入領
域4内に逆流する。この戻し案内により酸素を含有する
液体の可能な限り有効な飽和が達成され、これにより−
200から+200乃至+230mVへの酸化還元電位の上昇が達
せられる。この戻し案内は空気供給量および調製される
べき水の供給量に応じて約60〜100回/時間で行われ
る。
管9内を上方へと流れ、戻り管10を経て再び下方導入領
域4内に逆流する。この戻し案内により酸素を含有する
液体の可能な限り有効な飽和が達成され、これにより−
200から+200乃至+230mVへの酸化還元電位の上昇が達
せられる。この戻し案内は空気供給量および調製される
べき水の供給量に応じて約60〜100回/時間で行われ
る。
その際、供給水内に含有されている亜硝酸塩は硝酸塩
に酸化される。
に酸化される。
同時に、浮遊処理によって分離されなかった、元々存
在していた蛋白質を含んでいるバイオマスに対して上記
の戻し案内により反作用流が形成される。
在していた蛋白質を含んでいるバイオマスに対して上記
の戻し案内により反作用流が形成される。
浮遊処理による分離に抗し、排出口に達するバイオマ
スの量が多くなればなるほど、水のバイオマス濃度がま
すます高くなる。従って本発明により既に処理された
(浄化されて)水は戻し管10を介して戻され、これによ
り処理されるべき水内のバイオマスの希釈が行われる。
これにより排出口に達する蛋白質を含有している物質の
量が低減される。
スの量が多くなればなるほど、水のバイオマス濃度がま
すます高くなる。従って本発明により既に処理された
(浄化されて)水は戻し管10を介して戻され、これによ
り処理されるべき水内のバイオマスの希釈が行われる。
これにより排出口に達する蛋白質を含有している物質の
量が低減される。
これに対して公知の装置にあっては、泡は向流で浄化
されるべき液体を通して滴下され、従って接触時間が比
較的短い。これに対して、本発明により上記の管システ
ムを経てかつ多数回の転向が行われることにより、長い
接触時間が得られ、従って最適な浄化が達せられる。
されるべき液体を通して滴下され、従って接触時間が比
較的短い。これに対して、本発明により上記の管システ
ムを経てかつ多数回の転向が行われることにより、長い
接触時間が得られ、従って最適な浄化が達せられる。
ジャケット管9と泡沫管1との間には付加的な浄化作
用を発揮するフイルタ作用および吸収材作用をする充填
体或いは微生物(例えば好気性のバクテリヤ)で覆われ
た担持体が設けられている。
用を発揮するフイルタ作用および吸収材作用をする充填
体或いは微生物(例えば好気性のバクテリヤ)で覆われ
た担持体が設けられている。
泡沫管1の上端部はその長さがテレスコープ式に延長
可能であり、バイオマス12−これは下方へと曲げられて
いる管を有する排出口13を経て放出される−が集まる捕
集容器11に適合される。捕集容器11上には下方に篩体15
と活性炭層16とを備えている取外し可能な上置き14が存
在しており、この篩体15と活性炭層16とを介してオゾン
を含んでいる空気が放出され、これによりオゾン接触的
に破壊される。
可能であり、バイオマス12−これは下方へと曲げられて
いる管を有する排出口13を経て放出される−が集まる捕
集容器11に適合される。捕集容器11上には下方に篩体15
と活性炭層16とを備えている取外し可能な上置き14が存
在しており、この篩体15と活性炭層16とを介してオゾン
を含んでいる空気が放出され、これによりオゾン接触的
に破壊される。
篩体15の下方には特に湾曲された板17が設けられてお
り、この板はバイオマスが篩体内に溢流するのを阻止す
る。
り、この板はバイオマスが篩体内に溢流するのを阻止す
る。
通気されかつバイオマスを含んでいない液体はジャケ
ット管9を液体出口18−この液体出口の下方の浸漬管19
は液体表面の下方にまで達している−を経て去り、これ
によりガスと浮遊しているバイオマスの帯行が阻止され
る。
ット管9を液体出口18−この液体出口の下方の浸漬管19
は液体表面の下方にまで達している−を経て去り、これ
によりガスと浮遊しているバイオマスの帯行が阻止され
る。
空気配量に応じて液体水準20の上方において泡沫管1
内に空気−水柱が形成される。この柱の高さは、 −供給された空気量、 −内部上昇管2の断面の長さ、 −泡沫管1の断面の長さ、 −処理されるべき水の表面張力、 −バイオマスの負荷の度合い、 −オゾン供給量、 −空気泡の断面、 に依存している。
内に空気−水柱が形成される。この柱の高さは、 −供給された空気量、 −内部上昇管2の断面の長さ、 −泡沫管1の断面の長さ、 −処理されるべき水の表面張力、 −バイオマスの負荷の度合い、 −オゾン供給量、 −空気泡の断面、 に依存している。
作業中絶えず水が補給され、しかもこの水が泡沫管1
を上方向で去ることが不可能なので、内部上昇管2の上
縁部に、給送されて来る水の部分流を泡沫管1を経て下
方へ導くのに充分な圧力が発生される。この圧力は給送
されて来る水の量と泡沫管内で生じる空気−水柱に依存
している。同時に水内に存在している空気−オゾン−泡
が下方へと流れる水と共に漏斗状の端部8内に吸収さ
れ、其処から再び上昇する。
を上方向で去ることが不可能なので、内部上昇管2の上
縁部に、給送されて来る水の部分流を泡沫管1を経て下
方へ導くのに充分な圧力が発生される。この圧力は給送
されて来る水の量と泡沫管内で生じる空気−水柱に依存
している。同時に水内に存在している空気−オゾン−泡
が下方へと流れる水と共に漏斗状の端部8内に吸収さ
れ、其処から再び上昇する。
水内に含有されているバイオマスは空気の間空気−オ
ゾン−泡に蓄積しており、空気−水柱内にまで上昇す
る。上記のパラメータの調節に応じて空気−水柱の最も
上方部分内において多少固まったバイオマス泡(浮遊
物)が形成される。次いでこのバイオマス泡は逃げる空
気により捕集容器11内に圧入される。其処でこのバイオ
マスは液化され、流出部13を経て導出される。この流出
部は流積開口でもって浮遊状態にあるバイオマス内に突
出しており、オゾンを含有している空気が流出部上方で
逃げるのを阻止する。この空気は強制的に捕集容器11内
に存在している活性炭層16を経て通過せざるをえず、こ
こで破壊される。
ゾン−泡に蓄積しており、空気−水柱内にまで上昇す
る。上記のパラメータの調節に応じて空気−水柱の最も
上方部分内において多少固まったバイオマス泡(浮遊
物)が形成される。次いでこのバイオマス泡は逃げる空
気により捕集容器11内に圧入される。其処でこのバイオ
マスは液化され、流出部13を経て導出される。この流出
部は流積開口でもって浮遊状態にあるバイオマス内に突
出しており、オゾンを含有している空気が流出部上方で
逃げるのを阻止する。この空気は強制的に捕集容器11内
に存在している活性炭層16を経て通過せざるをえず、こ
こで破壊される。
上記の装置は、ガス(酸素)により処理された液体の
飽和に関する高い有効性の点でおよび僅かな作業費用と
装置の小型化でのバイオマスの良好な分離の点で優れて
いる。実験段階の装置ではジャケット管は1010mmの長さ
および150mmの直径を有している。直径40mmの内部上昇
管は820mm(漏斗状部を合わせれば910mm)の長さを有し
ている。内径70mmの泡沫管1は捕集容器の下縁部まで10
65mmの長さを有している。取外し可能な上置き14を備え
ている捕集容器11は120mmの高さおよび100mmの直径を有
している。供給部6を経て20/時間の液体が導入され
る。
飽和に関する高い有効性の点でおよび僅かな作業費用と
装置の小型化でのバイオマスの良好な分離の点で優れて
いる。実験段階の装置ではジャケット管は1010mmの長さ
および150mmの直径を有している。直径40mmの内部上昇
管は820mm(漏斗状部を合わせれば910mm)の長さを有し
ている。内径70mmの泡沫管1は捕集容器の下縁部まで10
65mmの長さを有している。取外し可能な上置き14を備え
ている捕集容器11は120mmの高さおよび100mmの直径を有
している。供給部6を経て20/時間の液体が導入され
る。
戻し管10と液体流出部18は32mmの内径を有している。
上記の装置は海水水族館のための脱窒処理された水を
後処理するのに使用される。もちろんより大きな構造
(例えば1000/時間の液体の供給用の構造)或いはよ
り小型の構造も必要に応じて構成することが可能であ
る。
後処理するのに使用される。もちろんより大きな構造
(例えば1000/時間の液体の供給用の構造)或いはよ
り小型の構造も必要に応じて構成することが可能であ
る。
この装置はまた好気性の水処理の際の蛋白質を含んで
いる物質の分離のためにも利用でき、また或いは魚加工
産業或いは肉加工産業において生じる廃水の清澄化にも
利用可能である。
いる物質の分離のためにも利用でき、また或いは魚加工
産業或いは肉加工産業において生じる廃水の清澄化にも
利用可能である。
第1図は通気/浮遊型リアクターの縦断面図、 第2図および第3図は案内舌片を備えているリアクリー
の線A−Aに沿った二つの断面図。 図中符号は、 1……泡沫管 2……上昇管 4……下方導入領域 8……端部 9……ジャケット 10……戻し管 18……液体流出部 19……浸漬管
の線A−Aに沿った二つの断面図。 図中符号は、 1……泡沫管 2……上昇管 4……下方導入領域 8……端部 9……ジャケット 10……戻し管 18……液体流出部 19……浸漬管
Claims (6)
- 【請求項1】液体および微細なガス泡の形のガスのため
の上方捕集容器と下方導入領域とを備えている泡沫管を
有する様式の、特にバイオマスを含んでいる液体のため
の通気/浮遊型リアクターにおいて、泡沫管(1)内に
上記下方導入領域を閉鎖する軸方向の上昇管(2)が同
心的に設けられていて、かつ泡沫管により覆われている
かもしくは囲繞されており、この泡沫管(1)の漏斗状
に広がっている下端部(8)が泡沫管の導入領域の近傍
に開口しており、ジャケット管(9)の上端部が少なく
とも一つの戻し管(10)を介して軸方向の上昇管(2)
の下方導入領域(4)と連通されており、かつ上記ジャ
ケット管(9)が浸漬管(19)を備えたT−字形の液体
流出口(18)を有しており、上記浸漬管が液体水準下方
にまで達しておりかつその流出高さが戻し管の分岐部の
直ぐ上方に位置しており、かつ泡沫管(1)の上端部が
テレスコープ式に繰出し可能であるように構成されてい
ることを特徴とする、上記バイオマスを含んでいる液体
のための通気/浮遊型リアクター。 - 【請求項2】捕集容器(11)が活性炭(16)が充填され
ている、特に取外し可能な篩上置き(14)で終わってい
る、特許請求の範囲第1項に記載のリアクター。 - 【請求項3】断面の大部分を占め、篩板(15)と結合さ
れていてかつ下方へと湾曲している篩体(17)が篩上置
き(14)の下方に設けられている、特許請求の範囲第2
項に記載のリアクター。 - 【請求項4】泡沫管(1)はジャケット管(9)との間
に特に微生物で覆われた充填体が設けられている、特許
請求の範囲第1項から第3項までのいずれか一つに記載
のリアクター。 - 【請求項5】ガス導入区間内に電気的なオゾン発生器
(21)が設けられている、特許請求の範囲第1項から第
4項までのいずれか一つに記載のリアクター。 - 【請求項6】上昇管(2)と泡沫管(1)との間に案内
舌片(22)が設けられている、特許請求の範囲第1項か
ら第4項までのいずれか一つに記載のリアクター。
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