JPS5932197B2 - 廃水改良処理用の流動層生物反応方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 生化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、全有機炭素（ＴＯＣ）
、及び全懸濁固体（ＴＳＳ）を減少させるために、生物
反応を行う生育性バクテリア用のキャリヤとして作用す
る微粒状媒体層を用℃・て廃水の二次処理が行われるこ
とは公知である。

この層は散水沢床の砂層の如き固定層であり得、又はこ
の層が流動状態に作動されてもよし・。

生物反応器として流動層を用℃・ると高速系（生育性バ
クテリヤ）を得ることができる、これは高速系内では極
めて高℃・濃度のバイオマス（生育性バクテリヤ）を維
持しうるからである。

処理は比較的少なし・場所と時間で達成され、このため
に設備費と操業費とが大きく軽減される。

このような流動層によるＢＯＤ除去方法の一つは米国特
許第 ４００９０９８号に開示されて℃・る。

アンモニア窒素の除去（硝化）、及び／又は硝酸塩もし
くは亜硝酸塩の除去（脱窒）のための流動層による廃水
の三次処理に対しても匹敵しうる効果を得ることができ
る。

このような三次廃水処理法は米国特許第 ４００９０９９号及び第３８４６２８９号に記載されて
℃・る。

生物流動層による二次廃水処理は”オキシトロン（０ｘ
ｉｔｒｏｎ ）”生物方法としてエコロトロール社（Ｅ
ｃｏｌｏｔｒｏｌ １１ｎｃ 、） （ベスページ、ニ
ューヨーク）及びドールオリパー社（Ｄｏｒｒ −０１
ｉｖｅｒ１１ｎｃ、）（スタン７オード、コネチカット
）により工業的に推進されている。

廃水の二次又は三次処理に適用される場合にはこの方法
は上記引用特許の教示を利用しているものと理解される
。

これらの特許の開示によれば処理工程中で工程を中断す
ることなく過剰なバクテリヤの生育物を連続的に除去す
る手段を備えることが肝要である。

このような成果を得るために提案される一つの手段は、
細胞状物質の分離と除去を促進するために流動層の上部
に機械的攪拌機を備えることである。

混合機として機能する攪拌機はバクテリヤ被覆媒体を同
伴する傾向のある泡を分裂させ、その結果媒体の損失を
防止しな℃・けれども媒体の損失を減少させる。

飛出しく ｅｌｕｔｒｉａｔｉｏｎ ）による流動層か
らのバクテリヤ被覆媒体粒子の損失は望ましくな℃・。

この損失は活性バイオマス濃度（ＭＬＵＳＳ）を低下せ
しめ反応速度を減少させる。

オキシトロン法では、流動層の頂部での混合機の作動に
も拘らず媒体の損失は連続して生起する。

従って、流動層反応器を工業的に実際に作動させるに当
っては、作動中に流動層バイオリアクターに媒体粒子を
戻し、媒体の損失を処理された水で補償するために固体
保持タンクと固体再流入用配管とを備えることが必要で
あった。

これらの便法にも拘らず、生育性バクテリヤ細胞の損失
は可成りの範囲に達する。

このようなバイオリアクターの操作に於℃・て遭遇する
もう一つの問題は水の流量変動による周期的な不安定性
の問題である。

廃水の流れは屡々日毎の変動を受けやすく、この変動に
は流量の他の不規則な変化が付加される。

このように、不安定な操業が町成りの頻度で生起しうる
。

廃水の一部が適切に処理されずに層中を流れるチャンネ
リング作用、及び／又は流失（ｗａｓｈｏｕｔ ）によ
ってバクテリヤ被覆媒体が大量に損失されると℃・う結
果を生じうる。

従って、この操業に対する人的連続的監視が望まれる。

生物廃水処理用の流動層反応器のもう一つの限界は、高
速処理は処理の完全性を犠牲にすることにある。

高速流動層に於し・て、散水ｆ床の低速非流動層に於け
る生物学的処理と同じ有機汚染物の完全除去を得ること
は困難である。

本発明は廃水改良処理用の流動層生物反応方法に関する
。

この方法に於し・では、比較的小さな上部固定層部とそ
の下方に比較的大きな流動層部を備えるべく媒体保持多
孔板によって流動層の頂部が拘束されて℃・る。

廃水は先づ流動部に於し・て処理され最後に層の固定部
に於し・て処理される。

媒体保持多孔板は固定層部の１過作用と共に媒体の損失
を実質的に防止し且つバクテリヤの損失を大きく減少さ
せる。

更に、流動層の高速容量を犠牲にすることなく、有機性
汚染物をより完全に除去しうる。

固定層部分はその比較的高℃・バイオマス濃度により反
応を完結へと推進する。

流動層から逃げる生育性バクテリヤ細胞は固定層部分の
１過作用と保持作用によって捕集される。

更に、汚染物の多し・流入廃水は先ず強力な混合が生起
して℃・る流動層に於し・て処理される。

一方、汚染物の少なし・流動層からの流出水は次に混合
の強くなし・固定層に於て処理される。

この配置は一定の容積に対してより効率的な廃物の除去
を与える。

固定層部は流動層部に対比して比較的小さな寸法である
のが好まし℃・。

廃物処理の主な負荷は反応器に流動層に於て行われ、一
方固定部は仕上げ部として作用することによって流動部
を補足して完全なものにする。

これにより、比較されうる流動層反応器から出る汚染物
よりも非常に低し・レベルの汚染物を伴った最終的な流
出水を生成しながら高速処理が達成される。

本発明の作動方法により、安定した操業が確保され、自
己調節効果が得られる。

層の固定部に於ける層粒子の量は拘束板の所与の場所で
の流入量に直接関連して℃・る。

廃水流量が上方に向って変動する場合には、付加的粒子
はバイオリアクターの固定部に移行される傾向がある。

この粒子の移行はより大きな仕上げ部を与えることがで
き、増加した負荷（より高し・流量）を償う。

又この拡大された固定層部の増大した圧力降下によって
、流量が変えられる傾向が存在し、この傾向はサージ効
果を回避し層を正常な作動モードに戻すのに役立つ。

この自己調節特性は人的監視の必要性を減少させる。

流量が増加するにつれて、固定層部の寸法が増大してよ
り大きな負荷を補う。

拡大された仕上げ部は反応完結に対する所望の水準を維
持するように作用する。

本発明方法は反応層のクリーニングをも容易にする。

周期的に廃水処理が中断され、層を完全に流動化しうる
レベルまで、但し通常多孔板の上部にある洗浄水出口の
下までこの多孔板を持ち上げる。

次に層が完全に流動化させる速度で洗浄水を層中に上向
きに通す。

この洗浄水は過剰の細胞状物質と共に洗浄水出口を介し
て除去される。

この出口は反応器の側部に備えられるのが好まし℃・。

層の固定部はバクテリヤフロック（ｂａｃｔｅｒｉａｌ
ｆｌｏｃ）を含有する細胞状物質を放出させるべくばら
ばらにされる。

これは高し・渦流の下での水と空気の混合流の如く、同
時にガスを導入することによって促進される。

本発明の方法を添付図面によって具体的に説明する。

流動化された下部と固定された上部を伴った微粒子状固
体層中で処理工程を実施する装置は公知であり、既に開
示されてし・る。

１９６８年３月１９日付で付与されたファンとウエン（
Ｆａｎａｎｄ ｗｅｎ ）による米国特許第３３７４
０５２号及びファン等（Ｆａｎ ｅｔ ａｌ ）に
よるＡ、Ｉ、ｃｈ、Ｅ。

Ｊ ｏｕｒｎ 、第５巻４０７頁〜４０９頁（１９５９
年９月）を参照されたし・０この装置は層頂部を拘束す
るための垂直に調節しうる多孔板（通常穴あき板）を含
む。

流体が最小流動化速度以上の速度で上向きに層を通過す
る際に、この層の上部と接触して（・る多孔板の拘束作
用が多孔板直下に固定層部を作り出しうる。

多孔板が（一定速度で）下げられると、固定層部の下方
の範囲は増加する。

従って、流動層部と固定層部の相対的な寸法を制御する
ことができる。

本発明によれば、生物反応器の層の頂部は、流動化状態
にある下方の比較的大きな層を伴った固定層として比較
的小さな最上部層を維持するように多孔板によって拘束
される。

最適な関係は実施されて℃・る特殊な生物学的方法、廃
水の処理速度及び予期される流量変動に依存するであろ
う。

例えば、固定層部は０．０５メートルと（・う小さな垂
直範囲から１０メートルと℃・う大きな垂直範囲を持ち
得る。

一方流動層部は０．５〜５０メートルの垂直範囲をとる
。

本発明方法は生物反応による廃水改良処理めすべての方
法に適用されうる。

この方法が好気性菌成長（ａｅｒｏｂｉｃ ｂａｃｔ
ｅｒｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ ）を必要とする場合には
公知の方法に従って廃水に空気又は酸素を添加すること
ができる。

所望の反応が脱窒用の炭素源の如き栄養素の添加によっ
て促進される場合には、従来の方法に従って栄養素を廃
水に添加することもできる。

一般に、固定層部を作り出すべく多孔板によって層上部
を拘束することを除（・て、生物反応器は先行技術の流
動層生物反応器と同一の方法で作動される。

このような方法と処理装置の例は米国特許第３８４６２
８９号、第４００９０９８号及び第４００９０９９号に
開示されて℃゛る。

しかしながら、これらの特許に記載される方法と区別さ
れる如く、生物反応処理中に流動層頂部で攪拌機又は混
合機を作動させること、又は生物学的処理中に担体粒子
を取り出して戻すことは望ましくなし・。

担体を処理帯に維持するように微粒子状担体の寸法より
小さな寸法の穴をあけることによって多孔板が得られる
。

菌成長用の担体として用℃・られる媒体は流動層生物反
応器に於し・て従来使用されて℃・ると同じ媒体であり
得る。

所望の粒子寸法を得るべく作られた砂が特に適当である
。

その他の使用し得る微粒子状担体は石炭、炭素、アルミ
ナ、プラスチック粒子等である。

粒子の比重は臨界的ではなし・が、水の比重より大きく
なければならなし・。

例えば、媒体は直径約１．０〜２０ｍｍの平均粒子寸法
と約１．０５〜３．０の比重を持ちうる。

好ましくは、媒体は多孔板の穴を通過する微粒子を除去
するように作られるか、又は初期の流動化と生物反応器
の作動開始の間にこのような微粒子が媒体から洗し・流
される。

公知の方法によれば、反応器中の担体は所望の生物反応
に必要とされる種類のバクテリヤで接種される。

このようなバクテリヤは下水又は廃水中に屡々存在する
ために、培養接種物と同様にかかる天然源のものを接種
用に用℃・ることかできる。

有機物質を含有する水を処理して生化学的酸素要求量を
減少させるに当って、有機炭素及び／又はＢＯＤを二酸
化炭素カス及び／又は細胞状物質に変換する適切なバク
テリヤが使用される。

通常、好気性バクテリヤ又は通性バクテリヤの如き廃水
に接種するに適するバクテリヤを担体に接種する。

この目的のために従属栄養生物相の亜属が特に用℃・ら
れた。

この生物相はプセウドモナス（ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ
）、バチルス（ｂａｃｉｌｌｕｓ ）及び／又はアル
カリゲネス（ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ）の如き下水中
で自然に見出される生物相を含む。

このような廃水の生物反応による処理は一次の非バクテ
リヤ処理に追従することから通常二次処理と呼ばれる。

通常三次処理と呼ばれる廃水の次の処理は硝酸塩又は亜
硝酸塩を窒素に変換する脱窒を含む。

このように脱窒はアンモニア又はアミン窒素を除去しな
し・が、バクテリヤ反応による硝化はアンモニア又はア
ミン窒素を硝酸塩に変換するのに使用され得る。

この硝酸塩は次に脱窒によって除去されうる。

硝化はＢＯＤ除去の如く好気性の条件下で実施されるが
、バクテリヤが異るために別個の処理が必要となる。

このバクテリヤは窒素の酸化された形態（硝酸塩又は亜
硝酸塩）にアンモニア窒素を変換するように選択される
。

この目的には、都市廃水中に自然に見出されるナイトロ
ソマナス（ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ）及びナイト日
ノ９クター（ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｅｒ ）が特に適して
℃・る。

脱窒反応は炭素源の添加を伴った嫌気性の条件下で実施
される。

この炭素源は通常メタノールである。プセウドモナス、
バチルス、及び／又はミクロコックス（ｍ１ｃｒｏｃｏ
ｃｃｕｓ ）の如き通常の脱窒性ノくクチリヤが用℃・
られる。

所望の生物反応に用℃・る層中に菌成長が一度達成され
ると廃水処理は連続的に実施されうる。

層を流動化するに少くとも充分な速度で廃水が層中に上
向きに通される。

実際には最小流動化速度よりも可成り過剰な速度が望ま
しく、例えば最小流動化速度の１．２〜６倍の速度が望
まし℃・。

上部流動層部の寸法は予測される平均流量とその変動に
関連して決定される。

最低の流量では層の一部は末だ固定状態にあり、一方最
高の流量では固定層は流動層部よりも小さな寸法にある
筈である。

処理された水は拘束板の穴を上方に向って通過し、一方
穴が媒体粒子の寸法より小さし・ために媒体は実質的に
保持される。

処理された水は多孔板より上に配設された出口から取り
出される。

容器が円筒状断面をもつために、多孔板は反応容器の内
径に相当する直径を有し、反応容器の上部内で上げ下げ
できるように装着される。

更に引き続き討議される理由のために、多孔板が層を拘
束し上部固定層部を作り出すレベルにある場合には、多
孔板の上方の容器壁に側部出口を備えるのが望ましい。

水処理のバクテリヤ法の場合大概ガスが発生するから、
廃ガス用の排出口が備えられるべきである。

この排出口は通常反応容器の頂部又は水出口レベルの少
くとも上方に位置するのが好都合である。

処理サイクルが進行するにつれて、固定層部は凝集バク
テリヤ細胞又は集合バクテリヤ細胞のフィルタとして働
く。

個々のバクテリヤ細胞は固定層部を通過し得るけれども
、バクテリヤ成長体の大部分は担体粒子表面上に存在す
るか又はバクテリヤフロック（ｂａｃｔｅｒｉａｌ
ｆｌｏｃ ）の形態で存在するかのし・ずれかである。

このバクテリヤフロックは固定層部内又は固定層部の底
に保持される。

固定層部が細胞状物質で閉塞されて過剰の圧力降下が存
在するようになるまで、流動層部における初期の生物反
応のためと、固定層部における最終の生物反応のために
層に廃水が連続して通される。

蓄積の程度は圧力を観察することにより監視しうる。

この目的に対して自動記録計器を使用し得る。固定層部
が細胞状物質によって閉塞された時に、クリーニングサ
イクルが開始される。

廃水処理は一時的に中断され層が完全に流動化されうる
レベルまで多孔板が上げられる。

この多孔板は拡大された流動層の頂部と接触しなし・の
が好まし℃・。

然しながら、除去された過剰の細胞状物質が多孔板を通
過し出口に行くように洗浄水出口より下方のレベルに多
孔板を置きうる。

この目的のために側部出口を介して過剰の細胞状物質と
共に洗浄水を除去しながら層を完全に流動化するに充分
な速度で層中に洗浄水を上向きに通す。

洗浄又はクリーニング操作の役割として、層の固定部を
崩潰させて流動化させ細胞状物質を放出させることが重
要である。

空気の如きガスを導入すると増大した渦流と洗清作用を
得ることができる。

この増大した洗清作用は固定層部の崩潰と流動化及びバ
クテリヤ性物質の除去を促進する。

充分大きな寸法の穴を持った板とこの板によって保持さ
れるように作られた層粒子を用℃・ることにより、分離
されたバクテリヤ粒子を除去しながら媒体を維持するこ
とができる。

層の充分な流動化によって、層内で媒体粒子を循環させ
ると相互に剪断作用又は摩滅作用を働かせるのが容易と
なる。

作動サイクルに関する本発明の操作方法は、処理されて
いる廃水の流量が実質的に変動する場合に格別の効果が
ある。

例えば、処理を必要とする廃水量の変動について屡々遭
遇する条件下では、１日２４時間基準での平均流量から
少くとも５％から２５％程度の値だけ変動しつる。

この程度の変動は毎日の作動中には生起しえなし・が、
この程度の変動は屡々生起すると予測することができる
。

従って本発明方法の自己−補償作用は重要な利点を提供
する。

上述の如く、拘束板の所与の位置によって流量の増加は
固定層部の大きさと下方の範囲を増加させるのに役立ち
、一方流量の減少は固定層部の大きさと下方の範囲を減
少させるのに役立って、流動層部の大きさがこれに対応
して増加し又は減少する。

更に、本発明方法を一定の実施例との関連に於て現体的
に説明する。

実施例 本発明を実施するために使用しうる装置が添付図面に説
明されて℃・る。

この装置は米国特許第３３７４０５２号に開示される装
置と類似のものである。

この装置は垂直に伸長する円筒状基１０からなり、この
塔は微粒子担体１２を収容するべく円筒状内部空間１１
を備えても・る。

この空間１１の底部には複数の液体入口穴１４を有する
分散板１３が配設されて℃・る。

穴１４はこの分散板を横切るすべての方向に一様なパタ
ーンで分配されるのが好まし℃・。

この穴の断面は円形であり得又担体粒子１２の直径より
も小さな直径を有するべきである。

板１３は被処理廃水に対する流動化入口の役割を果す。

分散板の代りに分散ノズル又は噴出流動層入口（５ｐｏ
ｕｔｅｄ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄｉｎｌｅｔ
ｓ ）を用（・うる。

分散板１３の下に閉鎖チャンバー（ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｃｌｌａｍｂｅｒ ） １５が設けられ句このチャン
バーの側壁１６は円錐形であってもよく、これによって
円錐状流量調節器として機能する。

チャンバー１５の下方端部は液体入口導管１７に接続さ
れる。

この下方端部はポンプ又はその他の加圧供給源から来る
廃水を受容する。

層１２の上には、層の上部表面を拘束するためのシーブ
プレート１８（又はその他の多孔板手段：が備えられる
。

プレート１８には多数の孔が設けられ、この孔はプレー
トの全表面に亘って分配されるのが好まし℃・。

プレート１８を選択的に上げ下げする手段が配設される
。

添付図及び更に詳しくは特許第３３７４０５２号に記載
されるように、垂直に伸長するラックバ−（ｒａｃｋ
ｂａｒ ） ２Ｑの下方端はスリーブ２１によってプレ
ート１８の中心に接続されても・る。

場合によりバー２０とスリーブ２１内の開口は正方形又
は矩形の断面でありうる。

又バー２０にはその少くとも一つの側面に歯２２が設け
られる。

塔１０の上端はカバープレート２３で閉じられ、このプ
レート内の中央開口を通りカバー２３を超えてラックバ
ー２０が上方に向って突出する。

バー２０の上部に駆動機構が接続される。

この駆動機構はラック（ｒａｃｋ） ２０の歯と係合す
る歯を備えたビニオン（ｐｉｎｉｏｎ）を含む。

このビニオンは電動モーター２６に接続されたシャフト
２５によって駆動される。

作動モーター２６に対して手動又は自動のし・ずれかの
適切な制御手段（図示せず）を設けうる。

塔１０の壁の上部にある開口を介して出口導管２７が伸
長する。

側部出口２７はカバー２３に隣接して℃・でもよく、又
カバー２３から下方に間隔があけられてもよし・。

第１図及び第２図に示す如く、プレート１８の通常の作
動位置と洗浄のための位置はともに出口２７より下方に
ある。

処理された水とは別個に廃ガスの排出を容易にするため
に、ガス排出口又は立管（５ｔａｃｋ ） ２９を反応
器頂部に設けてもよし・。

この排出口又は立管はカバー２３の開口を介してフリー
ボードスペース（ｆｒｅｅｂｏａｒｄ ５ｐａｃｅ
）と連通ずる。

クリーニングサイクル中は空気の如きガスを層中に洗浄
水とは別口に又は洗浄水と共に導入しうる。

空気−水の結合された導入を第２図に示す。空気と水を
一緒にした導入によって高度の渦流作用と摩減作用を付
与しうる。

細菌性物質の放出によって媒体粒子は洗し・流される。

更に、バクテリヤフロックが微粒子の形態でプレート１
８を通過できるように、層の摩減作用又は洗清作用が放
出されたバクテリヤフロックの粒子寸法を減少させる。

層１２内の圧力状態及び特に層の固定層部を横切る圧力
状態の監視を可能にすべく、一連の圧力計３４が塔１１
の外側に垂直に間隔を置℃・て設けられうる。

これらの圧力計は塔の側壁を貫（・て伸長する適当な圧
力タップ（ｔａｐｓ ）に接続される。

２個の圧力計だけが図示されているけれども、追加の圧
力計又は圧力感知タップを備えうるものと理解されたし
・。

圧力計は手動監視用として設計されうるけれども、自動
型の装置に於し・ては、圧力感知装置を用し・うると理
解されたし・。

ある特殊な例では、微粒子状担体１２は６〜１２闘の範
囲の寸法をもつ篩別され摩滅した石炭粒子（またはシリ
カ）から構成されてもよい。

これに対応して、プレート１３の流動開口１４及びプレ
ート１８の孔１９は微粒子担体を保持するに充分小さな
直径、例えば５．０ｉｍの直径を取りうる。

廃水を処理するのに先立って、担体１２はＢＯＤ除去用
の適切なバクテリヤで接種される。

例えば、通常の下水と共同する従属栄養菌を使用するこ
とができ、接種中に酸素が導入され、又処理中には廃水
に酸素が添加される。

所望の反応がアンモニア性窒素の除去にある場合は、反
応器はナイトロソマナス及び／又はナイトバクターで接
種され、接種及び廃水処理は酸素添加による好気性条件
下で実施される。

脱窒に対しては、嫌気性条件が使用される。

担体は例えばプセウドモナスバチルスの如き、普通の下
水に共同するバクテリヤで接種されうる。

脱窒を促進する炭素源としてメタノールを処理されて℃
・ろ水に添加しうる。

担体粒子表面上でバクテリヤ成長が達成され、微粒子状
担体はバイオマスに対する支持体として役立つ。

一度成長が達成されると、バクテリヤはおびたｘしく成
長する。

処理操作を開始すべく、シーブプレート１８を下げ層１
２の頂部と接触させる。

例えば、層１２の垂直高さの約５％が上部固定層を構成
し、層の垂直高さの約９５％が流動層部を構成するよう
に、プレート１８の位置はポンプ圧によって導管１７を
介して導入される廃水の流動化流量に関連して選定され
うる。

固定層部と流動層部の相対的な寸法は変えることができ
ると理解された℃・。

しかしながら、バクテリヤ反応によって除去される有機
汚染物が実質的に完全なレベルまで減じられるように、
廃水の仕上げ処理を実施するように充分な固定層が存在
すべきである。

一度安定な作動状態が得られると、流入廃水は流動層部
で高速度で処理される。

反応バクテリヤの濃度が比較的高し・場合には、低減さ
れた有機含量の部分的に処理された水は固定層部に於し
・て仕上げ反応にかけられる。

集合したバクテリヤ又は凝集したバクテリヤは固定層部
で捕捉される。

固定層はバクテリヤの比較的大きな集団に対してｐ過作
用を有する。

同時に、担体のバクテリヤ被覆粒子は反応器内に保持さ
れる。

これはこれらの粒子がプレートの孔よりも大きな直径を
有し、固定層内に保持されるからである。

プレート１８を通過するバクテリヤ細胞の損失も又最小
である。

処理された水はプレート１８の上部空間を通過し側部出
口２７を介して排出される。

生物反応によって生成されるガスの如き廃ガスは液体レ
ベルの上方のフリーボードスペース３０に集り出口２９
を介して排出される。

固定層部の圧力降下が過度になるほど反応器の固定層部
が細胞状物質で閉塞されるまで作動サイクルが継続され
る。

この段階でバクテリヤフロックは固定層部の底部に集積
するであろう。

このフロックは過剰な細胞状物質と共に固定層内部から
取り出されねばならなし・。

次に装置は、第２図に示されるように、クリーニングサ
イクルに転換される。

クリーニングサイクルのために、プレート１８は塔１０
の頂部の方向に引かれ、出口２７の直下に、図示される
ように位置決めされる。

ポンプ圧によって入口１７を介して洗浄水と空気が導入
される。

洗浄操作に対しては処理操作に対するよりも高し・流動
化速度が使用されよう。

例えば、処理操作に対して最小流動化速度の３倍の流動
化速度が用℃・られるとすれば、洗浄操作に対しては最
小流動化速度の５〜６倍又はそれ以上の流動化速度を使
用しうる。

一度、層１２が充分に流動化されると、蓄積した細胞状
物質が崩潰されるので、細胞状物質はプレート１８と出
口２７を通って洗浄水と共に流出する。

作動サイクル中固定層として保持された粒子が流動化し
て、これらの粒子は研摩作用又は剪断作用を受けるであ
ろう。

この作用に対して粒子は相互に接触することによって粒
子自体の表面を洗い流すのに役立つ。

この作用は過剰な細胞状物質の付加的な量を遊離させる
であろう。

次の継続する作動サイクルに対しては、反応器を最初の
作動サイクルに於けるよりも迅速にスタートすることが
できる。

それはバクテリヤ成長が既に担体上に達成されて℃・る
からである。

望まし℃・固定層部を維持する位置にシーブプレート１
８が戻されて、処理が第１図を参照して上述した如〈実
施される。

先行技術の流動層生物消化層（ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂ
ｅｄｂｉｏｄｉｇｅｓｔｅｒｓ ）に対する本発明方法
の利点を次の如く要約することができる： （１） 飛出しく ｅｌｕｔｒａｔｉｏｎ ）による
微生物−被覆媒体粒子の損失は大きく低減され、固体保
持タンクと固体再流入用配管の必要性が排除される。

バイオリアクターの固定層部のｒ通行性によって、正常
な操業における媒体粒子の逃失を回避し、又シーブプレ
ート作用によって洗浄中媒体粒子が保持される。

（２）より安定な作動条件が得られ、又このことは流入
液流量の実質的な変動が存在する場合に特に重要である
。

層を通るチャンネリング効果が除去され、又自己−調節
作用が得られる。

層の流動部と固定部に於ける層粒子の量は流入液流量に
直接関連づけられる。

廃水流量が上向きに変動する場合に、付加的な粒子がバ
イオリアクターの固定部に移動してより大きな仕上げ部
が得られ、この仕」二げ部はバイオリアクターに対する
増大した負荷を補う。

更に、固定層部の増大する圧力降下は流量を減少させて
、正常な作動モードに層を戻すのに役立つ。

（３）汚染物の多し・流入廃物は強力な混合が生起する
反応器の流動部に於℃・て先づ処理され、一方汚染物の
少し・流動部からの流出液は混合の強力でな（・固定層
に於て処理される。

この配列は与所の容積に対して非常に効率的な廃物除去
を与える。

（４）バイオリアクターの固定層部によると過はバクテ
リヤ細胞を維持し、バクテリヤ細胞が反応器から失われ
るのを防止する。

このことがバイオリアクターの有効性に付加される。

（５）先行技術の流動層によっては、生起する渦流を伴
った高速洗浄又は高度な渦流状態を生ずる洗浄水とガス
の混合物は多量の媒体を損失なしには使用することがで
きなし・。

この媒体は回収されてバイオリアクターに戻されねばな
らな℃・。

然しながら、本発明方法によれば生起する改善された摩
滅、洗清、及びバクテリヤフロックと媒体上の過剰なバ
クテリヤ被覆の分離を伴って層が高速度で洗浄されうる
（これらのバクテリヤフロックと過剰なバクテリヤ被覆
はシーブプレートを外方に向って通過するに充分な微細
粒子の形態にある。

）

【図面の簡単な説明】

第１図は比較的大きな流動部の上方に比較的小さな固定
部を備えた層に於（・て廃水が生物反応によって処理さ
れる作動サイクルの説明図、及び第２図は過剰な細胞状
物質を除去すべく層が充分に流動化されるクリーニング
サイクルの説明図である。 １・・・・・・固定層、２・・・・・・流動層部、３・
・・・・・完全流動化層、４・・・・・・処理された廃
水、５・・・・・・洗浄水と細菌性物質、６・・・・・
・廃水、７・・・・・・廃水と空気、８・・・・・・排
ガス、１２・・・・・・微粒子状担体、１７・・・・・
・液体入口導管、１８・・・・・・多孔板、２７・・・
・・・洗浄水出口、２９・・・・・・ガス排出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上方に伸長する限定処理領域内に、生物反応バクテ
   リヤ細胞を成長させて℃・る固体微粒子状担体の上向き
   に流れる層が備えられ、前記層を流動化するのに少くと
   も充分な速度でこの層に上向きに被処理廃水が通される
   、廃水改良処理用の流動層生物反応方法に於し・て、 （ａ） 前記層の比較的小さな最上方部を固定層とし
   、その下部に前記層の比較的大きな部分を流動化された
   状態で維持するべく多孔板により前記層頂部を拘束し、
   前記板の孔が前記担体より小さな寸法を有するために、
   処理された水を通過させながら前記処理領域内に前記担
   体が保持される段階と、 （ｂ） 前記固定層部が細胞状物質で閉塞されるまで
   、前記流動層部における最初の生物反応のためと、前記
   固定層部における最終の生物反応のために前記層に被処
   理廃水を継続して通過させる段階と、 （Ｃ） 前記処理を中断して、前記層を充分に流動化
   させうるレベルまで、但し前記限定された空間からの洗
   浄水出口以下に前記板を上げる段階と、（ｄ） 前記
   板を介して過剰な細胞状物質と共に洗浄水を前記出口に
   取出しながら、前記層を完全に流動化するのに充分な速
   度で洗浄水を前記層に上向きに通し、前記層の固定部分
   を崩潰させ流動化させて細胞状物質を放出させる段階と
   、を含む改良がなされて（・ることを特徴とする廃水改
   良処理用の流動層生物反応方法。 ２ 処理されて℃・る前記廃水の流量が実質的に変動し
   、この変動は日間（２４時間）平均流量につ℃・て少く
   とも５％の値であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 ３ 前記生物反応は生化学的酸素要求量（ＢＯＤ）除去
   を目的としており、処理されて℃・る前記廃水に空気又
   は酸素を添加することにより好気性条件下で実施される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 前記生物反応はアンモニア窒素の除去を目的として
   おり、処理されてし・る前記廃水に空気又は酸素を添加
   することにより好気性条件下で実施されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５ 前記生物反応は脱窒を目的としており、処理されて
   ℃・る前記廃水に炭素源を添加することにより嫌気性条
   件下で実施されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ６ 上方に伸長する限定処理領域内に、生物反応バクテ
   リア細胞を成長させている固体微粒子状担体の上向きに
   流れる層を備え、この層を流動化させるのに少くとも充
   分な速度で前記層に上向きに被処理廃水が通される、廃
   水改良処理用の流動層生物反応方法に於し・て、 （ａ） 多孔板により前記層の上部表面が拘束されて
   ℃・なし・時に、前記層に対する最小流動化速度よりも
   大きな上向きの速度でこの層に前記廃水を上向きに通す
   段階と、 （ｂ） 下方の流動化された状態にある前記層の比較
   的大きな部分と共に前記層の比較的小さな最上方部を固
   定層として維持すべく、多孔板によって前記層の上部表
   面を拘束し、前記上部固定層部は前記流動層部と対比し
   て比較的小さな寸法であり、前記板の孔が前記担体より
   小さく・ために、処理された水を通過させながら前記処
   理領域中に前記担体を保持する段階と、 （Ｃ） 前記固定層部が細胞状物質で閉鎖されるまで
   、前記流動層部に於ける最初の生物反応のためと、前記
   固定層部に於ける最終の生物反応のために、前記層に被
   処理水を継続して通し、前記処理されて℃・ろ水が流量
   に於し・て実質的に変動し、この変動が日間（２４時間
   ）平均流量につき少くとも５％の値であり、前記水の流
   量が実質的に増加した場合には前記固定層部が寸法に於
   し・て下方範囲に増加する段階と、 （ｄ） 前記処理を中断し、前記層が充分に流動化さ
   れ得るレベルまで、但し前記限定された空間からの洗浄
   水出「」以下に前記板を上げる段階と、（ｅ） 前記
   板を介して洗浄水を過剰の細胞状物質と共に前記出口に
   取出しながら、前記層を完全に流動化させるに充分な速
   度でガスと洗浄水を同時に前記層に上向きに通し、前記
   層の固定部が崩潰され、流動化されて細胞状物質を放出
   させる段階と、 を含む改良がなされてし・るし・ることを特徴とする廃
   水改良処理用の流動化生物反応方法。 ７ 前記生物反応は生化学的酸素要求量（ＢＯＤ）除去
   を目的としており、処理されて℃・る前記廃水に空気又
   は酸素を添加することにより好気性条件下で実施される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ８ 前記生物反応はアンモニア窒素の除去を目的として
   おり、処理されて℃・る前記廃水に空気又は酸素を添加
   することにより好気性条件下で実施されることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ９ 前記生物反応は脱窒を目的としており、処理されて
   も・る前記廃水に炭素源を添加することにより嫌気性条
   件下で実施されることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項に記載の方法。 １０ 前記洗浄水と共に通される前記ガスが空気であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の方法
   。