JPH04504380A - 廃水から有機汚染物質を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は廃水から有機汚染物質を除去する方法に関する。より詳細には固定床反 応器中で多孔質バイオマス支持体系を用いて好気的生物分解により上記汚染物質 、特に置換および非置換フェノールを除去する方法に関する。

２、先行技術 現代文明の特質の１つは、技術的進歩が増大する毎にほぼ常に同様な環境後退の 増大が伴うことである。技術的進歩の速度が増大するのに伴って環境劣化の進行 も増大する。環境破壊の認識は比較的最近起こったにすぎないので、現代社会は 時にはさほど遠くない過去の罪悪の蓄積を負っていることを知る。しかし現代社 会の他の特質は、劣化を伴う環境破壊の不都合さを受け入れてそれを最小限に抑 え、さらには可能な場合にはそれを逆転させることである。地下水をその初期の 本来の状態に戻すのは現実的な目標ではないが、我々の水を可能な限り純粋にす るという真の決定がある。環境関係官庁は多数の一般的な工業的汚染物質に関し て規制を設け、汚染減少の方法が廃水からの汚染物質の減少または除去に有効に なるのに伴って、環境規制はいっそう厳しくなり、その結果廃水中の汚染物質を 技術的に実現可能な最低にまで減少させることを最終目標とする、挟まり続ける 螺旋となる。

汚染物質を減少または除去するために採用される方法のうち、バイオリメディエ イション（ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔ　１ｏｎ）は有効かつ極めて望ましい方法で ある。ごくおおまかには、バイオリメディエイションにおいて汚染物質は微生物 の食物源、一般的には炭素および／または窒素源として利用される。細菌の代謝 によって汚染物質は一般に簡単な化学構造をもつ代謝産物に変換され、場合によ り汚染物質は、好気的プロセスにおいて完全に二酸化炭素と水に分解され、また は嫌気的プロ′セスにおいてメタンに分解される。しかしいずれにしろ代謝産物 は通常は環境に対して何ら不都合な影響を与えない。

各種のバイオリメディエイシテン法が知られている。たとえば米国特許第４゜６ ３４．６７２号明細書には廃水および空気を浄化するための生物活性組成物が記 載されて゛おり、それは（ｉ）ＢＥＴによる比表面積５０ｍ　２／ｇ以上をもつ 界面活性炭、カチオン基を含むポリマー、および酵素活性をもちかつ増殖しつる 細胞を含有するポリウレタンヒドロゲルからなる。米国特許第４−．６８１．８ ５２号明細書には廃水または空気を米国特許第４．６３４．６７２号明細書の生 物活性組成物と接触させることによる廃水および／または空気の生物浄化法が記 載されている。これらの特許の実験例は、その方法が流出系中の汚染物質濃度を ４４ｐｐｍ未満に低下させるのには有効でないことを示している。環境保護子（ ＥＰＡ）は場合により流出流中のある種の汚染物質（たとえばフェノール）の濃 度が２０ｐｐｂ程度に低くなければならないと指示しているので、これは受容で きない。（環境保護庁４０ＣＲＦ部門４１４および４１６参照。有機化学物質お よび基準、および新規供給源パフォーマンス基準。官報、Ｖｏｌ、５２．Ｎｏ、 ２１４．１９８９年１１月５日木曜日。Ｆｕｌｅｓ＆Ｒｅｇｕｌａｔ、１ｏｎｓ 、４２５２２゜ 米国特許第３．９０４，５１８および４，０６９，１４８号明細書には共に、廃 水中の生物活性固体の懸濁液（活性スラッジ）に活性炭またはフラー土をフェノ ール除去の助剤として添加することが記載されている。これらの吸収剤１１恐ら （細菌にとって有毒である汚染物質が細菌の代謝活性を妨害するのを防止するこ とにより作用すると思われる。これら特許権者の研究が実っていわゆるＰＡＣＴ 法となり、これは長い滞留時間を必要とし、多量のスラッジ生成およびそれに伴 うスラッジ廃棄問題を生じ、かつ使用済みカーボンの再生および交換の必要性が あるにもかかわらず、商業的に受け入れられた。

レームらは、多孔質バイオマス支持体系としての顆粒状カーボンに固定化さむた 微生物を用いることによりフェノール系物質の好気的酸化における活性炭の使用 をさらに改良した。微生物が表面上で増殖し、かつそこに付看した状態を維持す る傾向を利用して、レームは細胞がそのマクロ孔内およびその表面に付看した高 表面積（１３００ｍ”／ｇ）の顆粒状活性炭である支持体を、ループ反応器内で 多孔質のバイオマス支持体系としてフェノール除去用に使用した。エールハルト およびレーム（Ｈ，Ｍ、Ｅｈｒｈａｒｄｔ、Ｈ，Ｊ、Ｒｅｈｍ）、Ａｐｐｌ。

Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、、２１．３２−６　（１９８５） ｅ得られた′固定化′細胞は最高で供給物中的１５ｇ／Ｌのフェノール耐容性を 示したのに対し、遊離細胞は１．５ｇ／Ｌを越えるフェノール耐容性を示さなか った。活性炭は固定化された微生物の保護において、有毒なフェノール濃縮物を 吸収することにより′バターと溜め′のように作用し、吸収されたフェノールの 少量を緩徐な生物分解のために遊離させると考えられた。この方法は活性炭上に 固定化された混合培養物を用いることによりある程度改良され［モルセンおよび レーム（Ａ、Ｍｏｒｓｅ・ｎ、Ｈ，Ｊ、Ｒｅｈｍ）、Ａｐｐｌ、Ｍｉｃｒｏｂｉ ｏｌＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、、２６，２８３−８　（１９８７）コ、その場合考 案者らはかなりの量の微生物が水性培地内へ′浸出増殖′し、すなわちそのシス テム内に実質的なスラッジが生成したことを指摘している。

スーダンらは顆粒状カーボンに付着した微生物の充填床を用いて、同様な嫌気的 フェノール分解についてかなりの研究を行った［ワン、スーダンおよびリット？ ：／（Ｙ、Ｔ、Ｗａｎｇ、Ｍ、Ｔ、５ｕｄａｎ、Ｂ、Ｅ、Ｒｉｔｔｍａｎ）、Ｊ ｏｕｒｎａｌ　Ｗａｔｅｒ　Ｐｏ１ｌｕｔ、Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｆｅｄ、、５８２ ２７−３３　（１９８６）］。たとえば１６Ｘ２０メツシュの顆粒状活性炭を膨 張床（ｅｘｐａｎｄｅｄ　ｂｅｄ）構造における微生物の支持媒体として用い、 ３５８−１４３２ｍｇ／Ｌのフェノールを含有する供給物につ含、流出フェノー ル水準的０．０６ｍｇ／Ｌ　（６０ｐｐｂ）が流体力学的滞留時間（ｈｙｄｒａ ｕｌｉｅ　ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ　ｔｉｍｅ、ＨＲＴ）約２４時間で得られた。そ の若干のちにベリーサドル−充填床（ｂｅｒｉ−ｓａｄｄｌｅ−ｐａｃｋｅｄ　 ｂｅｄ）および膨張床顆粒状活性炭型の嫌気的反応器を直列で用いて、ＣＯＤか らメタンへの高い転化率を示し、それは実質的にすべて膨張床反応器において起 こった；フォックス、スーダンおよびベツフｙ−（Ｐ、Ｆｏｘ、Ｍ、Ｔ、５ｕｄ ａｎ。

Ｊ、Ｔ、Ｐｆｅｆｆｅｒ）、前掲、６０．８６−９２　（１９８８）　。分解に 対するオルト−およびメタ−クレゾールの耐性も指摘された。

ギブンスおよびザック（Ｇｊｖｅｎｓ、５ａｃｋ）、４２ｎｄ　ＰｕｒｄｕｅＵ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｗａｓｔｅ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ ｅ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、ｐｐ、９３−１０２　（１９８７）はフェノール を含む汚染物質の好気的除去のための微生物支持体系としての炭素含浸ポリウレ タンフォームの広範な評価を行った。活性炭を内部に含浸し、外部に微生物が付 着した多孔質ポリウレタンフォームを、カブターおよびリンボー（Ｃａｐｔｏｒ 。

Ｌｉｎｐｏｒ）法と同様な、フオーム捕獲された炭素が存在しない点において異 なるにすぎない活性化スラッジ反応器中において使用した。この方法は実質量の スラッジ生成を伴い、炭素の有益な効果が無かった。

カブター法自体は、生物学的廃水処理用の通気槽における微生物増殖のために、 大きな外表を提供する多孔質ポリウレタンフォームパッドを使用する。上記の方 法はフオーム内に捕獲された炭素が存在することにより改良されたカブター法で ある。カブター法自体の２年間のパイロットプラント評価は、実質量のスラッジ 生成および主張されたより著しく低い微生物密度を示した。ハイデマン、ブレン ナーおよびシャー　（Ｊ、Ａ、Ｈｅｉｄｅｍａｎ、Ｒ，Ｃ，Ｂｒｅｎｎｅｒ、Ｈ 。

すべき点は、カブター法が本質的に通気スラッジ反応器であり、その際パッドは 通気槽内に流出ラインのスクリーンにより保持されることである。パッドの一部 をコンベヤーにより取り出し、パッドをプレスロールに導通して固体を絞り出す ことにより、過剰のスラッジを連続的に除去する必要がある。

ベットマンおよびレーム（Ｈ，Ｂｅｔｔｍａｎｎ、Ｈ，Ｊ、Ｒｅｈｍ）、Ａｐｐ ｉ、Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、、２２，３８９−３９３　（ １９８５）は、フェノールを流体力学的滞留時間約１５時間で、ポリアクリルア ミド−ヒドラジドゲル内に捕獲されたシュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍ 。

ｎａｓ　ｐｕｔｉｄａ）によって効果的に連続好気分解するための流動床Ｉくイ オリアクターを用いた。振盪フラスコ内でのフェノールの好気的酸化に際してポ リウレタンフォーム内に捕獲された微生物を用いることも報告されている；アン セルモ（Ａ、　Ｍ、　Ａｎ　ｓ　ｅ　１ｍｏ）ら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　Ｂ、Ｌ、。

７．８８９−８９４　（１９８５）。

既知のバイオリメディエイション法は多数の固有の欠点をもつ。たとえばこの種 の方法の採用が増加したことによる主な結果は、増加し続けるスラッジ量であり 、これは重大な廃棄問題を提起する。未処理スラッジを陸地または海洋に投棄ま たは散布することに対する制限政策が強化されているからである。アルソップお よびコンロイ（Ｇ、Ｍｉｅｈａｅｌ　Ａｌ５ｏｐ、Ｒｉｃｈａｒｄ　Ａ、Ｃ。

ｎｒｏｙ）、’酸および塩基で処理することによる改良された熱的スラッジコン ディショニング’、Ｊｏｕｒｎａｌ　ＷＰＣＦ、Ｖｏｌ、５４．Ｎｏ、２　（１ ９８２）、カルカットおよびフロスト（Ｔ、Ｃａ１ｃｕｔｔ、Ｒ，Ｆｒｏｓｔ） 。

８６、Ｎｏ、２　（１９８７）　、ならびに′地方自治体廃棄物理め立て地の危 機および新技術の反応′、米国ビルディング・コーボレーシジン作成、９００４ ９カリフオルニア州ロスアンジエルス、Ｐ、Ｏ，Ｂｏｘ４９７０４　（１９８８ 年１１月２２日）。今日のスラッジ廃棄費用は他の廃水処理の操作経費の合計よ り数倍大きい。

嫌気的な下水処理システムの採用がスラッジ問題の解決策として提示された。

好気的システムと嫌気的システムの最大の相異は細胞収率である。好気的システ ムにより半分以上の基質を取り出すことによって新たな微生物マスまたはスラッ ジが生成する可能性があり、嫌気的条件下での生成量は通常は取り出される有機 物質の１５％以下である。しかし嫌気的システムはそれらが分解または代謝しう る基質数が、たとえば非置換芳香族に限定されている（バタースビイおよびウィ ルソン（Ｎ、Ｓ、Ｂａｔｔｅｒｓｂｙ、Ｖ、Ｗｉ　１ｓｏｎ）、’　スラッジ消 化における有機化学物質の嫌気的生物分解ポテンシャル”、Ａ　１ｉｅｄ＆Ｅｎ ｖ工二虹凹シＵ口」ニーｙ上ｃｒ幻口」己」１上、　５５　（２）・ｐ、４３３ −４３９．１９８９年２月）。これは、大部分の工業的プロセス、たとえばコー クス製造およびコールタール加工が普通は非置換芳香族物質を副生物として生成 するという点で著しい欠点である（トーツス、リー、スコツトおよびワード（Ｊ 。

Ｍ、Ｔｈｏｍａｓ、Ｍ、Ｄ、Ｌｅｅ、Ｍ、Ｊ、５ｃｏｔｔ、Ｃ，Ｈ，Ｗａｒｄ） 。

１０９−１２０．１９８９を参照されたい）。

ある種の既知のバイオリメディエイション法に固有の他の欠点は、これらの方法 が有機汚染物質の水準を妥当な水準口好ましくは約ｏ、ｌｐｐｍ未満〕にまで、 妥当な滞留時間（好ましくは約２４時間以内）で低下させないことである。たと えば米国特許第４，６８１，８５１および４，６３４．６７２号明細書（個々の 例を参照されたい）においては、フェノール系汚染物質の濃度は約４４ｐｐｍ未 満には低下しなかった。

発明の要約 本発明は廃水を好気的生物分解によって浄化する方法に関する。より詳細には、 本発明方法は下記を含む： １種類または２種類以上の有機物質を含有する水性供給液流を、プラグ流れ特性 または実質的にプラグ流れ特性を有する固定床反応器に、有効量の酸素を含むガ スの存在下で導通し、該反応器は下記よりなる複数の生物活性粒子からなる生物 活性バイオマスを収容するものである二粒状支持体であって、上記物質のうち少 なくとも１種類に対して有効な吸収剤を粒子状で支持体の中、または上および中 に含むもの、ならびに支持体および／または吸収剤の上、中、または上および中 における有効量の好気性微生物１種類または２種類以上であって、上記有機物質 のうち少なくとも１種類を代謝して少なくとも１種類の該物質の濃度が供給液流 中の該物質の濃度より低い流出流を生成しつるもの。

本発明方法により幾つかの利点が得られる。本発明の独特の利点の１つは、本方 法を利用して水性供給液流中の比較的高い水準の有機汚染物質を、現在利用しつ るシステムによって得られるより著しく少ないスラッジ生成において、より低い 水準にまで低下させることができる点であり、これはスラッジ廃棄費用において 重要な利点をもたらす。数種の生物学的処理システムにおける代表的なスラッジ 生成水準の比較を次表にまとめる。ここでスラッジ生成量はＣＯＤ　（化学的酸 素要求量）の単位低下につき測定された。

生物学的処理システムにおけるスラッジ生成量スラッジ生成量 システム　（スラッジ乾燥重量ｋｇ／消費ＣＯＤメートルトン）好気性活性スラ ッジ　４００−６００　（ａ）嫌気的消化装置　２０−１５０　（ａ）シブｃｔ ン（Ｓｙｂｒｏｎ）バイオタワー　２００−３００　（ｂ）本発明　３０−１０ ０　（ｂ） （ａ）スピース（Ｒ，Ｅ、５ｐｅｅｃｅ）、’工業廃水処理のための嫌気的バイ オテクノロジー’、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ、１７．　ｐ））、４１６Ａ−４２７Ａ、１９８３ （ｂ）実験結果：実施例ＩＩＩ参照 本発明の極めて好ましい形態においては、フェノール水準を約０．ｌｐｐｍ以下 、極めて好ましくは約２０ｐｐｂ以下に低下させることができ、スラッジ生成は 消費された化学的酸素要求量メートルトン当たりスラッジ乾燥重量的１００ｋｇ を越えず、しばしば約３０ｋｇを越えない。

本発明方法に伴うスラッジ生成の減少は偶然ではなく、わずかな利益でもない。

廃水処理の増加による主な結果は増加し続けるスラッジ量であり、これは重大な 廃棄問題を提起する。未処理スラッジを陸地または海洋に投棄または散布するこ とに対する制限政策が強化されているからである。今日のスラッジ廃棄費用は廃 水処理の他の操作経費の合計より数倍大きい。従って本発明に特徴的なスラッジ 水準の低下は直接かつ実質的な経済的利益であり、スラッジ廃棄の重圧を軽減す る。

本発明の他の独特の利点は、先行技術方法、たとえば米国特許第４．　６３４゜ ６７２および４，６８１，８５１号明細書に記載の方法と比較して、流出液流中 に含有される有機汚染物質水準の低下が妥当な流体力学的滞留時間で得られるこ とである。たとえば本発明のある好ましい形態においては、フェノール含有水性 廃液流中の流出フェノール水準を１６時間という短い流体力学的滞留時間で２０ ｐｐｂという低い濃度にまで低下させうることが、実験により証明された。これ も特に環境保護子により設定された、工業プロセスからの水性廃液流中のフェノ ールなどの各種有機汚染物質の低い水準、およびこれらの低い水準を妥当な期間 で得るという経済的要求からみて、ささいな利益ではない。本発明により得られ る他の利益は、本方法により処理される水性液流が比較的高い水準の有機汚染物 質を含有することである。たとえば本発明のある好ましい形態においては、供給 液流中の有機汚染物質の水準は約５０００ｐｐｍに及んでもよく、これがｉｐｐ ｍもしくはＯ，ｉｐｐｍ、またはそれについては２０ｐｐｂという低い濃度にま で低下する。この利点は、これによって製造プロセスから直接排出される水性液 流中の汚染物型の量を液流がバイオリメディエイシ冒ンプロセスに導入される前 に低下させるための、時間および経費のかかる予備処理プロセスが排除されると いう点で、直接かつ実質的な経済的利益である。

本発明方法は先行技術方法と比較したその性能特性により評価して先行技術より 著しく改良され、先行技術と比較して程度の差ではなくむしろ種類の相異を示す 。

図面の簡単な説明 本発明は以下の本発明の詳細な説明および添付の図面を参照することによってよ り十分に理解され、他の利点も明らかになるであろう：第１図は、本発明の好ま しい形態において用いられる縦型反応器の断面側面図である。

第２図は、本発明方法に用いられる横型反応器の断面側面図である。

第３図は、本発明方法に用いられる好ましい生物活性粒子の透視図である。

第４図は、本発明方法に用いられる、カスケード式設計の反応器の断面上面図で ある。

第５図は、第４図の反応器の断面側面図である。

第６図は、第４図の反応器の酸素添加システムを表す第３図の反応器の上面図で ある。

第７図は、本発明の好ましい形態において用いられる、バフル付き反応器の断面 上面図である。

第８図は、第７図の反応器の断面側面図である。

本発明の好ましい形態の詳細な説明 本発明は図面を参照することによって当業者にはより良く理解されるであろう。

第１および２図を参照すると、番号１０は本発明方法に用いられる反応器を示す 。

本方法においては、１種類または２種類以上の有機物質を含有する水性廃液流が 、流出液流中の少な（とも１種類の物質の濃度を目的水準にまで低下させるのに 十分な速度の、有効量の酸素を含むガスの存在下で、反応器１０に入口１２から 導入され、反応器１０を貫流し、出口１４において反応器から出る。反応器１０ は、第１および２図において番号１６で表される複数の生物活性粒子を収容して いる。

第３図に示すように、生物活性粒子１６は高分子系支持体１８を含み、これは水 性液流中に含有される物質のうち少なくとも１種類に対する粒状吸収剤２０を１ 種類または２種類以上、支持体１８の中、または支持体１８０表面および支持体 １８の中に有する。また生物活性粒子１６は、廃液流中に含有される物質のうち 少なくとも１種類を代謝しつる好気性微生物２２を１種類または２種類以上、支 持体１８および／または吸収剤２０の上、中、または上および中に含む。

本方法は有効量の酸素を含有するガスの存在下で実施される。ここで用いる′有 効量の酸素′とは、標的となる汚染物質の微生物代謝のための代謝要求酸素を供 給するのに十分な量の酸素である。適切な微生物代謝および汚染物質分解に必要 な量の酸素を供給すべく反応器１０に酸素を添加することが重要である。それぞ れの状況に必要な酸素の量は広範囲に及び、その方法に用いられる個々の微生物 の要求条件その他の当業者に既知の他の因子に著しく依存する。一般にプロセス 供給液流中に分布する酸素の量は、少なくとも酸素約２ｍｇ／水性供給液流しで ある。本発明の好ましい形態においては酸素の量は約５−１０ｍｇ／水性供給液 流Ｌ、極めて好ましい形態においては酸素の量は約６−８ｍｇ／水性供給液流り である。本発明の好ましい形態においては、ガスは生物活性バイオマス全体また は一部に、均一に、または実質的に均一に分布する。ガスを反応器１０に導入す る様式は広範囲に及ぶ。ガスは常法により反応器１０に導入することができる。

たとえば第１図の縦型、または逆流反応器１０の場合、ガスは反応器１０の底に おいて水性供給液流と共に、ガスを小径気泡の形で導入するスパージャ−２４を 用いて反応器１０に導入される。必要な場合には、補給ガスを反応器１０の縦長 さに沿った各地点で導入することもできる（図面には示されていない）。反応器 １０が横型反応器、たとえば第２図に示される反応器である本発明の形態におい ては、反応器１０内で供給液流中に実質的に均一なガス分布を達成するために、 反応器１０の横長さに沿うた各地点で導入することができる。この形態において ゛は、ガスの逆流は水性供給液流の流れの方向に対し直交するか、または実質的 に直交する。本発明の極めて好ましい形態においては、反応器１０が横型形状で あり、ガスが反応器１０全体または実質的に全体に、均一または実質的に均一に 分布する。これらの極めて好ましい形態においては、第２図に示すようにガスを 反応器１０の横長さに沿って導入する。この様式では、供給液流中に、より均一 なガスの分布が達成される。

本発明の極めて好ましい形態においては、反応器１０の長さは反応器１０の高さ より大きく、反応器１０の長さ一対一反応器１０の高さの比は反応器１０中に目 的とするガス分布が達成されるように選ばれる。一般に反応器１０の高さは約０ ．５−約８ｍであり、長さ一対一高さの比は約７：１−約２：１である。本発明 の好ましい形態においては、反応器１０の高さは約１−約６ｍであり、長さ一対 一高さの比は約６：１−約３＝１であり、本発明の特に好ましい形態においては 、反応器１０の高さは約２−約５ｍであり、長さ一対一高さの比は約５：１−約 ３：１である。これら本発明の特に好ましい形態のうち最も優れたものは、反応 器の高さが約２．５−約４．５ｍであり、長さ一対一高さの比が約４：１−約５ ＝１の形態である。

プロセス温度は広範囲に及び、使用するために選ばれた個々の微生物に依存する 。一般にこのプロセスは微生物の代論を過度に妨害しない程度に十分に高く、微 生物を死滅させない程度に十分に低い温度で行われる。プロセス温度は通常は約 ５−約６５℃である。プロセス温度は好ましくは約１５−約６５℃、より好まし くは約２０−約４０℃、極めて好ましくは約２５−約３５℃である。

有機汚染物質を含有する水性液流を本方法において、流出液流中の少なくとも１ 種類の汚染物質の濃度水準を目的とする程度にまで低下させるのに十分な期間処 理する。一般に少なくとも１種類の汚染物質の濃度水準が約５０００ｐｐｍ以下 である水性供給液流については、約３０時間以内、好ましくは約２４時間以内、 より好ましくは約２４時間以内の流体力学的滞留時間が、流出液流中の少なくと も１種類の汚染物質の濃度約２２ｐｐｍ以下、より好ましくは約ｌｐｐｍ以下、 極めて好ましくは約０．ｌｐｐｍ以下を達成するのに十分である。流出液濃度的 ０、Ｏ２ｐｐｍ以下が特に好ましい濃度である。個々の流体力学的滞留時間は供 給材料中のフェノール系物質の量、操作温度、供給材料中の他の物質の存在、固 定末生の微生物の密度などに依存する。

本発明方法によればスラッジ生成は比較的低い。１２０日間の連続的、または実 質的に連続的な操作ののち、流出液流中に懸濁したスラッジの量は、５ｔａｎｄ ａｒｄ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｆｏｒ　Ｔｈｅ　Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆＷａ ｔｅｒ　ａｎｄ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ、１０版、米国公衆衛生協会、２００２ ５ワシントンＤＣ，１５ストリートＮＷ、１０１５．９６および９？頁に記載さ れる試験法５２０９℃、全懸濁固体、１０３−１０５℃で乾燥′により測定して 好ましくは約６００ｍｇ／Ｌ以下である。本発明のより好ましい形態においては 流出液流中に懸濁したスラッジの量は約４００ｍｇ／Ｌ以下であり、本発明の極 めて好ましい形態においては懸濁したスラッジの量は約２００ｍｇ／Ｌ以下であ る。特に好ましい形態においては、懸濁したスラッジの量は約１００ｍｇ／Ｌ以 下である。

本発明方法により処理しつる水性廃液流、およびこれらの液流中に含有される有 機汚染物質は広範囲に及ぶ。唯一の条件は、少なくとも１種類の汚染物質が好気 性微生物により分解または代謝されうることである。これらの汚染物質の例は、 フェノール系物質、たとえばフェノール、クレゾール類、レゾルシノール類、カ テコール、ハロゲン化フェノール類、たとえば２−クロロフェノール、３−クロ ロフェノール、４−クロロフェノール、２．４−ジクロロフェノール、ペンタク ロロフェノール、ニトロフェノール類、たとえば２−ニトロフェノールおよび４ −ニトロフェノール、ならびに２．４−ジメチルフェノールである。他の重要な １群の有機汚染物質は、芳香族炭化水素、たとえばベンゼン、トルエン、キシレ ン類、エチルベンゼンなどからなる。多核芳香族炭化水素は重要なサブクラスで あり、これはナフタリン、アントラセン、クリセン、アセナフチレン、アセナフ テン、フェナントレン、フルオレン、フルオランテン、ナフタセンおよびピレン により代表される。本発明の好ましい形態においては、汚染物質は工業的製造施 設からの廃液流中に共通のものである。たとえばフェノールは本発明方法におい て処理するのに好ましい汚染物質である。フェノールはフェノール製造業者、フ ェノール利用者、たとえばフェノール樹脂製造業者、コールタール加工施設、木 材バルブ化プラント、および脱リグニン処理を行う他の施設の廃液流中に見られ る。

これは本方法がこれらの液流のみについて実施しうること、またはしなければな らないことを意味するものではない。ここに記載する本発明方法は、低下させな ければならない水準の有機汚染物質を含有するいずれの水性供給材料についても 実施しうる。

本発明方法に用いられる水性廃液流中に含有される汚染物質の初期濃度は広範囲 に及ぶ。先行技術によるバイオリメディエイション法と比較した本発明の利点の １つは、比較的多量の汚染物質を含有する廃液流を処理しうることである。本発 明方法により処理しつるプロセス液流中の汚染物質の濃度は′生物学的に処理し つる水準′である。ここで用いる１生物学的に処理しうる水準１は、微生物によ る汚染物質代謝を抑制しないか、または過度に抑制しない汚染物質濃度である。

工業的プロセス、たとえばフェノール製造プラントおよびコールタール加ニブラ ントからの流出液流は、２０．ＯＯＯｐｐｍを越える汚染物質水準を有する場合 があり、これは本発明方法を妨害する可能性がある。常法、たとえば溶剤抽出、 水蒸気蒸留などを用いてこれらの水準を生物学的に処理しうる水準にまで低下さ せることが好ましい。一般に水性液流中の汚染物質の濃度は約ｓｏｏｏｐｐｍ以 下である。明らかに、低い方の濃度は決定的ではなく、本方法に対する限定とは ならない。本発明の好ましい形態においては、有機汚染物質の濃度は約４０００ ｐｐｍ以下であり、本発明の特に好ましい形態においては、有機汚染物質の濃度 は約３０００ｐｐｍ以下である。これら本発明の特に好ましい形態のうち最も優 れたものは、汚染物質の濃度が約２０００ｐｐｍ以下のものであり、約５００ｐ ｐｍ以下の汚染物質濃度が特に好ましい濃度水準である。

汚染物質を含有する供給材料のｐＨは最適な生物分解に調整する必要がある。

一般にｐＨは標的汚染物質の代謝が可能となるｐＨ範囲である。本発明の好まし い形態においては、供給材料のｐＨは約６−約９であり、本発明の極めて好まし い形態においては、供給材料のｐＨは約６．５−約７．５である。

栄養素を供給する必要がある場合がある。これらの物質は既知の添加物、たとえ ば魚肉ベプチン、大豆粉、落花生油、綿実油、および通常はホスフェート、ナト リウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、クロリド、プロミド、ニトレー ト、カーボネートなどのイオンを供給しつる＃ｉ類により添加される。通常は水 性供給材料中に微生物の最低要求を満たす量が存在する場合が多い。

水性供給材料は通常の手段を用いて反応器１０に導入され、′有効流体力学的滞 留時間″で反応器を貫流する。ここで用いる′有効流体力学的滞留時間′はその プロセスで流出液流中の汚染物質濃度を目的水準にまで低下させるのに十分な時 間である。流体力学的滞留時間は広範囲に及び、一般に水性供給液流中の汚染物 質の濃度、流出液流中に望まれる汚染物質の最高濃度、バイオマス中に含まれる 微生物、汚染物質などの因子に依存する。本発明方法の利点は、汚染物質濃度の 低下が比較的短い流体力学的滞留時間で得られることである。本発明の好ましい 形態においては、流体力学的滞留時間は約３６時間以下であり、本発明の特に好 ましい形態においては、この流体力学的滞留時間は約１０−約３６時間である。

これら本発明の特に好ましい形態のうち最も優れた形態は、流体力学的滞留時間 が約１０−約２４時間のものである。

本発明方法に用いられる反応器１００種類は本発明の利点を得るのに重要である 。本発明の利点を達成するためには、反応器は固定床反応器、または実質的に固 定床反応器でなければならない。ここで用いる′固定床反応器′は、供給材料が 反応器を貫流するのに伴って複数の生物活性粒子が静止しているか、゛または実 質的に静止している反応器である。

他の重要な要求条件は、水性液流が反応器を貫流するのに伴って走行する流路の 長さおよび液流の幅は、反応器が′プラグ流れ特性′、または実質的に′プラグ 流れ特性′をもつものである。ここで用いる′プラグ流れ特性′は、反応器内で の混合のすべてまたは実質的にすべてが供給液流の平面に対し垂直または実質的 に垂直な平面で起こり、供給液流の平面では混合が起こらないか、または実質的 に起こらない場合に達成される。シュレーダー（Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）ＩＩ、’ Ｗａｓｔｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ’、？グローヒル（１９８０）を 参照されたい。

一般にプラグ流れは多数の方法で達成することができ、それらはすべて本発明の 実施に際して採用しつる。たとえば第１および３図の反応器１０においては、比 較的高い反応器長さ一対一反応器幅の比、たとえば少なくとも約２：１の長さ一 対一幅の比をもつ縦型または横型反応器においてプラグ流れが達成され、その際 反応器１０の長さは供給流の方向であり、反応器の幅は供給流の方向に対し垂直 である。第１および３図の反応器１０においては、反応器の長さは供給流が反応 器１０内を通過するのに伴つて走行する通路であり、反応器１０の幅は液流の幅 である。しかし反応器１０の実際の長さおよび幅が供給流の長さおよび幅と等し い必要はなく、目的とする長さ一対一幅の比は他の手段により得られる。これら の別形態の例を第４−８図に示す。第４．５および６図にはプラグ流れ特性を達 成するためのセグメント状設計の反応器２６が示され、対応する部分は第１およ び２図の反応器の場合と同様な番号で呼ばれる。反応器２６はカスケード設計で あり、入口１２および出口１４を含む。供給流が走行する通路の長さは反応器２ ６の長さに対して垂直に伸びる複数のカスケード２８の採用によって、伸長して いる。供給流が反応器２６を貫流するのに伴って、それは第１カスケード２８の 長さに沿い、開口３０を通過し、そして次の隣接カスケード２８の長さに沿い、 水性液流が開口１４を通って反応器２６から排出されるまで、反応器２６を水平 および垂直の両方に走行する。この設計によってセクション間の逆混合が隣接カ スケード２８の壁面により排除されるか、または実質的に排除される。目的とす るプラグ流れ条件および性能効率を達成するために必要なセクション間は約４で ある。しかしより多数のセクタ１ンが反応器２６に含まれてもよく、これによっ てより大きなプラグ流れ特性が得られる。実用上および経済上の観点から、通常 は１０セクシａンを越えないものが用いられる。反応器２６内に均一または実質 量７および８図は、供給液流が反応器３４を走行する通路の長さがバフル３６の 使用によって増大する点で第４−６図の反応器２６と興なる反応器３４を示す。

対応する部分は同様な番号により定める。供給液流を反応器３４に入口１２から 導入する。供給液流が反応器３４を貫流するのに伴って、各バフル３６の長さに 沿い、開口３８を通り、次のバフル３６の長さに沿い、次の開口３８を通り、以 下後続の各バフル３６の長さに沿い、後続の各開口３８を通って、供給液流が出 口１４から排出されるまで水平の両方に走行する。反応器２６の場合と同様に、 反応器３４の水平長さに沿った散布ユニット３２によって、均一なガス分布また は実質的に均一なガス分布が達成される。

供給液流の長さ一対一供給液流幅の比は少なくとも約２：ｌである。本発明の好 ましい形態においては、供給液流の長さ一対一供給液流幅の比は約２＝１−約１ ５．１である。本発明の特に好ましい形態においては、供給液流の長さ一対一供 給液流幅の比は約３・１−約１０：１である。本発明の極めて好ましい形態にお いては、供給液流の長さ一対一供給液流幅の比は約５＝１−約８；１である。

本発明方法に用いられる生物活性組成物は複数の生物活性粒子１６からなる。

第３図に示すように、粒子１６は支持体１８を含み、これは支持体１８上、また は支持体１８中、または支持体１８上および支持体１８中に、水性供給液流に含 有される有機汚染物質の少なくとも１種類に対する粒状吸収剤２０を含み、かつ 支持体１８および／または吸収剤２０の上、中、またはよおよび中に、微生物２ ２（増殖可能であり、有機汚染物質のうち少なくとも１種を代謝しつる）を含む 。

本発明の好ましい形態においては、吸収剤２０は支持体１８の表面上および支持 体２０中にあり、微生＄２２は支持体１８および吸収剤２０の上、ならびに上お よび中にある。

本発明の極めて好ましい形態においては、吸収剤２０は支持体１８の表面に５有 効な結合剤“により結合している。ここで用いる′有効な結合剤′は吸収剤２０ を支持体１８の表面に結合させ、従って吸収剤２０が流出液流中へ失われること は無いか、または実質的に無い有機物質である。有機結合剤は粒子含浸技術（カ ーボン結合技術：Ｍ料結合技術；粉末結合技術）の分野で知られているものであ って、吸収剤２０を吸収および不活化せず、吸収剤２０を吸収および不活化する 不純物を実質量含有しないものである。適切な結合剤の例は、水溶性ポリマー（ 架橋または重合して水不溶性の形になりうるちの）、たとえば天然ガム、セルロ ースおよびデンプン誘導体、アルギン酸の塩、ならびにアクリル酸、アクリルア ミド、ビニルアルコールおよびビニルピロリドンのポリマーおよびコポリマーで ある。有機溶剤に可溶性である有用な有機結合剤の例には、セルロースエステル 、セルロースエーテル：ビニルエステル、たとえば酢酸ビニル、アクリル酸エス テルおよびメタクリル酸エステル、ビニルモノマー、たとえばスチレシ、アクリ ロニトリル−アミド、およびジエン、たとえばブタジェン、およびクロロプレン のポリマーおよびコポリマー：天然ゴムおよび塩素化ゴムが含まれる。結合剤の 量は極めて広範囲に及び、目的とする結合効果が達成される限り決定的ではない 。

たとえば通常は１００重量部の吸収剤２０に対し結合剤の量が約１０−１５０部 である場合に、この効果が達成される。

本発明を実施する際に用いられる吸収剤２０は広範囲に及ぶ。唯一の要求条件は 、吸収剤２０が標的汚染物質をその表面に吸収することができ、支持体の表面に 多数の機構、たとえば表面相溶性、電荷により、および結合剤ポリマー、たとえ ばポリプロピレンにより結合しうるか、または結合されうることである（米国特 許第４，０８９，６０９号明細書、４欄、１４−３０行、参照）。

吸収剤２０の調製に用いられる有用な物質の例は、カーボン、たとえば石炭、カ ーボンブラック、活性炭（ａｃｔｉＶａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ、ａｃｔｆｖａｔ ｅｄ　ｃｈａｒｃｏａｌ）、シリカゲル、活性クレー、ゼオライト、疎水性およ びイオン交換樹脂、モレキニラーシーブなどである。本発明の好ましい形態にお いては、吸収剤２０は炭素、たとえば石炭、木炭、カーボンブラックおよび活性 炭から調製され、本発明の特に好ましい形態においては、粒状吸収剤２０は活性 炭から調製される。しかし他のいずれかの粒状材料を用いて吸収剤２０を調製し うろことは当業者には明らかであろう。用いられる好ましい活性炭は植物性０貰 、動物性物質、石炭、亜炭、石油残渣または合成有機ポリマーを、化学薬品を添 加して、または添加せずに熱処理することにより調製され、標的汚染物質の迅速 かつ効果的な吸収を特色とする。

吸収剤２０は粒状であり、より大きな表面積を得るために多孔質であることが好 ましい。好ましい粒状吸収剤２０は少なくとも約５００ｍ’／ｇ、好ましくは少 なくとも約７００ｍ’／ｇの表面積を有し、好ましくは吸収剤粒子の少なくとも 約７０％が約４４ミクロン以下の大きさである。すなわち最低的７０％の吸収剤 粒子が３２５メツシユの篩を通過する。本発明の好ましい形態においては、粉末 状吸収剤２０は一般的な、より好ましくは少なくとも約０．５ｃｍ”、極めて好 ましくは少なくとも約０．７ｃｍ”の多孔率（ｐｏｒｅ　ｖｏｌｕｍｅ）を有し 、好ましくは大きさ約１ミクロン以上の細孔によって可能な限り大きな間隙率を 有する。マクロ孔を最大限にすることにより、吸収剤２ｏの表面に近接する微生 物の濃度は最大限となる。本発明の好ましい形態の実施に際して用いられる粉末 状吸収剤２０は、表面積的７００−約２０００ｍ”／ｇ、多孔率釣鉤　７−約１ ．０ｃｍ”／ｇを有し、約７０−約１００％の粒子が約４４ミクロン以下の大き さである。これらは市販品の特性に一致するが、本発明自体はこのような制限が なく、可能な限り大きな表面積を有する材料が好ましい。

用いられる吸収剤２０の量は広範囲に及び、標的汚染物質に対する吸収剤２０の 比活性を含めた多数の因子に依存する。本発明の好ましい形態においては、吸収 剤２０の量は少なくとも定常状態の量の標的汚染物質を保持するのに十分な量で あり、これは微生物が要求される期間内で汚染物質を代謝して、標的汚染物質約 ２２ｐｐｍ以下を含む流出液流を与えうるものである。本発明のより好ましい形 態においては、吸収剤２０の量は乾燥重量で支持体１８および吸収剤２０の全重 量に対して約５＝約８５重量％である。本発明の特に好ましい形態においては、 吸収剤２０の量は乾燥重量で支持体１８および吸収剤２０の全重量に対して約１ ０−約５０重量％であり、本発明の極めて好ましい形態においては、吸収剤２０ の量は乾燥重量で支持体１８および吸収剤２０の全重量に対して約２０−約４０ 重量％である。

本発明を実施する際に用いられる微生物２２は標的汚染物質を当業者に周知の様 式で分解すべく選ばれた好気性微生物である。有用な微生物２２は広範囲に及び 、天然の微生物２２であってもよく、遺伝子工学的に形成された微生物２２であ ってもよい。唯一の要求条件は、微生物２２が好気性であり、かつ要求される期 間で標的汚染物質を代謝して要求される流出液水準となしうることである。本発 明の好ましい形態においては、微生物２２は汚染物質を含有する上記廃液流から 、またはその廃液流が接触していた土壌から得られる。

プロセスの操作に際して微生物２２の細胞含量は、目的とする流体力学的滞留時 間内で有機汚染物質含量を目的とする濃度水準に低下させるのに十分な量である 。もちろん最初は支持体１８および／または吸収剤２０に、妥当な期間内で操作 量の微生物２２となる量の微生物２２を接種する必要があるにすぎない。本発明 の好ましい形態においては、微生物２２の細胞含量は微生物２２、支持体］８お よび吸収剤２０の全重量に対して少なくとも約０．　３重量％であり、本発明の 極めて好ましい形態においては、上記の量に対して約０．　３−約１５重量％で ある。これらの特に好ましい形態のうち極めて好ましいものは、微生物２２の細 胞含量が吸収剤２０、微生物２２および支持体１８の全重量に対して約０．５− 約１０重量％の形態であり、上記の量に対して約０．８−約５重量％が特に優れ ている。

本発明を実施する際に用いられる支持体１８は粒状である。支持体１８の大きさ および形状は広範囲に及ぶ。たとえば支持体１８は規則的形状、たとえば立方体 、棒状、長方形、球形、六角形などの粒状であってもよく、または不規則な形状 であってもよい。粒径は広範囲に及び、好ましくは約０．２５−約７．６２ｃｍ （約０．１０−約３ｉｎ、）である。より好ましい粒径は約０１５１−約５゜１ ０ｃｍ（約０．　２−約２ｉｎ、）であり、極めて好ましい粒径は約１．２７− 約２．５４ｃｍ（約０．５０−約１ｉｎ、）であり、約１．２７−約１．９１ｃ ｍ（約０．５０−約０．７５ｉｎ、）の粒径が特に優れた粒径である。

微生物２２および吸収剤２０のすべて、または一部が支持体１８中に取り込まれ た本発明の好ましい形態においては、支持体１８は比較的高いマクロ多孔質の連 続気泡材料、たとえばフオームである。これにより汚染物質を含有する水性供　 、給材料が支持体の内部を貫流しうる。本発明の好ましい形態においては、支持 体のボイドは少なくとも約２ｍｍ、好ましくは約５−約６ｍｍの大きさである。

支持体１８は固定床中に存在する剪断力および摩擦に対して抵抗性であることも 必要であり、かつ良好な圧漬強さをもつべきである。これら本発明の好ましい形 態においては、支持体１８は好ましくは準軟質であり、最適経済性のためには約 ３２．０ｋｇ／ｍ”　（約２ポンド／ｆｔり以下の密度を有する。しかしこれよ り高い約６４，１−約８０．１ｋｇ／ｍ”（約４−約５ポンド／ｆｔ’）または それ以上の高密度支持体も使用しうる。支持体の密度は本発明の経済性に関連し 、その性能には関連しないことを認識すべきである。特定の範囲が明らかな経済 的利点を提示するとしても、本発明は広範な支持体密度で実施しつる。

支持体１８の製造に用いられる材料は決定的ではなく、広範囲に及ぶ。唯一の要 求条件は、その材料が固定床反応器中で支持体として用いるのに適しており、微 生物処理に用いるのに適しており、かつ選ばれた吸収剤に対しである種度の親和 性を有することである。

支持体１８の製造に有用な材料の例は、セラミックス、たとえばベントナイト、 カオリナイト、キースラガー、珪藻土、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン 酸バリウム、合成炭化物、合成窒化物および合成ホウ化物などである。支持体１ ８の製造に使用しつるさらに他の材料の例は、ガラス、ソーダー石灰−シリカガ ラス、鉛ガラス類、ホウケイ酸ガラス、レーザー（ｌａｓｅｒ）ガラス、シリカ ガラス、鉛ガラスおよびガラスセラミックスである。

さらに他の有用な支持体材料の例は、合成および天然の高分子材料、たとえば下 記のものである：ポリアミド類、たとえばポリ（ヘキサメチレンアジパミド）（ ナイロン６６）、ポリ（４−アミノ酪酸）（ナイロン４）、ポリ（６−アミノヘ キサン酸）（ナイロン６）、ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）（ナイロン６゜ １０）など；ポリエステル類、たとえばポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ （ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフ タレート）など；ポリオレフィン類、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、 ポリ（４−メチルペンテン）、ポリスチレンなど；ポリビニル類、たとえばポリ ビニルアルコール、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルメチルケトン ）、ポリ（ビニルピロリドン）など：ポリアクリル類、たとえばポリアクリル酸 、ポリメタクリル酸、ポリ（メチルアクリレート）、ポリ（メチルメタクリレー ト）、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ　（メタクリルアミド ）など。

高分子系支持体の製造に用いられる他の有用な高分子材料は下記のものである： ポリウレタン類、たとえばジイソシアネート、たとえばトルエンジイソシアネー ト、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレン　１，６−ジイソシア ネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１．５−ナフタリンジイソ シアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネー ト、２．　４−トルエンジイソシアネート、４．　４’　−ジフェニルメタンジ イソシアネート、 ３．３′−ジメチル−４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、３．３′ −ジメチル−４，４′　−ビフェニルジイソシアネート、４．４′　−ジフェニ ルイソプロピリデンジイソシアネート、３．３′−ジメチル−４，４′　−ジフ ェニルジイソシアネート、３．３′−ジメチル−４，４′　−ジフェニルメタン ジイソシアネート、３．３′−ジメトキシ−４，４′　−ビフェニルジイソシア ネート、ジアニシジンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメ チレンジイソシアネート、４．　４’−ジイソシアナノジフェニルメタンと、ジ オール、たとえばグリセリン、トリメチロールプロパン、１．　２．　６−ヘキ サントリオール、メチルグリコシドペンタエリトリロールングリコール、ジエチ レングリコールとから誘導されたもの、ヒドロキシ末端基付きポリエステル類、 すなわちジカルボン酸と過剰の２官能性アルコールの直接エステル化により形成 されたもの、たとえばポリ（テトラメチレンアジペート）、ポリ（エチレンアジ ペート）、ポリ（１．４−ブチレンアジペート）、ポリ（１。

５−ペンチレンアジベート）、ポリ（１．３−ブチレンアジペート）、ポリ（エ チレンスクシネート）、ポリ（２．３−ブチレンスクシネート）、ポリエーテル ジオール類、たとえば活性水素を有する化合物、たとえばジアルコール、ポリア ルコール、ジフェノール、ポリフェノール、脂肪族ジアミンまたはポリアミン、 および芳香族ジアミンまたはポリアミンとアルキレンオキシド、たとえばスチレ ンオキシド、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド、エピクロルヒドリンまた はこれらのアルキレンオキシドの混合物の反応により製造されたもの。

本発明の好ましい形態においては、支持体１８は適宜な発泡剤、たとえば窒素、 ヘリウム、二酸化炭素、アゾジカルボンアミドなどにより発泡して前記のボイド 特性を備えた連続気泡フオームを形成しつる高分子材料から製造される。これら 本発明の好ましい形態においては、支持体１８は選ばれた微生物の存在下で、そ れに不都合な影響を与えることなく製造および発泡しつる。

本発明の特に好ましい形態においては、支持体１８は架橋ポリウレタン−ヒドロ ゲルから製造される。これらの材料は市販供給源から得られるか、または既知の 方法で製造される。たとえばこれらの材料は、イソシアネートプレポリマーをジ アミンまたはポリアミンが所望により連輪延長剤として、もしくは架橋剤として 含有される水と反応させることにより、または適切なポリオールを適切なジイソ シアネートもしくはポリイソシアネート試薬と反応させることにより得られる。

適切なポリオールには長鎖脂肪族ジオール、およびポリオキシアルキレンエーテ ルが含まれる。インシアネートプレポリマーはインシアネート末端基を有し、ポ リオキシアルキレンエーテルを過剰のジイソシアネートまたはポリイソシアネー トと反応させることにより製造される。有用なポリオキシアルキレンエーテルは 、分子量約５００−約１０，０００、好ましくは約２．０００−約ｓ、ｏｏｏを 有し、少なくとも２個の活性水素を含み、ポリエーテルの全重量に対して少なく とも３０重量％のオキシエチレン基を含む。他の有用なオキシアルキレン基には オキシプロピレン、オキシブチレンなどが含まれる。この型のポリエーテルは、 活性水素を有する化合物、たとえばジアルコール、ポリアルコール、ジフェノー ル、ポリフェノール、脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族ジアミンまた は芳香族ポリアミンを、アルキレンオキシド、たとえばエチレンオキシド、プロ ピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどと反応させることに より製造される。適切なジイソシアネートにはトルエン　４．４′　−ジイソシ アネート、トルエン　２．４−ジイソシアネート、トルエン　２．２−ジイソシ アネート、ジフェニルメタン　４．４′−ジイソシアネート、ジフェニルメタン 　２゜４′−ジイソシアネート、ジフェニルメタン　２．２′−ジイソシアネー ト、トルエン　２．６−ジイソシアネート、ヘキサメチレン　１，６−ジイソシ アネートが含まれ、有用なジアミンおよびポリアミンには下記のものが含まれる ：脂肪族、脂環式および芳香族のジーおよびポリアミン、たとえばエチレンジア ミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドラジン、グアニジ ン、カーボネート、Ｎ、　Ｎ’−ジイソプロピルへキサメチレンジアミン、１． ３−ビスアミノメチルベンゼン、Ｎ、　Ｎ’−ビス−（２−アミノプロピル）− エチレンジアミン、Ｎ、　Ｎ’−ビス−（２−アミノエチル）−エチレンジアミ ン、４．　４’−ジアミノジフェニルメタン、　４．　４’−ジメチルアミノ− ３，３′　−ジメチルジフェニルメタン、２．４′−ジアミノジフェニルメタン 、２．４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエンなど。

生物活性粒子１６に含有される支持体１８の量は広範囲に及ぶ。一般に支持体１ ８の量は生物活性粒子１６の全重量に対し約５０−約９５重量％である。本発明 の好ましい形態においては、支持体１８の量は粒子１６の全重量に対し約６０− 約９０重量％であり、特に好ましい形態においては、上記に対し約７０−約８５ 重量％である。

生物活性粒子１６は各種の任意成分、たとえばカチオン基を含む物質を含有しう る。これらの物質の例は、カチオン基を含む標準的イオン交換樹脂、または正に 帯電した窒素原子を含む構造をもつ他のポリマー、たとえばカチオン基を含むポ リアミノカルボン酸、カチオン基を含むポリアクリルアミド、カチオン基を含° むポリエチレンイミン、カチオン基を含む、アクリロニトリル、スチレン、およ びジメチルアミノエチルメタクリレートのコポリマー、ならびにカチオン基を含 む、ジエチレントリアミンおよび無水マレイン酸の縮合物、イソブチレンおよび 無水マレイン酸のコポリマー、次いでカチオン基を含む特定のジアミンでイミド 化したものである。本発明による組成物におけるカチオン基を含むポリマーの含 量は広範囲に及び、通常は生物活性粒子の全重量に対し約０．２−約２０重量％ であり、好ましくは組成物のｍ製に用いられる反応混合物の全重量に対し約０゜ ５−約１５重量％、極めて好ましくは約１−約１０重量％である。本発明を実施 する際に用いられる他の任意成分の例は下記のものである：密度増大用物質、た とえばパライト、金属粉、粉末状ゴム、クレー粉、軽石粉、ガラス粉、オリーブ およびナツツの仁および殻、ならびに岩石粉：密度低下用物質、たとえばポリス チレン小球、木粉、プラスチック廃棄物からの粉末、中空マイクロビーズおよび ポリエチレンフオームフレーク；着色剤、たとえば着色用顔料、および色素；有 機または無機塩基の短繊維、たとえばガラス繊維、ならびにゲル形成用高分子物 質、たとえばセルロース、アルカノール、デンプンおよびカラジーナン。

本発明方法に用いられる生物活性粒子１６は当業者に知られている常法により製 造しつる。これらの有用な方法の例は、米国特許第４．６３４，６７２．４゜０ ４５．６０９．４，７４９，４９６．４．０４６．９３ｇ、４，５７６．７１８ および４，８０１，６２１号明細書に記載のものである。

本発明の好ましい形態においては、生物活性粒子１６は支持体１８に吸収剤２０ （特に活性炭）および液体、たとえば水または有機溶剤、たとえば酢酸エチルの スラリーを、有機結合剤と共に、または有機結合剤なしに含浸させることにより 製造される。吸収剤２０は支持体１８の中または表面に、通常の含浸技術、たと えば吸収剤２０の懸濁液に支持体１８を浸漬することにより含浸される。好適な 液体はその液体中における支持体１８の溶解度、およびその液体が吸収剤を不活 化する可能性により判定される。支持体１８を溶解する液体は、それらの液体が 吸収剤２０に結合して不活化するので不適切である。適切な液体にはアルカノー ル、たとえばエタノール、メタノール、メチルおよびエチルアルコール、プロパ ツール、イソプロパツール；ケトン類、たとえばアセトン、ならびにエステル類 、たとえば酢酸エチルが含まれるが、これらに限定されない。本発明に用いるの に極めて好ましい液体は酢酸エチルである。含浸ののち、過剰の液体をたとえば 絞り出しまたはプレスにより除去し、乾燦させて、吸収剤２０を結合剤と共に、 または結合剤なしに硬化させる。支持体１８を真空下で、または加熱により乾燥 させることができるが、ただし加熱の程度は支持体材料を化学的または物理的に 分解するほど大きくない。支持体１８の中、上、または中および上に存在する吸 収剤２０の量は含浸用懸濁液中の濃度を調整することにより、または含浸を２０ 以上反復することにより変更しうる。

本発明において極めて好ましい高分子材料は、水に対し高い透過性をもつ軟質の 連続気泡性フオームである。本発明の実施に用いられるフオームは固定床構造に おいて供給液流を収容しなければならない。このためには、フオームが高度に連 続した多孔性を備え、フオームボイドの大きさは望ましくは少なくとも約２ｍｍ であり、約ＩＱｍｍに及びうる。ボイドは好ましくは約５−６ｍｍの大きさであ る。フオームは望ましくは準軟質であり、約３２．０ｋｇ／ｍ”（約２１ｂ／ｆ ｔ５）以下の密度をもつ。しかし、これより高い約６４．１−約１１２．１ｋｇ ／ｍ”　（約４−約７１ｂ／ｆｔ３）、またはそれ以上の密度も採用しつる。フ オーム密度は本発明の経済性に関連し、性能には関連せず、本発明は広範なフオ ーム密度について実施しつる。フオームが上記ボイド特性を備えた連続気泡性で あり、長期間にわたって固定床反応器内で使用するのに遺しており、かつ適宜な 微生物を死滅させることなく含浸しつる限り、フオームの化学的性質はさほど重 要ではない。連続気泡構造をもつ軟質および準軟質ポリエーテル系ポリウレタン フォームが本発明の実施にとって好ましい。軟質および準軟質連続気泡佳ポリウ レタンフォームが好ましい支持体であるが、本発明は、連続気泡構造をもち、か つ粒状吸収剤を含浸しつる硬質ポリウレタンその他のフオームをも包含すると解 される。

多孔質ポリウレタンに活性炭を含浸させたのち、こうして調製されたバイオマス 支持用支持体を次いで適宜な粒径に切断し、反応器に固定床として装填する。

次いで汚染物質分解性微生物の懸濁液を反応器に添加する。この生物分解用微生 物は、活性炭を含浸した多孔質ポリウレタンの上、中、または上および中に、当 技術分野で周知の自然なプロセスで吸収され、付着する。

以下の実施例は、それよりかなり広範囲にわたる本発明を例示および代表するも のにすぎない。これらの実施例を決して限定と解すべきでない。

実施例Ｉ Ａ、細菌培養物の調製。　処理すべき廃液流に適した細菌接種物を調製するため に、下記により培養物（ｅｎｒｉｇｈｔｍｅｎｔ　ｃｕｌｔｕｒｅ）を用意した ：廃液流の試料に１００ｍｇ／Ｌの硫酸アンモニウムおよび２５ｍｇ／Ｌのリン 酸ナトリウムを添加したのちｐＨ７，０に調整した。この試料の１０ＱｍＬを２ ５０ｍＬのフラスコに分配し、土壌またはスラッジを接種し、次いで２５℃で回 転式振とう機（２５ｒｐｍ）により７日間インキュベートした。この時点で、１ ｍＬの前培養物を新たな廃液試料中に分配し、さらに７日間インキュベートした 。次いで、フオームの調製前に培養物をこれらの条件下に維持した。

Ｂ、フオームの調製。　バイオフオームの調製に用いたポリウレタンは、Ｗ。

Ｒ，ブレースにより商品名ハイボール（）（ｙｐｏｌ）で供給されるトルエンジ インシアネートポリエーテルブレポリマーであった。水と反応した際に発泡が起 こり、フオームの気泡構造は界面活性剤および補助発泡剤、たとえばクロロフル オロカーボンまたは外来性の二酸化炭素を添加することにより変更することがで き、少なくとも２ｍｍの大きさの連続した気泡が得られる。以下の方法が一般的 である。

５ガロン（５０１ｂ）のポリウレタンプレポリマー（ハイボール２０００）を約 １００ガロン容の混合容器に添加した。約１１ｋｇ（２５１ｂ）の活性炭（カル ゴンＰＡＣタイプＷＰＸ）　、２ｍＬのツイーン８ｏ界面活性剤、および２０ｇ の炭酸水素ナトリウムとハイボール２０００を高トルクの機械的ミキサーにより 混合して、均質なプレポリマー／カーボン／添加物混合物を調製した。材料が湿 った′光沢のある′外観を呈した時点で、均質な混合物であることが示される。

２ｍＬのツイーン８０および１０ｍＬの氷酢酸を５ガロンの細菌培養物（６００ ｎｍにおける光学濃度、約０．２）に添加した。次いで細菌培養物を混合容器内 でポリウレタンプレポリマー／カーボン混合物に添加し、高トルクの機械的ミキ サーによって速やかに混合した。最初は混合物は極めて粘稠であつたが、直ちに その粘度が低下し、容易に混合された。架橋度が増大するのに伴って、材料は再 び粘稠になり始めた。この段階で溶液の機械的混合を停止し、発泡を進行させる ことが極めて重要である。炭酸水素ナトリウムと氷酢酸が互いに中和し、その過 程で外来性の二酸化炭素を発生する。この外的なガス形成とハイボール架橋反応 から発生するものとが加算されて、バイオフオーム中に大型の連続気泡が生じる 。

ツイーン８０の存在は、界面張力を低下させ、気泡形成を促進することにより、 この効果を増幅する。フオームを通常１０−２０分間硬化させたのち、ブロック 状に切断し、またはフィッッミル（ｆｉｔｚｍｉｌｌ）型微粉砕機により細断し て、目的サイズのバイオフオームブロックを調製した。この量のプレポリマーお よび細菌培養物から上記の条件下で調製されたバイオフオームの全容量は８０− １００ガロンであった。

実施例２ 第１表に示す各種類の充填材を含む４個のガラス製反応器を固定床反応器として 用いた。本発明のバイオフオームを用いた固定床反応器を、固定化細胞バイオリ アクター（ＩＣＢ）と呼ぶ。ベンチスケールの各固定床反応器は、はぼ全容量５ ８０ｍＬＪ高さ６４ｃｍ、および内径３．４ｃｍのガラスカラムからなっていた 。水およびフオームが占める反応器容積は約４８０ｍ１であった。反応器中のバ イオフオームは不規則な約９．５ｍｍ　（３／８’　）の立方体ブロックからな り、固定床は反応器内で約１．８ｍｍ　（１／１４″）のワイヤメツシュスクリ ーンにより５３ｃｍの間隔に保持された。反応器内のバイオフオームの容積は約 １３０ｍ１であった。反応器は特に指示しない限り、並行逆流方式で操作され、 すなわち空気および水の両方が反応器の底から頂部へ流動した。カラムに通気す るために、カラムの底に配置された焼結ガラス製スパージャ−を通して圧縮空気 （約２゜８ｋｇ／ｃｍ”、４０ｐｓｉｇ）を用いた。スパージャ−からの通気量 を４−１２Ｌ／時の水準にＷ！！するためにガス調整器を用いた。廃液は４Ｌの 供給液溜めから反応器の底にマスターフレックス嬬動ポンプにより送入された。

一般に廃液は０．　２５−０．　８ｍ／分で反応器を貫流する。カラムからの流 出液は別個の４Ｌの溜めに採取された。供給液および流出液共に水浴内に配置さ れた。カラムの周囲温度は約２５℃であった。

＃１　ポリプロピレンディスク、細胞を表面に　逆流コロニー形成させる（天然 バイオフィルム生成） ＃２　ポリウレタンフォームに捕獲されたＰ−１逆流細胞°（５ｇのハイボール ３０００および１００ｍＬのＰ−１培養物） ＃３　活性炭を含むフオーム中のＰ−１逆流（５ｇのハイボール３０００．２５ ｇのアトケム８３０　ＤＣ’および１００ｍＬのＰ−１培養物） ＃４　活性炭を含むフオーム中のＰ−１順流＃３と同じ ａ、実施例１の記載に従って増菌された、イリノイ州デスブレインズからの炭化 水素汚染土壌試料由来の酵母細胞 す、アトケム社からの粉末活性炭 それぞれの場合、供給液は０．１ｇ／Ｌの第ニリン酸カリウム、０．５ｇ／Ｌの 硫酸アンモニウム、０．　１’ｇ／Ｌの硫酸マグネシウム、０．０５ｇ／Ｌの塩 化カルシウム、Ｏ，Ｏ１ｇ／Ｌの酵母エキス、および５００ｍｇ／Ｌのフェノー ルを含有する水溶液からなっていた。カラムからの流出液中に存在するフェノー ルを、アナリティケム社により提供されるシクロへキシルカラムを用いて面相抽 出し、４−アミノアンチピリンアッセイにより分析した［ヤングおよびハンフェ リー（Ｒ。

Ｄ、Ｙａｎｇ、Ａ、Ｅ、Ｈｕｍｐｈｒｅｙ）、Ｂｉｏｔｅｃｈ、ａｎｄ　Ｂｉ。

ｅｎｇ、、１７．１２１１−３５　（１９７５））。反応器流出液中に懸濁した 固体を６００ｎｍにおける光学濃度により測定した。カラムは液体毎時空間速度 ０゜０３−０．１２ｈｒ”、全期間１１６日で、通気量（空気を反応器の底にお いて導入）１２Ｌ／時、および平均温度２５℃において操作された。結果を次表 にまとめる。

第２−４表の結果は、反応器中に存在する個々の微生物種およびそれらの集団は 共に実験経路毎に異なるという点を理解すれば、より分かりやすいであろう。

微生物は経時的に自然選択により廃液に適応し、その適応自体が殊に流量（ＬＨ ＳＶ）に依存する可能性がある。集団の混合および数は、実験期間中にすべての 流量で定常状態に達しないであろうということを意味する。事実、低い流量は時 期的には最も早い実験であったので、ＬＨＳＶ　０．０３ｈｒ”ではサンプリン グ期間中に定常状態に達しなかったと思われる。生な結果は、いずれか１つのＬ ＨＳ　Ｖにおける反応器間の比較は有意であるが、異なるＬＨＳＶにおける結果 の比較はたとえ同一反応器内であっても不確かであるということである。

第２表 固定化全細胞反応器における流出液フェノール濃度ＬＨ８Ｖ” ０．０３　７３±３１７２±４０３１±２１３１±１１０．０６　４４±　９　 ４５±　８　２４±１２２９±１３０．０９　４０±１６３３±　４　１８±　 ６ｂ０．１２　２３±　８　２４±　３　１２±　５ｂａ、ＬＨＳＶ＝液体毎時 空間速度。流体力学的滞留時間（ＨＲＴ）およびＩ、Ｈ８Ｖｌｔ逆ｆｉ”ｃ’ア ル、すなわちＨＲＴ＝　（１／ＬＨ８Ｖ）。

ｂ１反応器＃４は閉塞した。

第３表 固定化全細胞反応器における流出液懸濁固体ｌｌ５Ｖ− ０，０３０，１９０±０．０６０　０．０３０±０．０１５　０．０４６土０． ０２０　０．０２１±０．０１００．０６　０．１０２±０．０６４　０．０６ ２±０．０１２　０．０２９±０．０２０　０．０２２±０．０２００．０９　 ０．０６４±０．０４１　０．０５２±０．０４１　０．０４２±０．０１２　 ｂＯ，１２０，１０６±０．０９１　０．０４ｇ±０．０１８　０．０７３±０ ．０３４　ｂａ、ＬＨ９Ｖ＝液体毎時空間速度。流体力学的滞留時間（）ＩＲＴ ）およびＬＨＳＶは逆数テアル。すなｈちＨＲＴ＝　（１／ＬＨ８Ｖ）。

ｂ１反応器＃４は閉塞した。

第２表は、すべてのＨＲＴにおいて捕獲されたカーボンおよび微生物を含むフオ −ムの組み合わせが、固定床反応器（＃１および＃２）より有意に低いフェノー ル流出水準をもたらし、特に２０ｐｐｂ以下のフェノール流出水準を達成するこ とを示す。第３表のデータは、懸濁固体により測定して本発明者らのＰＢＳＳ充 填反応器からのスラッジ生成が先行技術反応器＃１からの場合より実質的に少な いことを示し、低下は３２−７６％でありな。反応器＃３は反応器＃１の場合よ り低いスラッジ生成およびより低いフェノール流出水準を同時に与えることを認 識すると、この比較はよりいうそう好ましいものになる。

第４表 固定化Ｗ＠反応器からの流出液フェノール水準’Ｌ１１Ｓ％””　流出液Ｖｚノ ール撮度（ｇｇ／Ｌ）、旦！　］１ヱ　反応器Ｎｏ、　１　反応１！’Ｎｏ、２ 　反応器Ｎ０１３　反応器Ｎｏ、　４６０．０３　１０１　１１０　＠２　−７ ’　１３７　１７１　４４　４５ １１１？７　７３　３０　２７ １２＝７０　５８　２２　２４ １３＃４７　４７　２５　２９ １４Ｉ５９　６８　２５　３２ ２２’３２　４１　１５　１６ ２９０．０６　４３　３６　１３　１９３３＃４７　４７　２４　２２ ５０＃５８　５８　２６　２３ ５５−　４８　５０　２２　．２２ ５８＃４０　４６　２１　２３ ６２’３０　３８　１５　１８ ６５　Ｉ　４フ　４９　２９　２８ ６８＃３２　３６　１２　★★ ７５０．０９　３５　３０　１３　★★７９’２１　２ｇ　・　１２＊＊ ８３’６４　３４　１７　★★ ８５＃３３　３８　２４　★☆ 〜８ｇ＃４５　３４　２３　蝕 ９９Ｇ、１２　２７　２６　１６　軸 ’１０３　’　２７　２４　１７　★★１０６　＃　２７　２５　５　會☆ １１６’１２　１９　１１　Ｈ ★★−反応器＃４は閉塞した。

上記のデータは、自然に固定化された細胞反応器（すなわち細胞がポリウレタン の表面に付着している）とポリウレタンフォームに固定化された細胞の性能間に 流出液フェノール水準に関して有意差がないにもかかわらず、流出液中の懸濁固 体がより少ないことにより測定して、フオーム固定化反応器からの方がバイオフ ィルム反応器と比較してスラッジ生成が少ないことを示す。ただし活性炭の存在 は反応器流出液中に存在するフェノールの水準に対して有意の劇的効果をもっと 思われ、フェノール水準を２０ｐｐｂ以下に低下させることができた。

実施例３ 以上の実施例の反応器３および４をスケールアップしたものを用いて、コールタ ール加ニブラントにおける工業廃水のスリップ液流を処理した。反応器は高さ約 ４．３ｍ（１４フイート）、内在的３１．５ｃｍ（１２，４インチ）であつた。

前記と同様にして調製され、ただし粉末状活性炭約３３重量％を含有するフオー ムを１辺約２．５４ｃｍ（約１インチ）の立方体に切断し、これを反応器にフオ ーム高さ約３．４ｍ（１１フイート）に充填するのに用い、フオーム容積６５ガ ロンおよび空隙率２２ガロンを得た。廃水は反応器の底において、スバージング チューブを貫流する空気と共に進入した。長期のならし期間ののち−−この期間 にシステム操作性能に対する各種独立変数の作用を評価するｍ−供給材料からの フェノール除去に関する最適点と判定されたものでこのユニットを操作した。こ れは供給液流量０．１ガロン／分、またはＨＲＴ　１５時間、および空気流量１ ゜１５ＳＦＣＭに相当していた。

パイロットプラントをシブロン社からのレオボルド・アップフロー・バイオタワ ーと同時に操作し、これはパイロットプラントのスリップ液流が取り出された工 業廃水を処理した。バイオタワーはフェノール除去に関する最適点と判定された 条件下で操作され、これはＨＲＴ約１５時間を含むものであった。この同時操作 によりこれら２ユニット間の操作特性比較が可能となった。それらの若干を次表 に示す。

４−アミノアンチピリン（４−ＡＡＰ）を用いるフェノールの標準分析試験は個 々のフェノール系成分間の識別を行わず、また多くの非フエノール系物質、たと えば芳香族炭化水素により妨害されることが分かった。これに対し、質量選択型 検出器（ｍａｓｓ　５ｅｌｅｃｔｆｖｅ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いるガスクロ マトグラフィー分析は４−ＡＡＰ法よりより感度が高く、かつ識別性が高く、よ り信頼性のあるデータを提供する。

第５表 廃水供給材料ならびにバイオタワーおよびパイロットプラント流出液におけるフ ェノールのＧＣ／ＭＳＤ分析１試料 Ｎｏ、成　濃度（ル） ＩＣＢパイロ　サイブロン ！−ットプラント　バイオ塔 １　フェノール　３９３．０００　１４　１１０−クレゾール　４０．０００　 ３１　８ｍ、ｐ−クレゾール　６２．０００　７　２ｇ２．４−ジメチル　６． ０００　９　３６フエノール ４−ＡＡＰ”による　８００，０００　１．１００　１．５００フ工ノール化合 物 ２　フェノール　５４１．０００　２８　２５０−クレゾール　４２．０００　 ３１　２０１閣、ｐ−クレゾール　？０．０００　１０　９９６２．４−ジメチ ル　５．８００　１１　２４１フエノール ４−ＡＡＰ’による　９５０．０００　９０Ｇ　４，４００フ工ノール化合物 ３　フェノール　１．４０８．３３３　１２　３．９０７２．４−ジメチル　１ ７．５４５　９６　３７フエノール ＴＳＳ（ｍｇ／Ｌ）　５９　２０８　１．１１３４　フェノール　３３９．０２ ４　６　８０１２．４−ジメチル　２．６６５　９　２０８ＴＳＳ（ｅｇ／Ｌ） 　５５　１８９　７６０ａ、ＧＣ／ＭＳＤは質量選択型検圧器を用いるガスクロ マトグラフィー分析を表す。

ｂ、４−アミノアンチピリン分析。

第６表には、商業的な環境関係研究所から得た分析結果をまとめる。

第６表 他の研究所１から得た分析結果 パイロット プラント１　バイオ塔ゝ 汚染物質　供給原料１　流出液　流出液２．４−ジメチルフェノール　８８０　 ＜１００　１３０フ＝ノール　２４００００　＜１００　〈１００アセナフテン 　６２０　＜１００　３４０アセナフトレン　１２２　４２０　＜１００フルオ ランテン　１３０　＜１０（１＜１００ナフタレン　５０００　＜１００　２６ ０フエナントレン　３５０　＜１００　＜１００＜４００　＜１００　＜１００ ａ、ケムロン・エンバイロンメンタル・サービシーズ（４５７１５オハイオ州マ リエツタ、スターライトバーク１０９）ｂ、単位はすべてμｇ／Ｌである。検出 限界コ供給材料＝４００；流出液＝１００゜ 以上のデータは、本発明方法が攻在の商業的方法と少なくとも同程度に有効であ り、事実若干の規制されていないフェノール系物質、たとえばクレゾール、特１ ：２，４−ジメチルフェノールの除去においてはより有効であることを示す。特 に比較用の商業的方法より堅実に全フェノール系物質含量を低下させ、それらを 比較方法によって達成される水準より低い水準に低下させることが分かる。さら にＪＣＢは比較方法によって生じるスラッジの２５％以下を生じた。

上記廃水は汚染物質として芳香族炭化水素をも含有し、第７表は本発明方法がこ れらの物質の除去においても比較用の商業的方法と同程度に有効であることを示 す。

第７表 ベンゼンおよびトルエンのパージおよびトラップＧＣ／ＦＩＤ分析。

１　３．８００　２．４００　２５　１０　３５　１０２　６．２００　４．１ ００　３５　１４　２６　８３　４．８００　１．６００　１２　６ａ、ＧＣ／ ＦＩＤは水素炎イオン化検出器を用いるガスクロマトグラフを表す。

実施例４ 実施例２に記載のガラス製反応器に、固定床として３３重量％の粉末状活性炭を 含有する実施例１の多孔質バイオマスシステムを用いた。バイオフオームに捕獲 された微生物は、実施例１の記載に従って調製された、廃水およびその場所の土 壌に古来する増菌培養物である。反応器（ｒｃＢ）はフェノール製造プラントか らの廃水の試料を用いて流体力学的滞留時間２４時間で操作された。比較のため 、活性スラッジにより１２０時間処理された同一廃水の流出液も示す。第８表は ベンゼンおよびフェノールの両方がユニットの作動に際して直ちにほぼ完全に分 解することを示す。第２の実験も同様な結果を与えた。第９表は流体力学的滞留 時間がフェノールの漏出に及ぼす影響を示し、８時間という短い流体、力学的滞 留時間で同様なフェノール分解を示す。前記のように、フェノールアッセイ用ｂ ４−アミノピリジンは廃水中に見出されやすい芳香族炭化水素を含む無数の物質 によって妨害される。従ってこの表の分析結果は絶対的な目的のためのものより むしろ傾向を示すためだけに採用すべきである。これに対し第１０表は、妨害物 質の影響が除かれ、４−ＡＡＰ法よりはるかに信頼性の高いＧＣ／ＭＳＤ分析に より得た分析結果を示す。特に第１０表は、一般的な滞留槽の場合と比較して本 発明方法によるスラッジ生成が著しく減少したことを示す。最後に第１１表は流 出液に関するより完全な分析データを示し、これから本発明の反応器は大部分の 有機汚染物質を滞留槽中の活性スラッジが１２０時間で行うより完全に２４時間 で分解すると結論しつる。

第８表 工業廃水Ｂｔ−６３３の固定化全細胞反応器処理、フェノールおよびベンゼンを 追加 時間（時）＠２３ｙ８　３０．３　４７．３流入液ベンゼン濃度（ｐｐｂ）　２ ６４４．０　３２００．０　９２０．０負荷ベンゼン増分（ｐｉ）　６２１．３ 　２９４．４　２２０．８流出液ベンゼン増分（＋＋ｇ）ｂ＜０．５　＜０．２ 　＜０．５空気中捕獲ベンゼン全量（９ｇ）　３．０　０．８　１．７分解ベン ゼン％　＞９９．４　＞９９．７　＞９９．０流入液フ工ノール類濃度（ｐｐｍ ）”　１４１．６　１４４．８　１．３５．３流出液フ工ノール濃度（ｐｐ＋ｍ ）”　ｂｍｄｌ’　ｂｍｄｌ’　ｋｎｄｌ’分解フェノール％　＞９９．５　＞ ９９．５　＞９９．５８．４−ＡＡＰアッセイによる全フェノール系物質。

ｂ、最小検圧限界：フェノール０．２ｐｐｍ、４−ＡＡＰアッセイによる；ベン ゼン２ｐｐｂ、水素炎イオン化検出器を用いるパージおよびトラップ式ガスクロ マトグラフィーによる。

ｃ、ｂｍｄｌ電最小電比小検出限 界未満始からの時間 第９表 工業廃水Ｖｔ−６３３の固定化全細胞反応器処理累積時間（時）　２６．２５　 ５２．２５　７７．２５　１０５．２５　１２３．７５経過時間（時）　２６． ２５　２６．００　２５．００　２ｇ、００　１８．５ＯＮＲＴ　（時／ｃｏｔ ）　２３．３　２５．４　２３．３　１Ｌ、０　１１．０流入液全フエノール 濃度（ｐｐ＋ｍ）　６６．７　４３．０　４５．９　４５．７　４５．２流出液 フエノール 濃度（ｐｐｍ）　２．０　３．５　３．７　３．６　４、Ｏ分解フェノール％　 ′９７．０　９１．９　９１．９　９２．１　９１．２第９表（続き） 工業廃水Ｖｔ−６３３の固定化全細胞反応器処理累積時間（時）１５０、Ｏ８１ ７３，０８１９８，０８２２４，０８経過時間（時）　２６．３３２３．００　 ２５．００　２６．０ＯＮＲＴＣ時／ｃｏｌ）　１０．６　８．７　８．６　７ ．２流入液全フエノール 濃度（ｐｐ＋１）　４５．５　４５．７　５０．６　５４．７流出液フエノール 濃度（ｐｐ冨）　ｉ３　３．６　３．’ｌ　６．３分解フニノール％　９１．６ 　９２．１　９２．７　８８．５第１０表 未処理、ＩＣＢ処理および活性スラッジ処理された廃水の分析アセトン　１，３ ５０，０００　１，０００，０００　８５０．０００フエノール　３５．０００ 　１０　１０ベンゼン　３５０２０２０ １ｃＢ−滞留時間２４時間 一スラッジ０．５８ｍｇ／流出液り 活性スラッジ−滞留時間１２０時間 −スラッジ１．７５ｍｇ／流出液り 第１１表 水の分析結果、１）ｌ）ｂ 化合物　ＩＣＥ反応器　活性スラッジ アセトン　１００，０００　８５０．０００ペンタノン　＜１０　３００ クロロホルム　３００　２００ エポキシケトン　６００　３．０００ ジアセトアルコール　３５０　１．７００Ｃｇ　’ｙ　ト＞　２．０００　４， ０００メチルシクロへキサノン　７００　３．５００ジメチルフエニルカルビノ ール　６０．０００　２００．０００アセトフエノン　＜１０　１０．０００ア セチルシクロへキサノン　３００　３．５００Ｍ、　Ｗ、　１２６ノ未知化合物 　１００　７５フエノール　ｌｏｌ。

比較例１ 各種の完全混合型、および流動床型の反応器、ならびに本発明の固定床反応器の 有効性を比較するために、一連の比較試験を行った。比較のために選ばれた特性 は、流体力学的滞留時間、流出液流中の汚染物質の濃度、およびスラッジ生成量 であった。水性液流からの有機汚染物質を除去するためのバイオリメディエイシ タン法の有用性を最終的に判定する特性がある。これらの実験においては、モデ ルとなるフェノール廃水供給材料（実施例２に記載）を３個のベンチスケール反 応器で処理した６２！Ｉは機械的撹拌機により連Ｉ！混合される５００ｍ１の二 ニー・ブルンスビック製ガラス発゛醇槽であった。これらの発酵槽のうち一方は 、廃水を流体力学的滞留時間３３時間でポンプ循環するケモスタットとして操作 される完全混合型反応ＩＩ　（”　Ｃ５ＴＲ’　）であった。この反応器におい ては、流出液中において反応器から洗い出される細菌を代替するために、細菌が 増殖することが必要である。第２の混合型反応器は、約２００ｍ１のバイオフオ ームを充填され、同様に操作される流動床反応器であつた。第３の反応器は、本 発明に従って操作される実施例２に記載の５００ｍ１のＩＣＢベンチスケール反 応器からなる固定床反応器であり、固定床として第２の混合型反応器に用いたも のと同一のバイオフオームを使用した。この反応器は流体力学的滞留時間１２． ５時間で操作された。これらの実験の結果を下記の第１２表に示す。

第１２表 各種反応器におけるスラッジ生成 流出 フェノール１ 反応器　ＨＲＴ（時）　（パル）　スラッジ１０Ｄ６００　ｒｕｓ″　ＴＳＳ　 （ｍｇ／Ｌ）連続撹拌タンク 反応器（ＣＳＴＲ）　３３　８２０　０．４５　６８０ＣＳＴＲ＋ バイオフオーム　３３　６２　０．３６　６０６ＩＣＢ　１３　１９　０．０７ 　９６ ａ、濁度により測定したスラッジ；６００ｎｍにおける光学濃度す、懸濁固体全 量 Ｃ１各Ｃ５ＴＲ反応器については１空隙率、ＩＣＨについては３３時間後に測定 を行った。いずれも定常状態を示さない。

固定床反応器を用いた本発明方法は、完全混合型反応器および流動床反応器より 著しく短い流体力学的滞留時間において、著しく少ない量のスラッジ、著しく高 いフェノール除去効率を与えた。

比較例２ 反応器の長さく１）一対一反応器の高さくｈ）の比が水性廃液流がらの有機汚染 物質除去に関して反応器に及ぼす影響を評価するために、一連の実験を行った。

これらの実験には３個の反応器を用いた。２個の反応器はｔ、ＩＢＴおよびＶ− ＩＣＢと表示される比較的低い１／ｈ比の縦型設計のものであり、１個の反応器 は１０：１の比較的高い１／ｈ比の横型設計のものである。

横型ＩＣＢは長さ１０；幅４：深さ３の相対寸法を有する解放式水平槽からなる 。この檜は、反応器の長さに沿つて均一に間隔を置き、幅の７５％を横切る４枚 のバフルを備えている。これらの寸法は檜の深さが約２．４ｍ　（８ｆ　ｔ）で ある場合、いずれの反応器サイズについても最高約６７．３ｍ”　（２３７６ｆ 　ｔ”）に維持される。フオーム床全体に良好に空気分布させるために、深さは 約２．４ｍ　（８ｆ　ｔ）を踵えるべきでなく、理想的には深さ約１．　８ｍ　 （６ｆ　ｔ）以下とすべきである。容量的６７．３ｍ”　（２３７６ｆ　ｔ”） より大きい反応器については、長さ一対一幅の比はなおｌＯ：４であるが、深さ が最高約２．　４ｍ　（８ｆ　ｔ）に固定される。たとえば容量的１１３．３ｍ ’　（４０００ｆ　ｔ”）の反応器は寸法約１１．０ｍｘ４．３ｍｘ２．４ｍ　 （３６ｆ　ｔｘ１４ｆｔｘ８ｆｔ）を有し、これに対し容量的２８３．２ｍ’　 （１０，０ＯＯｆ　ｔｓ）の反応器は寸法約１７，４ｍｘ６．７ｍｘ２゜４ｍ　 （５７ｆ　ｔＸ２２ｆ　ｔｘ８ｆｔ）を有する。フオーム床は１２．７ｍｍ　（ １／２インチ）のワイヤスクリーンにより適所に保持される。

フオーム床は通気システムの上方にある同様なワイヤスクリーン上にも配置され る。通気システムは別個のコンパートメント内の１０枚のスパージャ−プレート からなる（第１図）。スパージャ−プレートは約３８．１ｍｍ　（１，５’　） 間隔で配置された約０．４ｍｍ　（１／６４’　）の孔を含む。スパージャ−プ レートへの空気圧は番孔を通るガス速度が４Ｏ−１２０ｆｔ／秒となるようにす べきであり、最適なものは８０ｆｔ／秒である。

ンブロン・アップフロー・バイオタワー（１，’ＢＴ）は寸法約３．７ｍｘ３． ０ｒｌｘ３゜Ｏｍ（１２ｆｔｘｌＯｆｔｘｌＯｆｔ）（容量８．９７５ガロン） の容器からなる固定床反応器システムであり、バイオマス支持媒体として作用す るプラスチックパル（ｐａｉｌ）リングが充填されている。縦型ＪＣＢ　（Ｖ− ＩＣＢ）は寸法１４ｆｅｘｌＯｆｔ直径（容量８２ガロン）の垂直カラムからな り、これに対し横型ＩＣＥ　（Ｈ−ＩＣＥ）は寸法約１．５ｍＸ０．６ｍＸ０． ４ｍ　（５ｆｔｘ２ｆｔｘ１．４ｆｔ）（容量１００ガロン）の、均一に間隔を 置いた４枚のバフルを備えた長方形の槽からなる。両方のＩＣＥ構造とも細菌お よびカーボンを含浸したポリウレタンフォームをバイオマス支持媒体として用い た。各反応器における空気スバージングシステムは約０．０１ｆｔ／秒のガス線 速度を維持するものである。ＵＢＴシステムの液体毎時滞留時間（ＬＨＲＴ）は 約１９時間であり、一方Ｖ−ＩＣＢおよびＨ−ｒｃＢ両方のＬＨＲＴは１６時間 であった。

３実験の結果を下記の第１３表に示す。

第１３表 市販の固定化細胞型生物処理システムと縦型および横型ＩＣＢ構造の比較 汚染物質　濃度（μｇ／Ｌ） ＤＢＴ　Ｖ−ＩＣＢ　Ｂ−ＩＣＢ フェノール　１，１００，０００　２，０００　２０　１６２．４−ジメチル フェニル　６７．０００　１５０　２４　１９ナフタレン　１７．０００　１５ ９　２７０　１４０アセナフテン　１．９００　２８１　４３０　５６フルオレ ン　９５０　７３　１６６　１５アセナフチレン　３７０　１５　６２　１０フ エナントレン　１，４００　９７　１０９　１６アントラセン　２７０　４５　 ２７　ＢＤＬフルオランテン　６９０　１６９　４１　ＢＤＬピレン　３１０　 ９０　２７　ＢＤＬ ＢＤＬ−１０ａｇ／Ｌの検出限界未満 第１３表（続き） 汚染物賃　濃度（μｇ／Ｌ） ［！ＢＴ　Ｖ−ＩＣＢ　Ｈ−ＩＣＢ ２．４−ジメチル フェニル　］．．５４４　４５　１　１ナフタレン　９．　７５０　２５３　５ 　６アセナフテン　３０２　８８　ＢＤＬ　２６フルオレン　８１　３８　ＢＤ Ｌ　４ アセナフチレン　１８３　２５　２　８フエナントレン　１０９　２６　ＢＤＬ 　２アントラセン　４６　１５　ＢＤＬ　３フルオランテン　２９　２３　ＢＤ Ｌ　ＢＤＬピレン　３１　１２　ＢＤＬ　ＢＤＬ ＢＤＬ−１μｇ／Ｌの検出限界未満 比較例３ コールタール加工プラントからの廃水を処理するために用いられる３種の固定末 型生物処理プロセスの比較を第１４表に示す。アップフロー・バイオタワーはシ ブロン社から工業廃水処理用に市販される商業用の固定床型生物反応器システム である。アップフロー・バイオタワーは寸法約３．７ｍｘ３．０ｍｘ３．０ｍ（ １２’　ＸＩＯ’　ＸＩＯ”）（容量８．９７５ガロン）の反応容器からなり、 バイオマス支持媒体としてプラスチックバルリングが充填されている。フォーム 反応器は寸法約０．６ｍｘ０．５ｍｘ０．３ｍ　（２’　Ｘｉ．５’　ｘｉ’　 ）（容量２２ガロン）の容器からなる。フォーム反応器には下記により製造され た多孔質ポリウレタンフォームバイオマス支持媒体が充填された：炭酸水素ナト リウム（１９０ｇ）およびｌｍｌの界面活性剤ツイーン８０を９，５Ｌのハイボ ール２０００、Ｗ．　Ｒ．　グレース社製ポリウレタンブレポリマー、に添加し 、十分に混合した。次いでこの混合物を、１３０ｍｌの氷酢酸を含有する９．５ Ｌの水と混合して重合および発泡を開始した。得られたフォームを２０分間硬化 させ、次いで機械的に１２．７ｍｍ　（１／２’　）のブロックに切断した。他 方のフォーム反応器には、箪１反応器と同じてあるが、ただし水の添加前にハイ ポール２００００プレポリマーミックスに２．５Ｋｇの粉末状活性炭（カルゴン 、タイブｗｐｘ＞が添加されたフォームを充填した。３個の反応器すべてに、コ ールタール加工廃水中に存在するフェノール系および多核芳香族系汚染物質を分 解しつるため選ばれた生物分解用微生物の混合物が接種された。微生物はコロニ ー形成し、自然のプロセスでバイオマス支持体に付看した。３個の反応器はすべ てバイオマス支持体を固定床として含む、液体およびガスの逆流構造で操作され た。各反応器の空気スバージングシステムは少なくとも０．０１ｆｔ／秒のガス 線速度を維持するものであった。各反応器の液体毎時滞留時間は約２０時間に維 持された。結果を下記の第１４表に示す。

第１４表 固定床反応器に用いるバイオマス支持体の比較成分　濃度（ｌＩ／Ｌ） 逆流　炭素含浸 流入廃水　バイオ塔　フォームだけ　フォームフェノール　１７７４００　２４ 　１４　２０２，４−ジメチル　３４５９　５８　１７１　Ｉ８ナフタレン　１ ８４３４　２０３　５９　１３アセナフテン　４８６　８６　７５　３２フルオ レン　３１５　３５　３４　１３アセナフチレン　１８３　２０　１０　５フエ ナントレン　１６５　２３　１１　４アントレセン　６６　１８　１１　４ フルオランテン　５９　３０　２１　５ビレン　４２　２１　１９　４ 第１４表のデータは、これらのフォーム反応器からの流出液中のフェノール系お よび多核芳香族系汚染物質の濃度が市販のアップフロー・バイオタワーからのも のより一般に低いことを示す。しかしカーボン含浸フォーム反応器からの流出液 中に存在する汚染物質の水準は、カーボンを含浸しないフォームを含む反応器か らの流出液中のものよりかなり低かクた。これは、フォームに粒状吸収剤、たと えば活性炭を含浸させることの有益な効果を示す。

比較例４ 撹拌式および各種の固定床反応器の性能を比較したものを第１５表に示す。連続 撹拌檀反応器は、容積４００ｍｌの容器からなっていた。撹拌は撹拌バーおよび マグネチックスターラーによりなされた。反応器は焼結ガラス製スバージャーを 通した２００ｍｌ／分の速度の空気によりパージされた。フェノール含有媒質を 嬬動ボンプにより反応器に送入した。反応器に４００ｍｌのフェノール分解性微 生物を接種した。固定床反応器は、高さ１２ｃｍｘ直径２．５ｃｍの寸法のガラ スカラムに充填された、アルギナートに捕獲された細胞からなっていた。カラム の底に通気用のガラススバージャーが備えられていた。細胞は下記の方法により アルギナートに固定化された・４ｇのアルギン酸ナトリウムを１００ｍｌの蒸留 水に溶解することにより、４％（Ｗ／Ｖ）アルギン酸ナトリウム溶液を調製した 。この混合物を１２０℃で１０分間オートクレープ処理してアルギナートを完全 に溶解した。４００ｍｌのフェノール分解性微生物培養液を遠心分離し、ペレッ トを５Ｑｍｌの蒸留水に再懸濁した。等容量のアルギナートおよび微生物懸濁液 を緩和に混合した。この混合物を１Ｌの０．２Ｍ−ＣａＣ１ｚ溶液に滴状に押し 出した。このビーズを溶液中に１時間放置して硬化させた。フェノール含有媒質 を嬬動ポンブにより反応器に送入した。フォームＩＣＢは高さ６４ｃｍｘ直径３ ，４ｃｍの寸法のガラス力ラムからなっていた。カラムの底に通気用の焼結ガラ ス製空気スバージャーが備えられていた。一方のフォームＩＣＨには先の比較例 ３の記載に従って調製したポリウレタンフォーム製支持体を充填した。これらの 支持体はポリウレタンの内部に含浸された活性炭を含む。他方のフォームＩＣＨ には下記により調製したポリウレタンフォームを充填した二一般的なスポンジ構 造および密度約１９．２ｋｇ／ｍ”（１．２ｌｂ／ｆｔ３）をもつａｘの軟質ポ リエ一テル系ポリウレタンをゼネラル・フォーム・コーポレーション（ペンシル ベニア州ウエストベーゼルトン）から得た。このフォームを１２．７ｍｍ　（１ ／２”　）のブロックに切断し、１００ｇの粉末状活性炭（カルゴン、タイプＷ ＰＸ）を含有する、酢酸中の１κポリスチレン溶液５００ｍｌにこのブロックを 浸漬することにより活性炭で被覆した。ブロックを含浸ブロックから取り出し、 真空フード内で１２時間乾燥させた。次いでブロックをドラム内でタンブルし、 フォームブロックの表面に吸収されなかウた活性炭を除去した。フェノール含有 媒質を嬬動ポンブによりＩＣＥ反応器に送入した。結果を第１５表に示す。

第１５表 反応器の型およびバイオマス支持体の比較流入　流出　流出液 フェノール　油圧率　フェノール　懸濁固体タイプ反応器　濃度（ｍｇ／Ｌ）　 （ＩＮ！−’）　星！鎗紅イ（ＯＤ　６６０　ｎｍ）連続撹拌 タンク反応器　１０００　０．０５　３５０　．　０．２８固定床アルギ ネートビーズ　１０００　０．１０　０．１０　０．２１固定床フォーム 及び内部炭素　１５００　０．　１０　０．　００５　０．　１１固定床フォー ム 及び表面炭素　１５００　０．　１０　０、００２　０．０７第１５表に示すデ ータは、固定床反応器が撹拌槽反応器より流出液フェノール水準に関してかなり 優れていること、さらにカーボン含浸フォーム固定床反応器がアルギナート固定 床より流出液フェノール濃度および懸濁固体の双方に関して著しく優れているこ とを証明する。

多数の異なる方法により活性炭を含浸したフオームの比較を第１６表に示す。

支持体を高さ６４ｃｍｘ直径３．４ｃｍの寸法のガラスカラムに充填することに より評価した。カラムＩの固定床は、一般的なスポンジ構造、および密度約１９ ゜２ｋｇ／ｍ”　（１，２ｌ　ｂ／ｆ　ｔ”）をもつ、ゼネラル・フオーム・コ ーポレーシヨン（ペンシルベニア州つエストベーゼルトン）から得た軟質ポリエ ーテル系ポリウレタンからなっていた。フオームブロックの大きさは約１２．７ ｍｍ（約１／２＃）であった。カラムにフェノール分解性細菌培養物を接種した 。カラムＩＩの固定床は、実施例１の記載に従って調製したポリウレタンフォー ムからなっていた。カラムＩＩＩの固定床は、カラムＩの場合と同様であるが、 ただし下記により活性炭を含浸したポリウレタンフォームからなっていた：１０ ０ｇの粉末状活性炭カルボン、タイプＷＰＸを含有する、エチルアルコール中の １％ベンジル−ポリエチレンアミン（１３−ＰＥＩ）溶液５００ｍ１にフオーム ブロックを浸漬した。フオームブロックを含浸浴から取り出し、過剰の液体を絞 り取った。次いでブロックを真空フード内で１２時間乾燥させた。次いでブロッ クをドラム内でタンブルし、付着していない活性炭を除去した。カラムＩＶの固 定床は、カラム１の場合と同様であるが、ただし下記により活性炭を含浸したポ リウレタンフォームからなっていた＋　１００ｇの粉末状活性炭カルボン、タイ プＷＰＸを含有する、酢酸中の１％ポリスチレン溶液５００ｍ１にフオームブロ ックを浸漬した。

次いでフオームブロックを上記に従って乾燥および調製した。カラムＶの固定床 は、カラムＩの場合と同様であるが、ただし下記により活性炭を含浸したポリウ レタンフォームからなっていた：１００ｇの粉末状活性炭カルボンを含有する酢 酸５００ｍ１にフオームブロックを浸漬した。次いでブロックを上記に従って乾 燥および調製した。結果を下記の第１６表に示す。

第１６表 フェノール（μｇ／Ｌ）　３４１０　．２　６　９　４２．４−ジメチルフェ ノール（ｇｇ／Ｌ）　２４７　４　ＩＩ　３　２懸濁面体、 ００６００　ｎｍとしＴ　Ｏ，１７００，１１３”　０．１５３　０．０６７　 ０．０６５全１１固体（＋ａｇ／Ｌ）　’７６　３９　１９　８　１０第１６表 は、活性炭によるポリウレタンの含浸はフオームのみを収容した反応器と比較し てフェノール系汚染物質の除去を高めたことを明瞭に示す。ポリウレタンの内部 および外部含浸双方とも、流出液の汚染物質水準および懸濁固体に関するこの向 上した性能をもたらす。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ 補正書の翻訳文提出書 平成　３年１０月　ケ日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．水性液流中のフェノール系物質を約３０時間を越えない期間で約０．１ｐｐ ｍ以下の水準に好気的生物分解する方法において、約３０時間を越えない流体力 学的滞留時間に相当する速度で、フェノール系物質を含有する水性液流を酸素の 存在下に、細孔内に粉末状活性炭および好気性のフェノール系物質分解性徴生物 を捕獲した粒状連続気泡ポリウレタンフォームの多孔質バイオマス支持体系の固 定された素材を通して流動させることよりなる方法。
2. ２．多孔質バイオマス支持体系が調製時に乾燥基準で少なくとも５、最高で約８ ５重量％の粉来状活性炭を含有する、請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．フェノールが約２４時間以下の流体力学的滞留時間で約０．１ｐｐｍ以下に 減少する、請求の範囲第１項に記載の方法。
4. ４．水性液流中の有機汚染物質を好気的生物分解する方法において、約３０時間 を越えない流体力学的滞留時間に相当する速度で、汚染物質を含有する水性液流 を酸素の存在下に、細孔内に粉末状活性炭および該有機汚染初質を分解しうる好 気性微生物を捕獲した粒状連続気泡ポリウレタンの多孔質バイオマス支持体系の 固定された素材を通して、消費された化学的酸素要求量のメートルトン当たり乾 燥重量約１００ｋｇを越えない全スラッジ生成において流動させることよりなる 方法。
5. ５．汚染物質がフェノール系物質、芳香族炭化水素、および多核芳香族炭化水素 よりなる群から選はれる、請求の範囲第１項に記載の方法。
6. ６．少なくとも２ｍｍの大きさのボイドを有し、そのボイド内に１）調製時の乾 燥支持体に対し約５−約８５重量％の、表面積少なくとも５００ｍ２／ｇおよび 多孔率少なくとも０．５ｃｃ／ｇの粉末状活性炭、ならびに２）有機汚染物質を 分解しうる生存可能な好気性微生物を捕獲した連続気泡フォームからなる多孔質 バイオマス支持体系。
7. ７．有機汚染物質を含有する水性液流を浄化する方法において、１積類または２ 種類以上の有機汚染物質を含有する水性供給液流を、プラグ流れ特性または実質 的にプラグ流れ特性を有する固定床反応器に、有効量の酸素を含むガス組成物の 存在下に導通し、該反応器は下記よりなる複数の生物活性粒子を収容するもので ある方法：支持体であって、該汚染物質の少なくとも１種類に対する吸収剤１種 類または２種類以上を該支持体の中、または上および中に含むもの、ならびに支 持体の、吸収剤の、または支持体および吸収剤の上、中、または上もしくは中に おける、生物活性を有する有効量の好気性微生物１種類または２種類以上であっ て、該有機汚染物質のうち少なくとも１種類を代謝して該汚染物質のうち少なく とも１種類の濃度が供給液流中の該汚染物質の濃度より延い流出液流を生成しう るもの。
8. ８．ガス混合物が生物活性バイオマスの全体または一部に、均一に、または実質 的に均一に分布する、請求の範囲第１項に記載の方法。
9. ９．反応器が、供給液流が反応器を移動するのに伴って移動する通路の長さと供 給液流の幅の比が少なくとも約２：１である横型反応器である、請求の範囲第２ 項に記載の方法。
10. １０．反応器の高さが約０．５−８ｍであり、反応器の長さ−対−反応器の高さ の比が約７：１−２：１である、請求の範囲第５項に記載の方法。