JPH07265899A - 油性スラッジおよび有機廃棄物を処理する方法 - Google Patents
油性スラッジおよび有機廃棄物を処理する方法Info
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- JPH07265899A JPH07265899A JP10876593A JP10876593A JPH07265899A JP H07265899 A JPH07265899 A JP H07265899A JP 10876593 A JP10876593 A JP 10876593A JP 10876593 A JP10876593 A JP 10876593A JP H07265899 A JPH07265899 A JP H07265899A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 油性スラッジおよび他の有機廃棄物を改質す
る新規なプロセスを提供すること。 【構成】 生物学的に改質されやすい低固形分の含水油
性スラッジまたは他の有機廃棄物を処理する方法であっ
て、前記廃棄物を、水より低い密度を有する成分をかな
り含むことにより特徴付けられる生物学的に不活性で非
脆砕性の増量剤と混合して混合物を生成する段階と、酸
素含有気体を前記混合物に通過させて、過剰水を分離し
て高固形分の反応混合物を生成する段階と、有効な好気
性条件における好気性生物有機体の存在下で前記高固形
分の反応混合物を反応させて、処理スラッジと、前記高
固形分の反応混合物において水より低い密度を有する活
性生物有機体被覆の増量剤成分とを生成する段階と、前
記活性生物有機体被覆の増量剤成分を前記処理スラッジ
または廃棄物から分離する段階と、および前記処理スラ
ッジまたは廃棄物を前記反応混合物から回収する段階と
から成る方法が提供された。
る新規なプロセスを提供すること。 【構成】 生物学的に改質されやすい低固形分の含水油
性スラッジまたは他の有機廃棄物を処理する方法であっ
て、前記廃棄物を、水より低い密度を有する成分をかな
り含むことにより特徴付けられる生物学的に不活性で非
脆砕性の増量剤と混合して混合物を生成する段階と、酸
素含有気体を前記混合物に通過させて、過剰水を分離し
て高固形分の反応混合物を生成する段階と、有効な好気
性条件における好気性生物有機体の存在下で前記高固形
分の反応混合物を反応させて、処理スラッジと、前記高
固形分の反応混合物において水より低い密度を有する活
性生物有機体被覆の増量剤成分とを生成する段階と、前
記活性生物有機体被覆の増量剤成分を前記処理スラッジ
または廃棄物から分離する段階と、および前記処理スラ
ッジまたは廃棄物を前記反応混合物から回収する段階と
から成る方法が提供された。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、好気的生分解性の油性
スラッジまたは他の有機廃棄物のプロセスに関する。
スラッジまたは他の有機廃棄物のプロセスに関する。
【０００２】
【従来の技術】歴史的に、有機廃棄物および油性スラッ
ジの生分解と処分のために、土地農業が広く用いられて
きた。土地農業において、廃棄物は土壌へ添加され、耕
されて、好気性細菌により有機成分は二酸化炭素、水お
よびフミン物質へ転化される。廃棄物を均等に土壌に混
合し、かつ空気が細菌に供給されて反応が促進するよう
に、土壌を定期的に耕す必要がある。土地農業手法の利
用度は、有害な廃棄物に対する土地処分制約およびプロ
セスの環境影響に関する規制の結果、急激に減少してき
ている。特に臭気の発生、土壌への重金属の沈着、およ
び地下水供給源の潜在的汚染は、有機性および油性廃棄
物を処理する土地農業利用減少の主要な原因となってき
ている。
ジの生分解と処分のために、土地農業が広く用いられて
きた。土地農業において、廃棄物は土壌へ添加され、耕
されて、好気性細菌により有機成分は二酸化炭素、水お
よびフミン物質へ転化される。廃棄物を均等に土壌に混
合し、かつ空気が細菌に供給されて反応が促進するよう
に、土壌を定期的に耕す必要がある。土地農業手法の利
用度は、有害な廃棄物に対する土地処分制約およびプロ
セスの環境影響に関する規制の結果、急激に減少してき
ている。特に臭気の発生、土壌への重金属の沈着、およ
び地下水供給源の潜在的汚染は、有機性および油性廃棄
物を処理する土地農業利用減少の主要な原因となってき
ている。
【０００３】多くの場所で、堆肥化は土地農業の代わり
をしている。堆肥化は、都市スラッジおよび他の有機廃
棄物の処理に広く使用される好熱性細菌によるプロセス
である。堆肥化の重要な特徴は、そのプロセスは管理さ
れた条件下で実施されるので、開放された土地農業に固
有の問題を避けることができるという点である。堆肥化
の重要な用途は、都市スラッジの処理である。このプロ
セスは、都市スラッジを増量剤と混合し、過剰の自由水
を除去し、かつ堆肥化プロセスを加速するために、その
混合物を高温で強制曝気させて実施されることが多い。
一般的に都市スラッジおよび他の種類の有機廃棄物は、
共に活性微生物および栄養素を含有し、それにより適切
な条件下で生物学的転化プロセスを開始かつ維持でき
る。
をしている。堆肥化は、都市スラッジおよび他の有機廃
棄物の処理に広く使用される好熱性細菌によるプロセス
である。堆肥化の重要な特徴は、そのプロセスは管理さ
れた条件下で実施されるので、開放された土地農業に固
有の問題を避けることができるという点である。堆肥化
の重要な用途は、都市スラッジの処理である。このプロ
セスは、都市スラッジを増量剤と混合し、過剰の自由水
を除去し、かつ堆肥化プロセスを加速するために、その
混合物を高温で強制曝気させて実施されることが多い。
一般的に都市スラッジおよび他の種類の有機廃棄物は、
共に活性微生物および栄養素を含有し、それにより適切
な条件下で生物学的転化プロセスを開始かつ維持でき
る。
【０００４】油性スラッジは、製油所でかなり見出さ
れ、また製造工程中にも発生する。製油所における油性
スラッジは、各種のクラリファイヤープロセス、保留タ
ンク、および液体廃棄物の沈澱池において生じる。一般
的に油性スラッジは、比較的低い固形物成分と、極めて
少ない生物学的活性度とにより特徴付けされる。後者の
特性は、油性スラッジの栄養素および電子受容体の不足
に主としてよるものである。
れ、また製造工程中にも発生する。製油所における油性
スラッジは、各種のクラリファイヤープロセス、保留タ
ンク、および液体廃棄物の沈澱池において生じる。一般
的に油性スラッジは、比較的低い固形物成分と、極めて
少ない生物学的活性度とにより特徴付けされる。後者の
特性は、油性スラッジの栄養素および電子受容体の不足
に主としてよるものである。
【０００５】米国特許第4,292,328 号は、動物廃棄物質
の生分解による動物性栄養素を生成する好熱、好気性消
化プロセスを開示している。米国特許第4,668,388 号
は、生物スラッジを処理する高速反応装置が開示され、
そこにおいて反応は、環境上の悪影響を最小にするよう
にエンクロジャー内で実施される。スラッジと増量剤と
の混合、および空気圧とプロセス制御装置を使用した強
制曝気の利用が開示されている。この引例は、油性スラ
ッジを高速スラッジ反応装置で処理したときに、分解速
度上のの利点は見出されなかったと報告している。米国
特許第3,462,275 号は、セルロースを消化し、かつ気泡
蛋白物質を生成できる好熱、好気性微生物培養物を使用
して生分解性有機廃棄物を処理するプロセスを開示して
いる。
の生分解による動物性栄養素を生成する好熱、好気性消
化プロセスを開示している。米国特許第4,668,388 号
は、生物スラッジを処理する高速反応装置が開示され、
そこにおいて反応は、環境上の悪影響を最小にするよう
にエンクロジャー内で実施される。スラッジと増量剤と
の混合、および空気圧とプロセス制御装置を使用した強
制曝気の利用が開示されている。この引例は、油性スラ
ッジを高速スラッジ反応装置で処理したときに、分解速
度上のの利点は見出されなかったと報告している。米国
特許第3,462,275 号は、セルロースを消化し、かつ気泡
蛋白物質を生成できる好熱、好気性微生物培養物を使用
して生分解性有機廃棄物を処理するプロセスを開示して
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、油性
スラッジおよび他の有機廃棄物を改質する新規なプロセ
スを提供することにある。他の目的は、低固形分の油性
スラッジを処理する一層改良された方法を提供すること
にある。さらに他の目的は、長期間にわたり活性生物有
機基体を生成しかつ維持するプロセスを提供することに
ある。
スラッジおよび他の有機廃棄物を改質する新規なプロセ
スを提供することにある。他の目的は、低固形分の油性
スラッジを処理する一層改良された方法を提供すること
にある。さらに他の目的は、長期間にわたり活性生物有
機基体を生成しかつ維持するプロセスを提供することに
ある。
【０００７】他の目的は、高固形分反応において低固形
分の油性スラッジを生物学的に改質するプロセスを提供
することにある。他の目的は、混合エネルギーを削減し
て、反応混合物の深床において油性スラッジ固形物およ
び他の有機廃棄物を処理する方法を提供することにあ
る。他の目的は、同一の反応容器においてスラッジを脱
水しかつ処理する方法を提供することにある。
分の油性スラッジを生物学的に改質するプロセスを提供
することにある。他の目的は、混合エネルギーを削減し
て、反応混合物の深床において油性スラッジ固形物およ
び他の有機廃棄物を処理する方法を提供することにあ
る。他の目的は、同一の反応容器においてスラッジを脱
水しかつ処理する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、比較的低い固
形分を有する含水油性スラッジおよび他の有機廃棄物
を、高固形分反応において好気的に処理する新規な方法
である。本プロセスは、環境上の悪影響を防止するため
に、適切な制御装置を有する密閉反応器内で実施でき
る。本プロセスは、活性生物有機体と栄養素の存在下
で、油性スラッジまたは有機廃棄物を、水より低い密度
を有する成分をかなり含む不活性で非脆砕性の増量剤と
混合する段階を含む。酸素含有気体を反応混合物に通過
させて、スラッジまたは廃棄物から過剰( 自由) 水を分
離して、油性スラッジおよび油性スラッジの固形物また
は廃棄物の固形物を含有する湿潤した高固形分の反応混
合物を、増量剤の床中に生成する。有効な好気的条件を
採用して、油性スラッジを処理スラッジへ、または有機
廃棄物を処理廃棄物へ転化し、また水より低い密度を有
する増量剤成分を含む増量剤とスラッジ固形物とを活性
生物有機体で被覆する。この生物有機体被覆増量剤の低
密度成分は、ついで処理スラッジから分離される。処理
油性スラッジまたは処理廃棄物は回収され、また水より
低い密度を有する活性生物有機体被覆増量剤成分は、新
規の油性スラッジまたは他の新規の有機廃棄物の処理に
使用される。
形分を有する含水油性スラッジおよび他の有機廃棄物
を、高固形分反応において好気的に処理する新規な方法
である。本プロセスは、環境上の悪影響を防止するため
に、適切な制御装置を有する密閉反応器内で実施でき
る。本プロセスは、活性生物有機体と栄養素の存在下
で、油性スラッジまたは有機廃棄物を、水より低い密度
を有する成分をかなり含む不活性で非脆砕性の増量剤と
混合する段階を含む。酸素含有気体を反応混合物に通過
させて、スラッジまたは廃棄物から過剰( 自由) 水を分
離して、油性スラッジおよび油性スラッジの固形物また
は廃棄物の固形物を含有する湿潤した高固形分の反応混
合物を、増量剤の床中に生成する。有効な好気的条件を
採用して、油性スラッジを処理スラッジへ、または有機
廃棄物を処理廃棄物へ転化し、また水より低い密度を有
する増量剤成分を含む増量剤とスラッジ固形物とを活性
生物有機体で被覆する。この生物有機体被覆増量剤の低
密度成分は、ついで処理スラッジから分離される。処理
油性スラッジまたは処理廃棄物は回収され、また水より
低い密度を有する活性生物有機体被覆増量剤成分は、新
規の油性スラッジまたは他の新規の有機廃棄物の処理に
使用される。
【０００９】本発明は、各種の製造工程からではある
が、より詳細には製油工程から生じる低固形分の含水油
性スラッジの改質または処理に、もしくは都市廃棄物を
含む、各種の製造工程から生じる生物学的に改質されや
すい有機化合物を含有する有機廃棄物の改質または処理
に特に適応される。低固形分の油性スラッジは、スラッ
ジ中に1 〜30重量パーセントの固形物を含有することが
ある。ただし時には、それ以上の固形物が含有されるこ
とがある。そのようなスラッジは、1 〜10パーセントの
固形物を含有することが多く、また2 〜7 パーセントの
固形物の場合が最も多い。油性スラッジは、微生物活動
に不可欠な多くの栄養物が不足している。油性スラッジ
は、ある種の処理可能な有機液体を含有するものもあ
る。本プロセスの重要な態様は、油性スラッジに存在ま
たは混入される有機液体と有機固形物は、この生分解プ
ロセスの途中で、高固形分の反応混合物内の固形成分へ
付着し、かつ改質される傾向を有するということであ
る。そのような製造工程から生じる油性スラッジは、毒
性廃棄物または有害廃棄物として分類できる。通常、廃
棄物は、リストアップされた有害廃棄物ではないであろ
う。
が、より詳細には製油工程から生じる低固形分の含水油
性スラッジの改質または処理に、もしくは都市廃棄物を
含む、各種の製造工程から生じる生物学的に改質されや
すい有機化合物を含有する有機廃棄物の改質または処理
に特に適応される。低固形分の油性スラッジは、スラッ
ジ中に1 〜30重量パーセントの固形物を含有することが
ある。ただし時には、それ以上の固形物が含有されるこ
とがある。そのようなスラッジは、1 〜10パーセントの
固形物を含有することが多く、また2 〜7 パーセントの
固形物の場合が最も多い。油性スラッジは、微生物活動
に不可欠な多くの栄養物が不足している。油性スラッジ
は、ある種の処理可能な有機液体を含有するものもあ
る。本プロセスの重要な態様は、油性スラッジに存在ま
たは混入される有機液体と有機固形物は、この生分解プ
ロセスの途中で、高固形分の反応混合物内の固形成分へ
付着し、かつ改質される傾向を有するということであ
る。そのような製造工程から生じる油性スラッジは、毒
性廃棄物または有害廃棄物として分類できる。通常、廃
棄物は、リストアップされた有害廃棄物ではないであろ
う。
【００１０】生物学的に改質されやすい低固形分の含水
油性スラッジまたは有機廃棄物は、水より低い密度を有
する配合物をかなり含むことで特徴付けられる生物学的
に不活性で非脆砕性の増量剤の適切な量と、および油性
スラッジまたは廃棄物の実施中の処理から生じる固形残
留物と混合されて、反応混合物を生成する。増量剤の性
質と特性は、本発明において重要である。増量剤は、ポ
リスチレンまたはポリプロピレンなどの合成物から調製
できるし、もしくは規定された特性を有する天然物から
も調製できる。それは、実質的に不活性でなければなら
ないし、すなわち炭素源であってはならないし、または
好気的生分解プロセスにおいて微生物により、著しく消
費されてはならない。好ましくは、増量剤は、好気性微
生物と本質的に反応してはならない。また増量剤は、実
質的に耐油性であり、また反応において利用される液体
成分である、スラッジと共に添加される水または有機溶
剤中では実質的に不溶性である。増量剤表面のきめは、
凹凸、平滑または多孔性である。
油性スラッジまたは有機廃棄物は、水より低い密度を有
する配合物をかなり含むことで特徴付けられる生物学的
に不活性で非脆砕性の増量剤の適切な量と、および油性
スラッジまたは廃棄物の実施中の処理から生じる固形残
留物と混合されて、反応混合物を生成する。増量剤の性
質と特性は、本発明において重要である。増量剤は、ポ
リスチレンまたはポリプロピレンなどの合成物から調製
できるし、もしくは規定された特性を有する天然物から
も調製できる。それは、実質的に不活性でなければなら
ないし、すなわち炭素源であってはならないし、または
好気的生分解プロセスにおいて微生物により、著しく消
費されてはならない。好ましくは、増量剤は、好気性微
生物と本質的に反応してはならない。また増量剤は、実
質的に耐油性であり、また反応において利用される液体
成分である、スラッジと共に添加される水または有機溶
剤中では実質的に不溶性である。増量剤表面のきめは、
凹凸、平滑または多孔性である。
【００１１】増量剤にとり不可欠な特性は、増量剤の実
質的な成分または部分成分は、水より低い粒子密度でな
ければならないということである。この軽い増量剤成分
の特性は、軽い増量剤成分を処理油性スラッジまたは処
理有機廃棄物からの効果的分離を促進するのに利用され
る。水より低い密度を有する軽い増量剤成分の密度は、
乾燥形態で求められ、乾燥物質立方メートル当たりキロ
グラム( 立方フィート当たりポンド) で表される。一般
的に、軽い成分の嵩密度は、8.0 〜480 kg/m3(0.5 〜30
ポンド毎立方フィート) の範囲である。この成分に対す
る、より好ましい嵩密度は16〜160 kg/m3(1 〜10ポンド
毎立方フィート) であり、最も好ましい範囲は16〜64 k
g/m3(1〜4 ポンド毎立方フィート) である。軽い増量剤
成分は、合成物またはプラスチックから調製でき、また
ポリスチレンビーズのような独立気泡プラスチックビー
ズを生成するプロセスにより調製できる。
質的な成分または部分成分は、水より低い粒子密度でな
ければならないということである。この軽い増量剤成分
の特性は、軽い増量剤成分を処理油性スラッジまたは処
理有機廃棄物からの効果的分離を促進するのに利用され
る。水より低い密度を有する軽い増量剤成分の密度は、
乾燥形態で求められ、乾燥物質立方メートル当たりキロ
グラム( 立方フィート当たりポンド) で表される。一般
的に、軽い成分の嵩密度は、8.0 〜480 kg/m3(0.5 〜30
ポンド毎立方フィート) の範囲である。この成分に対す
る、より好ましい嵩密度は16〜160 kg/m3(1 〜10ポンド
毎立方フィート) であり、最も好ましい範囲は16〜64 k
g/m3(1〜4 ポンド毎立方フィート) である。軽い増量剤
成分は、合成物またはプラスチックから調製でき、また
ポリスチレンビーズのような独立気泡プラスチックビー
ズを生成するプロセスにより調製できる。
【００１２】理想的には、増量剤は、かなりの成分また
は部分成分が水より軽い密度を有し、また第2 の成分ま
たは部分成分が水より重い密度を有する単一物質から構
成される。2 種類の成分または部分成分の適切な混合物
は、脱水された高固形分反応混合物に利用されると、そ
の反応混合物に対して、一般的に160 〜1281 kg/m3(10
〜80ポンド毎立方フィート) 、最も好ましくは480 〜96
1 kg/m3(30〜60ポンド毎立方フィート) の有効使用密度
を生成することになる。上述したように、合成物質また
はプラスチック物質は一般に非常に軽いので、同一物質
の一部は、合成的に調製された増量剤内に重い不活性物
質を封入することにより、水より重くできることが考え
られる。その重い不活性充填剤は、粘土、酸化チタン、
砂および他の重い不活性物質でよい。あるいは、一種類
以上の増量剤を利用でき、その場合、少なくとも一種類
の増量剤は、水より軽い密度を有する成分であり、また
少なくとも一種類の増量剤は、水より重い密度を有する
成分である。重い増量剤成分に対する軽い増量剤成分の
比は、25〜75容積パーセントの範囲である。好ましい比
は、50対50容積比である。
は部分成分が水より軽い密度を有し、また第2 の成分ま
たは部分成分が水より重い密度を有する単一物質から構
成される。2 種類の成分または部分成分の適切な混合物
は、脱水された高固形分反応混合物に利用されると、そ
の反応混合物に対して、一般的に160 〜1281 kg/m3(10
〜80ポンド毎立方フィート) 、最も好ましくは480 〜96
1 kg/m3(30〜60ポンド毎立方フィート) の有効使用密度
を生成することになる。上述したように、合成物質また
はプラスチック物質は一般に非常に軽いので、同一物質
の一部は、合成的に調製された増量剤内に重い不活性物
質を封入することにより、水より重くできることが考え
られる。その重い不活性充填剤は、粘土、酸化チタン、
砂および他の重い不活性物質でよい。あるいは、一種類
以上の増量剤を利用でき、その場合、少なくとも一種類
の増量剤は、水より軽い密度を有する成分であり、また
少なくとも一種類の増量剤は、水より重い密度を有する
成分である。重い増量剤成分に対する軽い増量剤成分の
比は、25〜75容積パーセントの範囲である。好ましい比
は、50対50容積比である。
【００１３】増量剤反応媒体は、一般的に、一種類以上
の不活性成分と処理スラッジから成る多成分混合物であ
る。上述したように、少なくとも一種類の増量剤／媒体
は、1.0 未満( 水より低い) の粒子比重を有する必要が
ある。これは、水より低い密度を有する活性生物有機体
被覆増量剤成分の分離を促進して、廃棄供給物へ適応す
る活性生物有機体被覆成分の再使用と再循環を可能にす
るために必要である。
の不活性成分と処理スラッジから成る多成分混合物であ
る。上述したように、少なくとも一種類の増量剤／媒体
は、1.0 未満( 水より低い) の粒子比重を有する必要が
ある。これは、水より低い密度を有する活性生物有機体
被覆増量剤成分の分離を促進して、廃棄供給物へ適応す
る活性生物有機体被覆成分の再使用と再循環を可能にす
るために必要である。
【００１４】高固形分反応混合物( 湿潤であるが自由水
を含まず、かつ生物膜を含む) の平均使用密度は、160
〜1281 kg/m3(10 〜80ポンド毎立方フィート) 、好まし
くは320 〜1201 kg/m3(20 〜75ポンド毎立方フィート)
、最も好ましくは480 〜961kg/m3(30〜60ポンド毎立方
フィート) である。160 kg/m3(10ポンド毎立方フィー
ト) 未満の密度を有する物質は、適切に混合しないであ
ろうし、また1281 kg/m3(80 ポンド毎立方フィート) よ
りかなり高い密度、例えば1602 kg/m3(100ポンド毎立方
フィート) の密度を有する物質は、高密度のために混合
が困難となり、かつ非能率となるであろう。高密度混合
物も、効果的な混合のために、かなりの追加エネルギー
を必要とする。
を含まず、かつ生物膜を含む) の平均使用密度は、160
〜1281 kg/m3(10 〜80ポンド毎立方フィート) 、好まし
くは320 〜1201 kg/m3(20 〜75ポンド毎立方フィート)
、最も好ましくは480 〜961kg/m3(30〜60ポンド毎立方
フィート) である。160 kg/m3(10ポンド毎立方フィー
ト) 未満の密度を有する物質は、適切に混合しないであ
ろうし、また1281 kg/m3(80 ポンド毎立方フィート) よ
りかなり高い密度、例えば1602 kg/m3(100ポンド毎立方
フィート) の密度を有する物質は、高密度のために混合
が困難となり、かつ非能率となるであろう。高密度混合
物も、効果的な混合のために、かなりの追加エネルギー
を必要とする。
【００１５】プラスチック気泡ビーズと砂の混合物は理
想的な混合特性を有することが判明しているが、固形プ
ラスチックビーズの単一成分システム、または多分粘
土、酸化チタンや砂などの不活性充填剤を含有する高密
度プラスチック気泡ビーズも有効であり、一方反応器混
合機の磨耗を削減するであろう。処理される油性スラッ
ジは、通常、若干の粘土および／または砂を反応器中へ
常に持ち込むことが認められる。増量剤の最適密度は、
達成が比較的に容易であるので、他の利点も実現でき
る。増量剤と油性スラッジ固形物または有機廃棄固形物
とから成る高固形分反応混合物は、適度のエネルギー入
力で混合できる。この結果、反応混合物の深床部は本方
法を使用して処理できる。高固形分反応混合物の深さ
は、1.0 m(3 フィート) から多分6.0 m(20フィート) ま
での範囲である。好ましい深さは1.0 〜4.5 m(3 〜15フ
ィート) であり、また最も好まし深さは1.2 〜3.0 m(4
〜10フィート)である。魅力的な利点は、比較的多量の
物質を深床反応器において処理でき、かつ適度のエネル
ギー入力で処理できることにより実現される処理効率で
ある。高固形分深床反応において、砂などの重い増量剤
を専用的に使用すると、かなり大きい混合動力を必要と
し、また重い圧縮された物質中における効率的な好気性
反応の達成は困難であると思われる。効果的な混合は、
供給物と栄養素を反応混合物を通して分布するために重
要であることは明らかである。
想的な混合特性を有することが判明しているが、固形プ
ラスチックビーズの単一成分システム、または多分粘
土、酸化チタンや砂などの不活性充填剤を含有する高密
度プラスチック気泡ビーズも有効であり、一方反応器混
合機の磨耗を削減するであろう。処理される油性スラッ
ジは、通常、若干の粘土および／または砂を反応器中へ
常に持ち込むことが認められる。増量剤の最適密度は、
達成が比較的に容易であるので、他の利点も実現でき
る。増量剤と油性スラッジ固形物または有機廃棄固形物
とから成る高固形分反応混合物は、適度のエネルギー入
力で混合できる。この結果、反応混合物の深床部は本方
法を使用して処理できる。高固形分反応混合物の深さ
は、1.0 m(3 フィート) から多分6.0 m(20フィート) ま
での範囲である。好ましい深さは1.0 〜4.5 m(3 〜15フ
ィート) であり、また最も好まし深さは1.2 〜3.0 m(4
〜10フィート)である。魅力的な利点は、比較的多量の
物質を深床反応器において処理でき、かつ適度のエネル
ギー入力で処理できることにより実現される処理効率で
ある。高固形分深床反応において、砂などの重い増量剤
を専用的に使用すると、かなり大きい混合動力を必要と
し、また重い圧縮された物質中における効率的な好気性
反応の達成は困難であると思われる。効果的な混合は、
供給物と栄養素を反応混合物を通して分布するために重
要であることは明らかである。
【００１６】また増量剤は、実質的に非脆砕性でなけれ
ばならない。すなわち本プロセスにおいて砕解または粉
砕に対して実質的に抵抗がなければならない。これは、
2 つの態様から重要である。すなわち、(1) 本プロセス
が連続操作またはバッチ操作で実施されるかには関係な
く、増量剤を長期の反応期間、有用な条件に維持するた
め、および(2) 過剰水と気体を反応混合物から排出させ
る機能を有する多孔膜／分離遮断層を、増量剤が閉塞ま
たは通過するのを防止するために重要である。規定され
た増量剤の上述した性能上の利点は、従来のプロセスに
おいては見出されない。既知の増量剤は、本プロセスの
独自の機能であるこの種の分離に役立たないであろう。
また既知の増量剤の一部は、生物有機体と反応するか、
または生物有機体により反応され、油性スラッジまたは
廃棄固形物転化の有効性を大幅に減少する傾向を有す
る。
ばならない。すなわち本プロセスにおいて砕解または粉
砕に対して実質的に抵抗がなければならない。これは、
2 つの態様から重要である。すなわち、(1) 本プロセス
が連続操作またはバッチ操作で実施されるかには関係な
く、増量剤を長期の反応期間、有用な条件に維持するた
め、および(2) 過剰水と気体を反応混合物から排出させ
る機能を有する多孔膜／分離遮断層を、増量剤が閉塞ま
たは通過するのを防止するために重要である。規定され
た増量剤の上述した性能上の利点は、従来のプロセスに
おいては見出されない。既知の増量剤は、本プロセスの
独自の機能であるこの種の分離に役立たないであろう。
また既知の増量剤の一部は、生物有機体と反応するか、
または生物有機体により反応され、油性スラッジまたは
廃棄固形物転化の有効性を大幅に減少する傾向を有す
る。
【００１７】増量剤の物理的サイズは、有効な操作のた
めに重要な要素である。一般的に増量剤は、粒状物質で
あり、0.2 〜25ミリメートルの範囲のサイズ、好ましく
は1〜10ミリメートルの範囲のサイズ、またより好まし
くは1 〜5 ミリメートルの範囲のサイズを有する。増量
剤の実際的形状は、ほぼ均一の縦横比( および球面増
加) が通常望ましいが、特に重要ではない。
めに重要な要素である。一般的に増量剤は、粒状物質で
あり、0.2 〜25ミリメートルの範囲のサイズ、好ましく
は1〜10ミリメートルの範囲のサイズ、またより好まし
くは1 〜5 ミリメートルの範囲のサイズを有する。増量
剤の実際的形状は、ほぼ均一の縦横比( および球面増
加) が通常望ましいが、特に重要ではない。
【００１８】増量剤または増量基体の表面積が大きい
と、本プロセスを効果的に使用する上でかなりの利点が
得られる。大きい表面積は、油性スラッジまたは有機廃
棄物内の分解性成分を引き付け、かつ保持し、また生物
有機体、水分、酸素および栄養素は均質に接触するの
で、適切な好気的転化条件下で処理される固形物の細菌
酸化が効率的に実施される。増量剤上に生物有機体が抑
留されているので、生物有機体が殆どまたは全く追い出
されることなく、油性スラッジまたは有機廃棄物を、比
較的高い速度で反応器へ供給でき、したがって最も安定
した状態の生物反応器において必要な、反応器内での高
い活性度の維持ができ、また再循環率と生物有機体分離
の減少ができる。増量剤は、合成物質から生成できる。
発泡ポリスチレン球などの発泡合成物質は、非常に軽量
であり、また単位質量当たり大きい表面積を有する。軽
い合成増量剤の表面は、凹凸が有りかつ多孔性であるの
で、その表面積が増加して、本プロセスの有効性が向上
する。
と、本プロセスを効果的に使用する上でかなりの利点が
得られる。大きい表面積は、油性スラッジまたは有機廃
棄物内の分解性成分を引き付け、かつ保持し、また生物
有機体、水分、酸素および栄養素は均質に接触するの
で、適切な好気的転化条件下で処理される固形物の細菌
酸化が効率的に実施される。増量剤上に生物有機体が抑
留されているので、生物有機体が殆どまたは全く追い出
されることなく、油性スラッジまたは有機廃棄物を、比
較的高い速度で反応器へ供給でき、したがって最も安定
した状態の生物反応器において必要な、反応器内での高
い活性度の維持ができ、また再循環率と生物有機体分離
の減少ができる。増量剤は、合成物質から生成できる。
発泡ポリスチレン球などの発泡合成物質は、非常に軽量
であり、また単位質量当たり大きい表面積を有する。軽
い合成増量剤の表面は、凹凸が有りかつ多孔性であるの
で、その表面積が増加して、本プロセスの有効性が向上
する。
【００１９】上述の増量剤の使用は、本プロセスにおい
て重要であるが、他の増量剤の存在を排除するものでは
ない。規定された軽い増量剤と共に利用できる従来の増
量剤には、砂および細かい砂利がある。
て重要であるが、他の増量剤の存在を排除するものでは
ない。規定された軽い増量剤と共に利用できる従来の増
量剤には、砂および細かい砂利がある。
【００２０】混合された反応媒体と分離膜との間には、
未混合の領域がある。比較的少量の重い粒状または微粉
砕された物質は、ゆるい油性スラッジ固形物、廃棄固形
物または生物有機体があれば捕捉するために、膜／分離
部上の底部フィルタまたはスクリーンとして機能するよ
うに利用できる。
未混合の領域がある。比較的少量の重い粒状または微粉
砕された物質は、ゆるい油性スラッジ固形物、廃棄固形
物または生物有機体があれば捕捉するために、膜／分離
部上の底部フィルタまたはスクリーンとして機能するよ
うに利用できる。
【００２１】本プロセスは、生物学的に改質されやすい
有機化合物を含有する低固形分の含水油性スラッジもし
くは有機廃棄物または都市廃棄物を、規定された特性を
有する不活性で非脆砕性の増量剤を入れた適切な反応容
器へ送入して実施される。その2 種類の物質は、適切な
混合手段の助けをかりて均質に混合される。反応混合物
中へ延びる回転オーガーを保持するオーバーヘッド回転
アームから成る機械的混合装置は、非常に有効であるこ
とが判明している。気体ジェット流および／または液体
ジェット流、もしくは他の機械的手段も、増量剤と油性
スラッジまたは有機廃棄物との反応混合物を撹拌する代
替方法と考えられる。本プロセスは、反応混合物を混合
する特定の手段に依存しない。
有機化合物を含有する低固形分の含水油性スラッジもし
くは有機廃棄物または都市廃棄物を、規定された特性を
有する不活性で非脆砕性の増量剤を入れた適切な反応容
器へ送入して実施される。その2 種類の物質は、適切な
混合手段の助けをかりて均質に混合される。反応混合物
中へ延びる回転オーガーを保持するオーバーヘッド回転
アームから成る機械的混合装置は、非常に有効であるこ
とが判明している。気体ジェット流および／または液体
ジェット流、もしくは他の機械的手段も、増量剤と油性
スラッジまたは有機廃棄物との反応混合物を撹拌する代
替方法と考えられる。本プロセスは、反応混合物を混合
する特定の手段に依存しない。
【００２２】本プロセスは、適切な反応容器において実
施される。好ましくは、それは密閉した反応容器におい
て実施される。隔離またはシールした反応容器内で本プ
ロセスを実施すると、反応の全ての生成物と副生物の確
実な制御ができるので、本プロセスからの環境上の悪影
響が避けられる。しかしながら、環境基準が厳しくない
場合、反応は全閉でない反応容器内で実施できることが
考えられる。本プロセスの開始時に、含水油性スラッジ
または有機廃棄物の性質により、有効な好気的反応を生
じるのに、他の成分が必要かどうかが決定される。スラ
ッジまたは廃棄物は、例えば本プロセスを最初に開始す
るときに、活性生物有機体が不足または欠けているなら
ば、活性で好気性の生物有機体を添加して反応を開始さ
せる必要があることがある。利用できる好気性細菌に
は、好中温性細菌、好熱性細菌および好冷性細菌があ
る。反応媒体は、増量剤と、油性スラッジまたは廃棄物
からの固形物とを含む生物有機体被覆固形物である。増
量剤が、生物反応に既に使用されており、かつ廃棄供給
物に既に適応された活性生物有機体で被覆されるなら
ば、これは本プロセスの特に有利な特徴であるが、他の
好気性媒体を反応混合物へ添加する必要はない。活性生
物有機体の注入を必要とする場合、活性生物有機体を、
含水油性スラッジまたは廃棄供給物が反応容器に流入す
るときに、それに直接添加するか、または本プロセスの
その段階における高固形分の反応混合物へ添加できる。
施される。好ましくは、それは密閉した反応容器におい
て実施される。隔離またはシールした反応容器内で本プ
ロセスを実施すると、反応の全ての生成物と副生物の確
実な制御ができるので、本プロセスからの環境上の悪影
響が避けられる。しかしながら、環境基準が厳しくない
場合、反応は全閉でない反応容器内で実施できることが
考えられる。本プロセスの開始時に、含水油性スラッジ
または有機廃棄物の性質により、有効な好気的反応を生
じるのに、他の成分が必要かどうかが決定される。スラ
ッジまたは廃棄物は、例えば本プロセスを最初に開始す
るときに、活性生物有機体が不足または欠けているなら
ば、活性で好気性の生物有機体を添加して反応を開始さ
せる必要があることがある。利用できる好気性細菌に
は、好中温性細菌、好熱性細菌および好冷性細菌があ
る。反応媒体は、増量剤と、油性スラッジまたは廃棄物
からの固形物とを含む生物有機体被覆固形物である。増
量剤が、生物反応に既に使用されており、かつ廃棄供給
物に既に適応された活性生物有機体で被覆されるなら
ば、これは本プロセスの特に有利な特徴であるが、他の
好気性媒体を反応混合物へ添加する必要はない。活性生
物有機体の注入を必要とする場合、活性生物有機体を、
含水油性スラッジまたは廃棄供給物が反応容器に流入す
るときに、それに直接添加するか、または本プロセスの
その段階における高固形分の反応混合物へ添加できる。
【００２３】好気性細菌による反応は、反応混合物内の
適切な栄養素の存在に依存する。通常、油性スラッジ
は、好気性細菌による反応を持続させるのに必要な多く
の栄養素が不足する傾向がある。必要とされる既知の栄
養素の適切な量を、低固形分の含水油性スラッジへ添加
するか、または高固形分の反応混合物へ添加できる。通
常、有機廃棄物および都市廃棄物は、好気性細菌による
反応を持続させるのに必要な栄養素を含有する。有機廃
棄物は、栄養素が不足しているば、必要とされる既知の
栄養素の適切な量を添加できる。
適切な栄養素の存在に依存する。通常、油性スラッジ
は、好気性細菌による反応を持続させるのに必要な多く
の栄養素が不足する傾向がある。必要とされる既知の栄
養素の適切な量を、低固形分の含水油性スラッジへ添加
するか、または高固形分の反応混合物へ添加できる。通
常、有機廃棄物および都市廃棄物は、好気性細菌による
反応を持続させるのに必要な栄養素を含有する。有機廃
棄物は、栄養素が不足しているば、必要とされる既知の
栄養素の適切な量を添加できる。
【００２４】本プロセスは、好都合には、膜／分離部を
有する反応器内で実施され、その膜／分離部は、反応器
の下部の位置であるが、反応混合物用の膜／分離部の支
持部または保持部の下にある液体および気体補集ゾーン
から離れた反応器の底部から離間した位置にある。実際
には、先ず適切な量の増量剤を反応容器へ仕込むのが都
合がよい。ついで適切な量の低固形分の含水油性スラッ
ジまたは廃棄物が、反応混合物へ添加される。必要なら
ば、少量の活性好気性細菌または生物有機体剤および栄
養素を、反応器へ添加できる。この混合物は、好ましく
は、常時混合されている反応器物質の一部または全部と
混合され、一方差圧が反応混合物へ加えられて、低固形
分の含水油性スラッジ、もしくは有機廃棄物または都市
廃棄物の急速な脱水を促進する。これを実施する好まし
い方法は、反応器内の膜／分離部の下にある補集ゾーン
を減圧することである。密閉反応器において、脱水段階
を容易にするように、反応混合物の表面上に圧力を加え
ることができる。これは、反応混合物の下から減圧する
方法と組合わせて実施できる。0.2 〜10センチメートル
水柱の圧力降下は、一部の試験で採用されたが、差圧
は、反応器物質の深さ、廃棄物分解速度、および媒体粒
子サイズに基づいて、338 〜51 KPa(0.1〜15インチ水銀
柱) の範囲であると考えられる。反応混合物についての
差圧は、低固形分の油性スラッジまたは廃棄供給物に存
在する過剰水のかなりの量を急速に除去する効果を有す
るが、反応混合物を完全には乾燥させない。これによ
り、増量剤、スラッジまたは廃棄固形物、非水性液体お
よび水から成る高固形分の反応混合物が生成され、その
生成物は、油性スラッジ内の有機固形物および他の有機
物質を生分解するための最も有効な形態である。
有する反応器内で実施され、その膜／分離部は、反応器
の下部の位置であるが、反応混合物用の膜／分離部の支
持部または保持部の下にある液体および気体補集ゾーン
から離れた反応器の底部から離間した位置にある。実際
には、先ず適切な量の増量剤を反応容器へ仕込むのが都
合がよい。ついで適切な量の低固形分の含水油性スラッ
ジまたは廃棄物が、反応混合物へ添加される。必要なら
ば、少量の活性好気性細菌または生物有機体剤および栄
養素を、反応器へ添加できる。この混合物は、好ましく
は、常時混合されている反応器物質の一部または全部と
混合され、一方差圧が反応混合物へ加えられて、低固形
分の含水油性スラッジ、もしくは有機廃棄物または都市
廃棄物の急速な脱水を促進する。これを実施する好まし
い方法は、反応器内の膜／分離部の下にある補集ゾーン
を減圧することである。密閉反応器において、脱水段階
を容易にするように、反応混合物の表面上に圧力を加え
ることができる。これは、反応混合物の下から減圧する
方法と組合わせて実施できる。0.2 〜10センチメートル
水柱の圧力降下は、一部の試験で採用されたが、差圧
は、反応器物質の深さ、廃棄物分解速度、および媒体粒
子サイズに基づいて、338 〜51 KPa(0.1〜15インチ水銀
柱) の範囲であると考えられる。反応混合物についての
差圧は、低固形分の油性スラッジまたは廃棄供給物に存
在する過剰水のかなりの量を急速に除去する効果を有す
るが、反応混合物を完全には乾燥させない。これによ
り、増量剤、スラッジまたは廃棄固形物、非水性液体お
よび水から成る高固形分の反応混合物が生成され、その
生成物は、油性スラッジ内の有機固形物および他の有機
物質を生分解するための最も有効な形態である。
【００２５】反応器への低固形分の含水油性スラッジ供
給物は、1 〜30重量パーセントの固形物を有し、残りは
実質的に油と水である。通常、油性スラッジ供給物は、
30容積パーセント以上の水を有し、水分は約30〜99容積
パーセントの範囲になる。より一般的には、油性スラッ
ジ供給物の流れは、75〜98容積パーセントの水分を有す
る。本プロセスにおける脱水段階に続いて、高固形分の
反応混合物は、増量剤と油性スラッジ固形物とから主と
して成る40〜80容積パーセントの固形物を有するものと
特徴付けられるであろう。湿潤された生物有機体は、ス
ラリー式反応または没水固定膜反応器における場合のよ
うに、高固形分の反応混合物内の水中に全体が没水され
ないことが分かる。しかしながら、この高固形分の反応
混合物内に十分な水または水分があり、酸素含有気体は
非常に高い相対湿度を有することができるので、生分解
が効果的に促進される。スラリー式反応または没水固定
膜反応器の場合、酸素が空気から水へ、ついで生物有機
体へ移動するために、2 段階の物質移動が必要であるこ
とが分かる。本プロセスにおいて酸素は、単一の物質移
動段階として、生物有機体へ直接移動できる。
給物は、1 〜30重量パーセントの固形物を有し、残りは
実質的に油と水である。通常、油性スラッジ供給物は、
30容積パーセント以上の水を有し、水分は約30〜99容積
パーセントの範囲になる。より一般的には、油性スラッ
ジ供給物の流れは、75〜98容積パーセントの水分を有す
る。本プロセスにおける脱水段階に続いて、高固形分の
反応混合物は、増量剤と油性スラッジ固形物とから主と
して成る40〜80容積パーセントの固形物を有するものと
特徴付けられるであろう。湿潤された生物有機体は、ス
ラリー式反応または没水固定膜反応器における場合のよ
うに、高固形分の反応混合物内の水中に全体が没水され
ないことが分かる。しかしながら、この高固形分の反応
混合物内に十分な水または水分があり、酸素含有気体は
非常に高い相対湿度を有することができるので、生分解
が効果的に促進される。スラリー式反応または没水固定
膜反応器の場合、酸素が空気から水へ、ついで生物有機
体へ移動するために、2 段階の物質移動が必要であるこ
とが分かる。本プロセスにおいて酸素は、単一の物質移
動段階として、生物有機体へ直接移動できる。
【００２６】高固形分の反応混合物は、好ましくは、油
性スラッジの好気的転化を持続するために酸素含有気体
を反応器へ導入させながら、適切な手段による一定の撹
拌を受けながら維持される。熱は生物反応により発生
し、また反応器内の反応混合物の温度は、最も効果的な
好気的反応を維持するように絶えず監視される。通常、
その温度は、21〜82°C(70〜180 °F)に維持され、また
好ましい反応温度は32〜71°C(90〜160 °F)である。好
ましい操作において、液体および酸素含有気体を、反応
混合物から、反応混合物透過性仕切部の下にある補集ゾ
ーン中へ取り出すと、高固形分の反応混合物の熱損失が
生じることがある。熱損失が生じれば、反応容器へ供給
されている流入酸素含有気体を加熱することにより、そ
れを補償できる。反応混合物を加熱する他の手段、例え
ば熱交換手段で反応器の壁をライニングして加熱する手
段、または反応器内に輻射加熱器を設置して加熱する手
段は、当業者にとり明らかである。反応混合物における
好気的反応に適切な温度維持のために採用される方法
は、本プロセスの重要な特徴ではない。
性スラッジの好気的転化を持続するために酸素含有気体
を反応器へ導入させながら、適切な手段による一定の撹
拌を受けながら維持される。熱は生物反応により発生
し、また反応器内の反応混合物の温度は、最も効果的な
好気的反応を維持するように絶えず監視される。通常、
その温度は、21〜82°C(70〜180 °F)に維持され、また
好ましい反応温度は32〜71°C(90〜160 °F)である。好
ましい操作において、液体および酸素含有気体を、反応
混合物から、反応混合物透過性仕切部の下にある補集ゾ
ーン中へ取り出すと、高固形分の反応混合物の熱損失が
生じることがある。熱損失が生じれば、反応容器へ供給
されている流入酸素含有気体を加熱することにより、そ
れを補償できる。反応混合物を加熱する他の手段、例え
ば熱交換手段で反応器の壁をライニングして加熱する手
段、または反応器内に輻射加熱器を設置して加熱する手
段は、当業者にとり明らかである。反応混合物における
好気的反応に適切な温度維持のために採用される方法
は、本プロセスの重要な特徴ではない。
【００２７】酸素含有気体は、油性スラッジまたは廃棄
固形物における有機成分の好気性微生物による転化を持
続させるために、本プロセスにおいて利用される。反応
混合物を通過する酸素含有気体は、好気的反応条件を確
保するために十分な酸素を含有しなければならない。妥
当な量の空気は、この達成に通常十分である。しかしな
がら、10容積パーセントもの低濃度から50容積パーセン
トもの高濃度までの酸素を含有する気体が、この目的に
利用できる。酸素含有気体の好ましい酸素含有率は、14
〜30容積パーセンである。20パーセントの酸素を有する
空気は、好ましい酸素源である。
固形物における有機成分の好気性微生物による転化を持
続させるために、本プロセスにおいて利用される。反応
混合物を通過する酸素含有気体は、好気的反応条件を確
保するために十分な酸素を含有しなければならない。妥
当な量の空気は、この達成に通常十分である。しかしな
がら、10容積パーセントもの低濃度から50容積パーセン
トもの高濃度までの酸素を含有する気体が、この目的に
利用できる。酸素含有気体の好ましい酸素含有率は、14
〜30容積パーセンである。20パーセントの酸素を有する
空気は、好ましい酸素源である。
【００２８】高固形分の反応混合物の平方フィート当た
り毎分空気0.05〜0.2 立方フィートの反応混合物を通る
空気流量は、有効であることが判明している。これより
広い範囲の流量も有効であるとみなされる。通常、空気
流量は、理論酸素要求量の2〜6 倍のものが供給されて
いる。有効な好気的反応を持続させるために、反応混合
物のpHは適切に維持しなければならない。一般的に、5.
5 〜9 の範囲のpHを採用できる。好ましい範囲はpH6〜9
であり、また最も好ましいpHは6 〜8 の範囲である。
この生物プロセスについてのpH管理は、技術の技量の範
囲内である。
り毎分空気0.05〜0.2 立方フィートの反応混合物を通る
空気流量は、有効であることが判明している。これより
広い範囲の流量も有効であるとみなされる。通常、空気
流量は、理論酸素要求量の2〜6 倍のものが供給されて
いる。有効な好気的反応を持続させるために、反応混合
物のpHは適切に維持しなければならない。一般的に、5.
5 〜9 の範囲のpHを採用できる。好ましい範囲はpH6〜9
であり、また最も好ましいpHは6 〜8 の範囲である。
この生物プロセスについてのpH管理は、技術の技量の範
囲内である。
【００２９】反応の途中において、生物学的に改質され
やすい有機化合物を含有する油性スラッジ、有機廃棄物
または都市廃棄物は、好気的に反応および転化されて、
減少した容積または質量を有し、かつ処分に適切な処理
スラッジまたは廃棄物を形成する。反応中、活性生物有
機体は、不活性増量剤成分へ付着し、その上に抑留され
る。油性スラッジまたは廃棄物が十分に転化されて処理
スラッジまたは改質フミン物質を形成すると、この処理
物質は、ここでかなりの量の活性生物有機体を保持して
いる軽い増量剤から分離される。この分離は、反応容器
中へ水をポンプ送入して達成できる。水より低い密度を
有し、かつ抑留または付着した生物有機体を保持する軽
い増量剤成分は、処理油性スラッジ固形物または処理廃
棄物から浮上により分離されることになる。分離におい
て、上層は、抑留した生物有機体を有する軽い増量剤成
分から成る層を形成し、また下層は、重い増量剤を有す
る処理油性スラッジ固形物、処理廃棄物またはフミン物
質から成る層を形成する。
やすい有機化合物を含有する油性スラッジ、有機廃棄物
または都市廃棄物は、好気的に反応および転化されて、
減少した容積または質量を有し、かつ処分に適切な処理
スラッジまたは廃棄物を形成する。反応中、活性生物有
機体は、不活性増量剤成分へ付着し、その上に抑留され
る。油性スラッジまたは廃棄物が十分に転化されて処理
スラッジまたは改質フミン物質を形成すると、この処理
物質は、ここでかなりの量の活性生物有機体を保持して
いる軽い増量剤から分離される。この分離は、反応容器
中へ水をポンプ送入して達成できる。水より低い密度を
有し、かつ抑留または付着した生物有機体を保持する軽
い増量剤成分は、処理油性スラッジ固形物または処理廃
棄物から浮上により分離されることになる。分離におい
て、上層は、抑留した生物有機体を有する軽い増量剤成
分から成る層を形成し、また下層は、重い増量剤を有す
る処理油性スラッジ固形物、処理廃棄物またはフミン物
質から成る層を形成する。
【００３０】分離において、増量剤の低密度成分のかな
りの量は、処理スラッジ固形物の物体から浮上により分
離される。通常、媒体被覆増量剤の低密度成分の約50パ
ーセントは、浮上段階で分離される。増量剤の低密度成
分の少なくとも65パーセントが分離されるのが好まし
く、またより好ましい分離量は少なくとも80パーセント
である。増量剤の低密度成分の少なくとも90パーセント
が分離されるのが、より好ましく、また使用され、かつ
媒体被覆された増量剤の低密度成分の少なくとも95パー
セントを回収および再使用のために分離するのが最も好
ましい。
りの量は、処理スラッジ固形物の物体から浮上により分
離される。通常、媒体被覆増量剤の低密度成分の約50パ
ーセントは、浮上段階で分離される。増量剤の低密度成
分の少なくとも65パーセントが分離されるのが好まし
く、またより好ましい分離量は少なくとも80パーセント
である。増量剤の低密度成分の少なくとも90パーセント
が分離されるのが、より好ましく、また使用され、かつ
媒体被覆された増量剤の低密度成分の少なくとも95パー
セントを回収および再使用のために分離するのが最も好
ましい。
【００３１】低密度の、すなわち軽い増量剤成分の分離
と回収は、本プロセスの操作における著しい経済的節減
を意味するばかりでなく、また回収および処分しなけれ
ばならない処理固形物の量を大幅に削減することは明ら
かである。適応生物有機体が付着した増量剤を利用する
ことにより、新規の油性スラッジ仕込み物または新規の
廃棄仕込み物の処理が大幅に促進されることは、上述し
た通りである。
と回収は、本プロセスの操作における著しい経済的節減
を意味するばかりでなく、また回収および処分しなけれ
ばならない処理固形物の量を大幅に削減することは明ら
かである。適応生物有機体が付着した増量剤を利用する
ことにより、新規の油性スラッジ仕込み物または新規の
廃棄仕込み物の処理が大幅に促進されることは、上述し
た通りである。
【００３２】低固形分の含水油性スラッジまたは廃棄物
の新規仕込み物を処理するために、処理スラッジまたは
廃棄物は、反応器から、および反応器に抑留された活性
媒体被覆の軽い増量剤から取り出される。あるいは、反
応物質を先ず反応器から取り出し、ついで活性媒体被覆
の軽い増量剤から処理スラッジまたは廃棄物を分離し、
ついで新規の油性スラッジ、もしくは新規の有機廃棄物
または都市廃棄物とさらに反応させるために、媒体被覆
増量剤を反応器へ再循環することができる。増量剤上に
抑留された生物有機体媒体は、活性または成長可能の状
態または条件にあり、また廃棄物質供給物に適応してい
るので、本プロセスの継続のために新規の培養期間、ま
たは培養期間の延長は必要ない。
の新規仕込み物を処理するために、処理スラッジまたは
廃棄物は、反応器から、および反応器に抑留された活性
媒体被覆の軽い増量剤から取り出される。あるいは、反
応物質を先ず反応器から取り出し、ついで活性媒体被覆
の軽い増量剤から処理スラッジまたは廃棄物を分離し、
ついで新規の油性スラッジ、もしくは新規の有機廃棄物
または都市廃棄物とさらに反応させるために、媒体被覆
増量剤を反応器へ再循環することができる。増量剤上に
抑留された生物有機体媒体は、活性または成長可能の状
態または条件にあり、また廃棄物質供給物に適応してい
るので、本プロセスの継続のために新規の培養期間、ま
たは培養期間の延長は必要ない。
【００３３】
【実施例】本発明を、添付図面を参照して、以下にさら
に説明する。図１は、本発明の手法を実施するのに有用
な反応容器の一般的な構成を示す概略断面図である。反
応器10は、外部ベース11と、前記ベースから離間した耐
油性で蒸気と液体透過性の内部膜／分離部12とを有する
密閉した容器である。膜／分離部は、増量剤およびスラ
ッジ固形物の通過を遮断するが、水、浸出液および気体
を、反応混合物から、膜／分離部12とベース11との間に
ある補集ゾーン14中へ自由に通過させる。中央ポスト15
は、機械的混合手段17と油性スラッジおよび有機廃棄物
の導入用スプレーヘッド20を取り付けた十字アーム16を
支持し、また補給水または再循環される酸素含有気体の
供給にも使用できる。ブラケット18は、支持アーム16の
外端用の支持サポートであるので、制御アームは、円移
動の仕方で反応混合物を横断できる。導管19は、中央ポ
スト15を通過して、十字アーム16上に取り付けられたス
プレーヘッド20と連通する。導管19およびスプレーヘッ
ド20は、油性スラッジおよび廃棄物用の供給物供給部(
図示されない) と連通できる。他の手段は、供給仕込み
物の導入に利用できる。導管21は、反応床22内の処理固
形物と連通し、また処理固形物引き出し用の取り出し経
路である。
に説明する。図１は、本発明の手法を実施するのに有用
な反応容器の一般的な構成を示す概略断面図である。反
応器10は、外部ベース11と、前記ベースから離間した耐
油性で蒸気と液体透過性の内部膜／分離部12とを有する
密閉した容器である。膜／分離部は、増量剤およびスラ
ッジ固形物の通過を遮断するが、水、浸出液および気体
を、反応混合物から、膜／分離部12とベース11との間に
ある補集ゾーン14中へ自由に通過させる。中央ポスト15
は、機械的混合手段17と油性スラッジおよび有機廃棄物
の導入用スプレーヘッド20を取り付けた十字アーム16を
支持し、また補給水または再循環される酸素含有気体の
供給にも使用できる。ブラケット18は、支持アーム16の
外端用の支持サポートであるので、制御アームは、円移
動の仕方で反応混合物を横断できる。導管19は、中央ポ
スト15を通過して、十字アーム16上に取り付けられたス
プレーヘッド20と連通する。導管19およびスプレーヘッ
ド20は、油性スラッジおよび廃棄物用の供給物供給部(
図示されない) と連通できる。他の手段は、供給仕込み
物の導入に利用できる。導管21は、反応床22内の処理固
形物と連通し、また処理固形物引き出し用の取り出し経
路である。
【００３４】ライン15は、補集ゾーン14内の流体および
気体と連通し、また水、浸出液および気体を補集タンク
23へ搬送する。補集ゾーン14は、開放空間でもよいし、
または水と気体の除去に相応の通路が開放されたままで
ある限り充填剤で充填してもよい。ライン24は、処分の
ために、またはライン25と19を通して反応器へ再循環す
るために、タンク23から液体を引き出すようにライン25
と連通する。
気体と連通し、また水、浸出液および気体を補集タンク
23へ搬送する。補集ゾーン14は、開放空間でもよいし、
または水と気体の除去に相応の通路が開放されたままで
ある限り充填剤で充填してもよい。ライン24は、処分の
ために、またはライン25と19を通して反応器へ再循環す
るために、タンク23から液体を引き出すようにライン25
と連通する。
【００３５】ライン26は、ポンプ27およびライン28と29
を通して送出できる本プロセス用の酸素含有気体を供給
するためのものである。加熱器( 図示されない）は、気
体入口ライン上に任意選択的に設置される。ライン30
は、補集タンク23から反応器まで酸素含有気体を再循環
するために、ライン28および29と連通する。またライン
30は、ライン28と出口ライン31を通してタンク23からの
廃ガスを除去するのにも使用できる。
を通して送出できる本プロセス用の酸素含有気体を供給
するためのものである。加熱器( 図示されない）は、気
体入口ライン上に任意選択的に設置される。ライン30
は、補集タンク23から反応器まで酸素含有気体を再循環
するために、ライン28および29と連通する。またライン
30は、ライン28と出口ライン31を通してタンク23からの
廃ガスを除去するのにも使用できる。
【００３６】反応器床は、殆ど生物学的に不活性で、耐
油性の非脆砕性増量剤を収納し、その増量剤の一部は水
より低い比重を有する。反応器床の高さは、1.0 〜6.0
m(3〜20フィート) の深さの範囲である。検知器( 図示
されない) は、反応器床へ取り付けられて、温度を監視
する。反応混合物の酸素分とpHは、反応器から流出する
流体において測定されて、最適反応条件が維持される。
ライン21は、処理固形物引き出しのために、反応混合物
の床内部の反応ゾーンと連通する。ライン22は、反応ゾ
ーンの上部と連通する。そのラインは、活性生物有機体
被覆の増量剤が処理油性スラッジまたは他の処理有機廃
棄物から分離された後に、その増量剤を反応ゾーンから
取り出すのに使用できる。この生物有機体被覆増量剤
は、長期の培養期間を設けることなく、新規の油性スラ
ッジ固形物および有機廃棄物の処理に特に有用である。
油性の非脆砕性増量剤を収納し、その増量剤の一部は水
より低い比重を有する。反応器床の高さは、1.0 〜6.0
m(3〜20フィート) の深さの範囲である。検知器( 図示
されない) は、反応器床へ取り付けられて、温度を監視
する。反応混合物の酸素分とpHは、反応器から流出する
流体において測定されて、最適反応条件が維持される。
ライン21は、処理固形物引き出しのために、反応混合物
の床内部の反応ゾーンと連通する。ライン22は、反応ゾ
ーンの上部と連通する。そのラインは、活性生物有機体
被覆の増量剤が処理油性スラッジまたは他の処理有機廃
棄物から分離された後に、その増量剤を反応ゾーンから
取り出すのに使用できる。この生物有機体被覆増量剤
は、長期の培養期間を設けることなく、新規の油性スラ
ッジ固形物および有機廃棄物の処理に特に有用である。
【００３７】サンプル１ 細砂層を上方に置いた不織布織物から成る内部分離部
と、前記不織布織物分離部の下に豆粒サイズの玉砂利を
充填した内部液抜きゾーンと、および前記液抜きゾーン
中に設けた多孔導管とを有する密閉円筒形反応容器が使
用された。生物有機体と、直径が1 〜5 ミリメートルで
乾燥嵩密度が16〜64 kg/m3(1〜4 ポンド毎立方フィー
ト) のプラスチックビーズを50容積パーセントおよび直
径が0.01〜1ミリメートルの砂を50容積パーセント有す
る増量剤とから成る反応器媒体が、反応器中へ導入され
る。
と、前記不織布織物分離部の下に豆粒サイズの玉砂利を
充填した内部液抜きゾーンと、および前記液抜きゾーン
中に設けた多孔導管とを有する密閉円筒形反応容器が使
用された。生物有機体と、直径が1 〜5 ミリメートルで
乾燥嵩密度が16〜64 kg/m3(1〜4 ポンド毎立方フィー
ト) のプラスチックビーズを50容積パーセントおよび直
径が0.01〜1ミリメートルの砂を50容積パーセント有す
る増量剤とから成る反応器媒体が、反応器中へ導入され
る。
【００３８】約5 重量パーセントの固形分を有する、栄
養素を添加した油性スラッジ100 部が反応器中へ導入さ
れる。加熱空気を反応器の上端に導入し、かつ油性スラ
ッジおよび反応器媒体を連続または間欠撹拌で十分に混
合しながら、反応物質深さ0.3 m 当たり約6.895 KPa(フ
ィート当たり約1 psi)の真空が液抜きゾーンへ印加され
る。反応温度は21〜60°C(70〜140 °F)に維持され、ま
た空気流量は、反応混合物を通して下方へ向けて毎分3.
0 cm(0.1フィート) に維持される。生分解速度に基づく
最大供給速度をはるかに越える脱水速度が達成される。
毎週平方フィート当たり乾燥固形物1 ポンドを越える生
物化学的スラッジ処理速度、または毎週0.1 m2( 平方フ
ィート) 当たりスラッジ4.5 kg(10 ポンド) を越える油
性スラッジ処理速度が実現されるものと、計算される。
養素を添加した油性スラッジ100 部が反応器中へ導入さ
れる。加熱空気を反応器の上端に導入し、かつ油性スラ
ッジおよび反応器媒体を連続または間欠撹拌で十分に混
合しながら、反応物質深さ0.3 m 当たり約6.895 KPa(フ
ィート当たり約1 psi)の真空が液抜きゾーンへ印加され
る。反応温度は21〜60°C(70〜140 °F)に維持され、ま
た空気流量は、反応混合物を通して下方へ向けて毎分3.
0 cm(0.1フィート) に維持される。生分解速度に基づく
最大供給速度をはるかに越える脱水速度が達成される。
毎週平方フィート当たり乾燥固形物1 ポンドを越える生
物化学的スラッジ処理速度、または毎週0.1 m2( 平方フ
ィート) 当たりスラッジ4.5 kg(10 ポンド) を越える油
性スラッジ処理速度が実現されるものと、計算される。
【００３９】サンプル２ 密閉円筒形反応容器および反応器媒体は、例1 で説明し
た通りである。約5 重量パーセントの固形分を有する、
栄養素を添加した、廃水処理からの生物化学的スラッジ
100 部が反応器中へ導入される。加熱空気を反応器の上
端に導入し、かつ廃棄物および反応器媒体を連続または
間欠撹拌で十分に混合しながら、反応物質深さ0.3 m 当
たり約3.4 KPa(フィート当たり約0.5 psi)の真空が液抜
きゾーンへ印加される。反応温度は21〜60°C(70〜140
°F)に維持され、また空気流量は、反応混合物を通して
下方へ向けて毎分約0.045 m(0.15フィート) に維持され
る。
た通りである。約5 重量パーセントの固形分を有する、
栄養素を添加した、廃水処理からの生物化学的スラッジ
100 部が反応器中へ導入される。加熱空気を反応器の上
端に導入し、かつ廃棄物および反応器媒体を連続または
間欠撹拌で十分に混合しながら、反応物質深さ0.3 m 当
たり約3.4 KPa(フィート当たり約0.5 psi)の真空が液抜
きゾーンへ印加される。反応温度は21〜60°C(70〜140
°F)に維持され、また空気流量は、反応混合物を通して
下方へ向けて毎分約0.045 m(0.15フィート) に維持され
る。
【００４０】生分解速度に基づく最大供給速度をはるか
に越える脱水速度が達成される。毎週平方フィート当た
り乾燥固形物1 ポンドを越える生物化学的スラッジ処理
速度、または毎週反応媒体立方フィート当たり乾燥固形
物0.45 kg(1 ポンド) を越える生物化学的スラッジ処理
速度が実現されるものと、計算される。油性スラッジを
処理する新規な方法が提供された。本プロセスは、これ
まで実証されなかった油性スラッジ用の生分解プロセス
に、独自の効率上の利点を提供する。
に越える脱水速度が達成される。毎週平方フィート当た
り乾燥固形物1 ポンドを越える生物化学的スラッジ処理
速度、または毎週反応媒体立方フィート当たり乾燥固形
物0.45 kg(1 ポンド) を越える生物化学的スラッジ処理
速度が実現されるものと、計算される。油性スラッジを
処理する新規な方法が提供された。本プロセスは、これ
まで実証されなかった油性スラッジ用の生分解プロセス
に、独自の効率上の利点を提供する。
【図１】本発明の手法を実施するのに有用な反応容器の
一般的な構成を示す概略断面図である。
一般的な構成を示す概略断面図である。
１０ 反応器、１１ ベース、１２ 膜／分離器、１４
補集ゾーン。
補集ゾーン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・エドワード・マイアーズ アメリカ合衆国 77692 テキサス州・ポ ート アーサー・ノーマンディ ナンバー 112・3800 (72)発明者 ウイリアム・レイ・ディーヴァ アメリカ合衆国 77706 テキサス州・ビ ュウモント・ブランディワイン ドライ ブ・895
Claims (1)
- 【請求項１】 生物学的に改質されやすい低固形分の含
水油性スラッジまたは他の有機廃棄物を処理する方法に
おいて、前記廃棄物を、水より低い密度を有する成分を
含む生物学的に不活性で非脆砕性の増量剤と混合して混
合物を生成する段階と、酸素含有気体を前記混合物に通
過させて、過剰水を分離して高固形分の反応混合物を生
成する段階と、有効な好気的条件における好気性生物有
機体の存在下で前記高固形分の反応混合物を反応させ
て、処理スラッジと、前記高固形分の反応混合物におい
て水より低い密度を有する活性生物有機体被覆の増量剤
成分とを生成する段階と、前記活性生物有機体被覆の増
量剤成分を前記処理スラッジまたは廃棄物から分離する
段階と、および前記処理スラッジまたは廃棄物を前記反
応混合物から回収する段階とから成る低固形分の含水油
性スラッジまたは他の有機廃棄物を処理する方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US868,072 | 1978-01-09 | ||
| US07/868,072 US5207912A (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Process for treating oily sludge |
| US907,074 | 1992-07-01 | ||
| US07/907,074 US5277814A (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Process for treating organic wastes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07265899A true JPH07265899A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=27128032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10876593A Pending JPH07265899A (ja) | 1992-04-13 | 1993-04-13 | 油性スラッジおよび有機廃棄物を処理する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0566256B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07265899A (ja) |
| CA (1) | CA2092393A1 (ja) |
| DE (1) | DE69313338T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008522812A (ja) * | 2004-12-10 | 2008-07-03 | ザ テキサス エイ・アンド・エム ユニヴァーシティ システム | バイオマスを処理する装置及び方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4415230C1 (de) * | 1994-04-30 | 1995-12-14 | Lobbe Xenex Gmbh | Bodendekontaminationsanlage |
| DE19529132A1 (de) * | 1994-08-09 | 1996-04-18 | Hege Terdesan Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Dekontaminieren von kontaminiertem Gut, sowie Vorrichtungen dafür |
| US5685891A (en) * | 1995-11-17 | 1997-11-11 | Helsinki University Licensing, Ltd. | Composting methods |
| FI115628B (fi) * | 2002-09-27 | 2005-06-15 | Hannu L Suominen | Menetelmä ja laite orgaanisen aineen hapettamiseksi |
| CN110342762A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-18 | 广东共生环境科技有限公司 | 一种污泥减量处理方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4072494A (en) * | 1972-08-25 | 1978-02-07 | Hans Gujer | Method and device for the wet composting of organic sludge |
| US4339265A (en) * | 1980-02-27 | 1982-07-13 | Veda, Inc. | Sewage treatment method and apparatus |
| DE3100899A1 (de) * | 1981-01-14 | 1982-08-05 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zum entwaessern mineraloelhaltiger schlaemme mit rueckgewinnung des oelanteils |
| DE3137055A1 (de) * | 1981-09-17 | 1983-03-24 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | "verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser" |
| DE3228365A1 (de) * | 1982-07-29 | 1984-02-02 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser |
| US4668388A (en) * | 1983-11-25 | 1987-05-26 | Texaco Inc. | High rate sludge reactor |
| DE3840123A1 (de) * | 1988-11-29 | 1990-05-31 | Ruhrkohle Carborat Gmbh | Aerobe biologische abwasserreinigung |
-
1993
- 1993-03-23 DE DE1993613338 patent/DE69313338T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-23 EP EP19930302206 patent/EP0566256B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-24 CA CA 2092393 patent/CA2092393A1/en not_active Abandoned
- 1993-04-13 JP JP10876593A patent/JPH07265899A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008522812A (ja) * | 2004-12-10 | 2008-07-03 | ザ テキサス エイ・アンド・エム ユニヴァーシティ システム | バイオマスを処理する装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69313338D1 (de) | 1997-10-02 |
| DE69313338T2 (de) | 1998-01-02 |
| CA2092393A1 (en) | 1993-10-14 |
| EP0566256B1 (en) | 1997-08-27 |
| EP0566256A1 (en) | 1993-10-20 |
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