JPS63166498A - 通気／浮遊型リアクター - 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、液体および微細なガス泡の形のガスのための
捕集容器を上方にかつそのための導入空域を下方に備え
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（Ｂｅｇａｓ
ｕｎｇｓ／Ｆｌｏｔａ−ｔｉｏｎｓ−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、一
本発明が特に主題とする一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。

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。

しかし、このようなりアクリ−内を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〜＋２３０ｍＶ）の
酸化還元電位を有しており、 かつ 一場合によっては僅かな濃度（Ｉｍｇ／１以上）でさえ
極めて毒性の強い亜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
バイオマス並びに亜硝酸塩を含まず、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、泡沫管が
導入空域を閉鎖する軸方向の上昇管を備えており、この
上昇管を同心的に設けられている泡沫管が覆っているか
もしくはこの上昇管を囲繞しており、この上昇管の漏斗
状に広がっている下端部がジャケット管の下方領域内に
開口しており、この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の下方の導入空域
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−字系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
管の分岐部のすぐ上方に位置しており、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。

沈澱槽と下方の導入空域とを備えている泡沫管が既にｒ
Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　　ｄｅｓＫｏｅｌｎｅｒ　　
ＺＯＯＪ、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充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。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。

第１図は内部に上昇管２を備えた泡沫管ｌを示している
。この上昇管の漏斗状の延長部３は導入空域４を区画し
ており、この導入空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。特に菩提樹
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５
ａｎｄｅｒ社製の水性領域用の装置が使用される。０３
−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、一方間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ｒ吸込み放圧円錐部（Ｓｏｇｓｐａｎｎｕｎ−
ｇｓ−ｋｏｎｕｓ）Ｊ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、これにより液体内でのガスの滞留時間が延長され
、かつガスの水内での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は捩って取りつけら
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を経て再び導入空域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−２０
０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。同時にこの戻し案内により浮遊のバイオマス
滑りに対して反作用流が形成される。これに対して公知
の装置にあっては処理されるべき水内に存在している蛋
白質含有物質の一部分がなお流出流内に含まれている（
即ち滑る）。

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
を発揮するフィ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ｌ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
よりオゾンが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。

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１Ｂ−この液体出口の下方の浸漬管１
９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同が阻止さ
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、 一供給された空気量、 一内部上昇管２の断面と長さ、 一泡沫管ｌの断面と長さ、 一処理されるべき水の表面張力、 一バイオマスでの負荷の度合い、 一オゾン供給量、 一空気泡の断面、 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
へと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−オシンー泡
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通気の間空気−オゾ
ンー泡に蓄積しており、空気一本社内にまで上昇する。

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
は流出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客器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１０１０ｍ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９１
０ｍ＋）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１０６５ｍｍ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１２０請の高さおよび１００博の直径を有している。

供給部６を経て２０１！、／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１０００１／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。

【図面の簡単な説明】

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−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・・・導入空域 ８・・・端部 ９・・・ジャケット １０・・戻し管 １８・・液体流出部 １９・・浸漬管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体および微細なガス泡の形のガスのための捕集容
   器を上方にかつそのための導入空域を下方に備えている
   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）が導入空域を閉鎖する軸方向の上昇管 （２）を備えており、この上昇管を同心的に設けられて
   いる泡沫管が覆っているかもしくはこの上昇管を囲繞し
   ており、この上昇管の漏斗状に広がっている下端部（８
   ）がジャケット管（９）の下方領域内に開口しており、
   このジャケット管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）の下方の導入空域（４）と連通されており、かつ
   上記ジャケット管が浸漬管（１ ９）を備えたＴ−字系の液体流出口（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す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。 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（１ ４）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。 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。 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。 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。 ６、上昇管（２）と泡沫管（１）との間に案内舌片（２
   ２）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。