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JPH06218385A - 側流内に加圧気泡接触器を含む液体中への気体溶解装置 - Google Patents

側流内に加圧気泡接触器を含む液体中への気体溶解装置

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Publication number
JPH06218385A
JPH06218385A JP30214593A JP30214593A JPH06218385A JP H06218385 A JPH06218385 A JP H06218385A JP 30214593 A JP30214593 A JP 30214593A JP 30214593 A JP30214593 A JP 30214593A JP H06218385 A JPH06218385 A JP H06218385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
conduit
reactor
gas
treated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30214593A
Other languages
English (en)
Inventor
Eugene E Mazewski
イー マゼルスキー ユーグン
Peter J Petit
ジェー ペティ ピーター
Richard E Speece
イー スピース リチャード
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Water Technologies Holding Corp
Original Assignee
Envirex Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Envirex Inc filed Critical Envirex Inc
Publication of JPH06218385A publication Critical patent/JPH06218385A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1278—Provisions for mixing or aeration of the mixed liquor
    • C02F3/1289—Aeration by saturation under super-atmospheric pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1278—Provisions for mixing or aeration of the mixed liquor
    • C02F3/1294—"Venturi" aeration means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/26—Activated sludge processes using pure oxygen or oxygen-rich gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃水を効率的且つ経済的に処理するように構
成された改良液体処理装置を提供すること。 【構成】 潜在的に可燃性の汚染物を水中から取り除く
ための液体処理装置で、汚染水が第１の導管によって供
給され、好気性の条件下で汚染水を処理した後、それを
汚染物濃度が著しく減少した処理後の流出液として放出
する生物学的な流動床反応器を具備する。また液体処理
装置は、反応器内での生物学的反応を維持するため、第
１の導管を通って流れる汚染水に溶解酸素を与える気体
溶解装置も具備する。この気体溶解装置は酸素処理装置
を含み、反応器の出口と第１の導管との間に接続された
循環導管の途中に設けられた加圧気泡接触器を酸素処理
装置が具備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は汚染液体を処理するため
の装置に関し、特に液床反応器を含む装置、及び反応器
に流入する液体中へ酸素などの気体を溶解する装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くの処理において、液体中に気体を溶
解することが望ましい。かかる一処理として、燃料成分
で汚染されている水からそれらの燃料成分を取り除くた
め、水中に酸素を溶解する装置が水処理システムで使わ
れている。水中に酸素を溶解する装置、すなわち「酸素
処理装置（オキジェネータ）」は気泡接触器を具備して
おり、この中に酸素と汚染水の流れが導入されて水中に
酸素を溶解する。燃料成分と気体状酸素との燃焼する可
能性がある混合物の堆積に対し防護するため、気泡接触
器は補助装置を備えている。この補助装置は、溶解しな
かった酸素を循環させる排気回路を具備した循環装置
と、循環装置が許容可能な量を越える非溶解気体を除去
する排出回路とを含む。排出気体は、生成するのが高価
な顕著な量の酸素を含むことがある。「酸素処理」後、
汚染水は流動床内で生物学的に処理され、流動床内では
微生物用の培養基として機能する粒子状固体の床に水が
通される。徴生物は好気性条件下で、水中の燃料成分を
消費する。流動床式生物学的反応器の動作原理は、以下
の各米国特許に記載されている：１９８０年５月１３日
付けでＫｏｓに発行された米国特許第４，２０２，７７
４号；１９７７年２月２２日付けでＪｅｒｉｓに発行さ
れた米国特許第４，００９，０９８号、第４，００９，
０９９号及び第４，００９，１０５号；いずれも、Ｊｒ
ｉｓ らに発行された１９７６年５月１１日付けの米国
特許第３，９５６，１２９号及び１９７４年１１月５日
付けの米国特許第３，８４６，２８９号。
【０００３】酸素処理装置を用いた別の例は、１９８４
年１０月１６日付けでＫｏｓに発行された米国特許第
４，４７７，３９３号に記載されている。この酸素処理
装置は、廃水を脱窒素する処理過程で使われている。水
を加圧して酸素溶解の速度及び量を高めるため、酸素処
理装置は流体水頭より低い地下に設置されている。液体
中に気体を溶解する装置のさらに別の例は、１９８４年
８月２１日付けでＫｏｓに発行された米国特許第４，４
６６，９２８号及び１９７４年１２月１６日付けでＳｐ
ｅｅｃｅに発行された米国特許第３，９２６，５８８号
に記載されている。Ｓｐｅｅｃｅの米国特許は、水中に
酸素を溶解するための加圧気体搬送システムを開示して
いる。Ｓｐｅｅｃｅの気体搬送システムは並列のパイプ
回路を具備し、これらの回路を介して交互に水が円錐状
の気泡接触器内にポンプ吸引される。そして酸素を含む
気泡が気泡接触器内に導入され、水を酸素処理する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の構成で
は、処理すべき液体がすべてまず酸素処理装置に通過さ
れ、従って酸素処理装置と付属の機器は大流量を取り扱
うように寸法設計されている。本発明の課題は、廃水を
効率的且つ経済的に処理するように構成された改良液体
処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明を実施し
た液体処理装置は各種の産業または地域廃水を処理する
のに使えるが、その一実施例では、潜在的に可燃性の汚
染物を取り除き、それらの汚染物が気体状酸素と結合す
る機会を制限することによって、汚染物の可燃性を減じ
るのに用いられる。本液体処理装置は流動床反応器と液
体中に気体を溶解する装置とを具備し、この溶解装置は
減少された量の可燃性汚染物を含む側流内に配置された
加圧気泡接触器を具備する。気体溶解装置は、高い溶解
気体含有量を有する側流液体を低い溶解気体含有量を有
する汚染液体と混合することで流動床反応器に供給され
る液体を生成し、この液体は反応器内における生物学的
反応を維持促進するのに充分な中間の溶解気体含有量を
有する。
【０００６】すなわち本発明は、燃料成分などの潜在的
に可燃性の物質を汚染水から取り除くための液体処理装
置を提供する。本液体処理装置は、汚染水が主導管によ
って供給され、好気性の条件下で汚染水を処理した後、
それを汚染物濃度が著しく減少した処理後の流出液とし
て放出する生物学的な流動床反応器を具備する。また本
液体処理装置は、反応器内での生物学的反応を維持する
ため、主導管を通って反応器内へ流入する汚染水に溶解
酸素を与える気体溶解装置も具備する。この気体溶解装
置は、反応器から処理後の流出液を引き出す循環導管の
途中に配された気泡接触器を含む。処理後の流出液が気
泡接触器内で酸素処理され、次いでこの酸素処理された
液が反応器の上流側で主導管内の汚染水と混合され、反
応器内で生物学的反応を維持するのに充分な量の溶解酸
素を汚染水に与える。気泡接触器を側流（例えば循環
流）内に配置し、潜在的に可燃性の汚染物濃度が低い液
（例えば処理後の反応器流出液）を酸素処理すること
で、汚染物と酸素の可燃性混合物が気泡接触器内で生成
される可能性が減じられる。
【０００７】気体溶解装置は、気泡接触器内を加圧する
ポンプも具備している。加圧式気泡接触器を用いること
によって、酸素の溶解度が高められ、酸素処理装置によ
って導入された酸素のほぼ１００％が溶解される。完全
な酸素溶解が得られるため、気体循環装置は不要にな
る。さらに、気泡接触器内を加圧することによってより
高い溶解酸素含有量が循環流出液内で達成されため、循
環流出液の流量を少なくすることができる。この結果従
来技術の構成と比べ、気体溶解装置のサイズ及びこすと
が削減される。本発明のその他の特徴及び利点は、以下
の詳細な説明、特許請求の範囲の記載及び添付の図面を
参照することで当業者には明かとなろう。
【０００８】
【実施例】以下発明の一実施例を詳しく説明するがその
前に、発明の実施態様は以下の説明で述べるあるいは図
面に示した構造及び部品配置の詳細に制限されないこと
が理解されるべきである。発明は他の実施例も可能であ
り、さまざまな方法で実用化あるいは実施化可能であ
る。また、ここで用いる表現及び用語は説明を目的とし
ており、発明を制限するものと見なされるべきでない。
図１に、本発明を実施した液体処理装置１０が示してあ
る。液体処理装置１０は他の用途でも使えるが、ここで
説明する実施例では、精製所、漏れのある地下燃料貯蔵
タンクなどの汚染源によって汚染された地下水から、燃
料成分を含む潜在的に可燃性である汚染物を取り除くの
に用いられる。燃料成分としては例えば、ベンゼン、ト
ルエン、エチルベンゼン、キシレン（ＢＴＥＸ）、その
他の炭化水素化合物が含まれる。
【０００９】異なるさまざまな量の漏れ燃料を浄化でき
るように、液体処理装置１０は各種のサイズで設計可能
である。例えば、液体処理装置１０はスキッド（図示せ
ず）やその他の支持台上に装着される独立式ユニットと
し、異なる場所へユニットの輸送を容易にするように構
成可能である。あるいは所望なら、多量の漏れを処理す
るための永久的な大型施設の一部として、液体処理装置
１０を構成することもできる。さらに液体処理装置１０
は処理の要求に応じて、同様の装置あるいは別のシステ
ムと直列あるいは並列に組み合わせて使うこともでき
る。
【００１０】液体処理装置１０は、図示の構成では生物
学的な流体床反応器１２である液体処理部と、処理すべ
き水を反応器１２へ搬送するための主供給ラインまたは
導管１４とを具備する。反応器１２は、処理室１８を内
部に形成すると共に、主導管１４に接続された入口２０
及び出口２２を有する反応器タンク１６を具備してい
る。また反応器１２は反応器タンク１６の基部に流れ分
配器２４も具備し、流れ分配器２４は入口２０に連通し
たヘッダ部材２６を備えている。ヘッダ部材２６は複数
のノズルに分岐され、処理すべき水を処理室１８内へ導
く。
【００１１】反応器タンク１６内を流れる水の汚染を取
り除くため、反応器１２は、粒子状固体好ましくは顆粒
状活性炭素あるいは砂と、これら粒子状固体に担持され
た微生物とからなる床３４を具備する。好気性条件下で
微生物は燃料成分を消費し、細胞成長を含む毒性の低い
副生成物を生じる。過剰の細胞成長を除去するため、反
応器１２は過剰成長制御系３６を備えている。適切な過
剰成長制御系の例は、１９７９年１２月４日付けでＨｉ
ｃｋｅｙらに発行された米国特許第４，１７７，１４４
号並びに１９８１年２月１０日付けでＨｉｃｋｅｙに発
行された米国特許第４，２５０，０３３号に記載されて
いる。
【００１２】液体処理装置１０はさらに、主導管１４内
の水に溶解気体を与える手段を具備している。図示の実
施例においては、反応器内の生物学的反応を維持促進す
るために溶解酸素が与えられ、この溶解酸素を与える手
段は、最小量の可燃性汚染物を含むのが好ましい液体源
と気体溶解装置３８とを具備する。例えば地域の供給水
など各種の液体源を使えるが、図示の構成では反応器１
２からの処理後流出液を液体源としてあり、気体溶解装
置３８は循環導管４０を具備し、これが反応器１２の出
口２２に接続され循環流出液を気体溶解装置３８に導
く。処理後の流出液は、反応器１２へ流入する水内の汚
染物濃度より一桁以上低い、可燃性汚染物（例えば燃料
成分）の濃度を有する。通常は実際の流れを導かないオ
プションの過剰流用導管４２も設けられている。
【００１３】気体溶解装置３８は、主導管１４内の水と
混合される前に、循環導管４０を通って流れる処理後の
流出液中に酸素を溶解する手段も具備している。処理後
の流出液中に酸素を溶解する各種の手段を使用可能であ
るが、図示の構成における酸素溶解手段は、反応器１２
と主導管１４との間の循環導管４０の途中に配設された
酸素処理装置４４を具備する。酸素処理装置４４は、気
体／液体接触室つまり気泡接触室４８（図３）を内部に
形成した混合容器つまり気泡接触器４６を備えている。
図２に示すように気泡接触器４６は、拡径下方部５２へ
向かうにつれ下方に広がる円錐台状部５０を備える。気
泡接触器４６は、円錐台状部５０と循環導管４０との間
に接続された筒状移行部材５４も備えている。発明の好
ましい実施態様において筒状移行部材５４は、循環導管
４０に接続され且つ循環導管４０と同じ直径を有する上
端５５を備える。筒状移行部材５４はさらに、円錐台状
部５０の上端に接続されると共に、円錐台状部５０の上
端の内径より小さいが循環導管４０の内径より大きい内
径を有する下方部５７を備える。これら上端５５と下方
部５７は、筒状移行部材５４の円錐状部５９によって相
互に結合されている。循環導管４０から気泡接触器４６
内へ流入する液体の速度は、液体が筒状移行部材５４へ
流入するときに減少され、さらに円錐台状部５０の上端
へ流入するとき再び減少される。筒状移行部材５４を設
けることで、円錐台状部５０の長さを縮めることができ
る。
【００１４】各種の保守、モニター及び制御作業を可能
とするため、気泡接触器４６は複数のポートを備えてい
る。これらのポートには、接続された弁（図示せず）を
介して水のサンプルを取り出し可能な複数のモニターポ
ート５６、水充填ポート５８、循環導管４０に接続され
た出口ポート６０、逃がし弁６４が装着された逃がしポ
ート６３、及びマンホールポート６６が含まれる。また
後で詳しく説明する理由から、別のポート６８、７０、
７２、７４及び７６も設けられている。
【００１５】酸素処理装置４４は、気体を気泡接触器４
６内へ導入する手段も具備する。各種の気体導入手段を
使えるが、図示の構成における気体導入手段は、ポート
７２に接続され酸素の濃い加圧気体を気泡接触室４８へ
与える気体源７８（図１）を備えている。主導管１４に
流入する処理後流出液の溶解酸素含有量を高めるため、
気体溶解装置３８は気泡接触器４６内を加圧するための
手段も具備する。各種の加圧手段を使えるが、図示の構
成における加圧手段は、気泡接触器４６と反応器１２と
の間で循環導管４０に設けられたポンプ８０を備えてい
る。
【００１６】気体溶解装置３８は、気泡接触器４６から
気体を排出するための手段も具備する。各種の気体排出
手段を使えるが、図示の構成における気体排出手段は上
方気体排出アセンブリ８２を備えている。上方気体排出
アセンブリ８２は、かなりの容積の気体空間が発生した
ら、気泡接触室４８の上部から周期的に気体を排出する
ように動作可能である。溶解酸素の損失を最小限に抑え
るため、上方気体排出アセンブリ８２はそれ以外の時間
はすべて閉じられている。こうした気体空間は例えば、
酸素処理の工程中処理後の流出液から分解発生する窒素
などの気体に基づく気泡が蓄積及び癒着することから生
じ得る。また気体空間は、酸素処理の工程中処理後の流
出液から分解発生する残留燃料成分を潜在的に含む可能
性がある。気体空間が発生したとき気泡接触器４６から
気体を排出することで、溶解酸素と分解発生したガソリ
ン成分との混合物が形成され気泡接触器４６内において
燃焼するかもしれないわずかなリスクも一層減じられ
る。反応器１２と同じく、気泡接触器４６も電気的に接
地されている。
【００１７】図２に示すように上方気体排出アセンブリ
８２は、例えば米国イリノイ州エルムハースト所在のＶ
ａｌ−Ｍａｔｉｃ Ｖａｌｖｅ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｒｐ．で製造されているフロート
作動式弁であるのが好ましい空気逃がし弁８４を備え
る。また上方気体排出アセンブリ８２は、逃がし弁８４
の上下部分をポート６８と７０にそれぞれ接続する導管
８６と８８、及び逃がし弁８４を排出導管９２に接続す
る導管９０を備えている。気泡接触室４８内における下
向き流の速度及び乱流を抑えてしまうほど大きい容積の
気体空間が気泡接触室４８の上部に達すると、逃がし弁
８４が開いてその気体空間を排出導管９２を介して排出
する。筒状移行部材５４の動作はまだ充分理解されてな
いが、動作中、気泡接触器内で気泡が癒着し始めると、
筒状移行部材５４の頂部内に自由気体空間が形成され、
これが排出導管９２を介した気泡接触器からの気体排出
を開始させ、気泡接触器の効率的な動作が継続可能にな
るものと思われる。
【００１８】気体排出手段は、前記逃がし弁８４と同等
であるのが好ましい空気逃がし弁９６を含む下方気体排
出アセンブリ９４も具備する。下方気体排出アセンブリ
９４は、逃がし弁９６の上下部分をポート７４と７６に
それぞれ接続する導管９６と１００、及び逃がし弁８６
を排出導管９２に接続する導管１０２を備えている。上
方の逃がし弁８４と同様、逃がし弁９６内のフロート機
構を作動させるのに充分な濃度の溶解していない気泡が
気泡接触器４６の下部に生じたときのみ、逃がし弁９６
が開いて系内から気体を排出せしめる。逃がし弁９６は
それ以外の時間はすべて閉じられている。気泡が気泡接
触器４６から流出するのを防ぐことによって、これらの
気泡が反応器１２へ達し反応器の性能を低下する恐れが
防止される。上方及び下方気体排出アセンブリ８２、９
４を支持する手段も設けられている。各種の支持手段を
使えるが、図示の構成における支持手段は垂直チャンネ
ル１０４と、この垂直チャンネル１０４を気泡接触器４
６に支持する複数の支持部材１０６を備える。そしてブ
ラケット１０８を介し、逃がし弁８４と９６がチャンネ
ル１０４に取り付けられる。
【００１９】気体溶解装置３８は、循環導管４０内の加
圧且つ酸素処理された処理後の流出液を、主導管１４内
の比較的低圧の水と混合する手段も具備する。図１に示
すように、混合手段は循環導管４０と主導管１４の合流
点（図１）に位置した混合装置１１０を備えている。図
４を参照すれば、混合装置１１０は主導管１４の一部と
して接続された筒状部材１１２を備える。筒状部材１１
２は相互に接続されて混合室１１８を内部に形成するエ
ルボウ管部１１４と直線状管部１１６からなり、混合室
１１８は主導管１４によって形成された流れ通路の一部
を形成する。直線状管部１１６は、内径面１２０と縦軸
１２２を有する。
【００２０】混合装置１１０は、主導管１４の水内に処
理後の循環流出液を導入する手段も備えている。図面に
示した本発明の特定実施例において、処理後の循環流出
液を導入する手段は細長い筒状プローブ部材１２４を具
備し、プローブ部材１２４は循環導管４０の終端を形成
すると共に、直線状管部１１６と同軸関係で混合室１１
８内へ突出している。プローブ部材１２４を支持するた
め、エルボウ管部１１４は直線状管部１１６と同軸関係
で外側へ延出した中空のスプール部材１２６を備える。
プローブ部材１２４はその一端に一対の離間したフラン
ジ１２８と１３０を具備し、循環導管４０とスプール部
材１２６それぞれへのプローブ部材１２４の取付を容易
とする。プローブ部材１２４は円筒状壁１３２を具備
し、この円筒状壁１３２は直線状管部１１６の内径面１
２０と対面し且つそれから放射方向内側に離間してい
る。
【００２１】２種の液体の迅速な乱流混合を達成し溶解
酸素の放散を最小限とするため、プローブ部材１２４は
酸素処理後の循環流出液を複数の液体「ジェット」の形
で混合室１１８内へ差し向けるための手段を具備する。
各種の差し向け手段を使えるが、図示の構成における差
し向け手段は、プローブ部材１２４の円筒状壁１３２に
設けられポンプ８０によって加圧された循環後の流出液
を放出する複数のオリフィス１３４（図５）を有する。
循環流出液の「ジェット」が、主導管１４を通って流れ
る処理後の水に大きい表面積を与え、両液体の混合及び
処理後の水に対する溶解酸素の移入を促進している。乱
流を高めひいては迅速な混合を促すため、各オリフィス
１３４は前記直線状管部１１６の縦軸１２２に対して直
角に延びた軸１３６（図６）を有し、流れの方向に対し
て直角に「ジェット」が混合室１１８内へ導入されるよ
うになっている。また各オリフィス１３４は約１／４イ
ンチの直径を有するのが好ましく、気泡接触器４６が約
４０ｐｓｉｇで動作しているとき、約８ｇｐｍの流量で
処理後の流出液を混合室１１８内へ導入する。
【００２２】２種の液体が混合する際における気体の放
散及び気泡の形成をさらに制限するため、混合室１１８
の断面積全体にわたって循環流出液を分散させる手段が
設けられている。各種の分散手段を使えるが、図示の構
成においては、オリフィス１３４が軸方向に離間した複
数の列状に配置されると共に、プローブ部材１２４の周
囲に沿ってほぼ均等に分布され、循環流出液を一様に配
分するようになっている。
【００２３】混合装置１１０は、プローブ部材１２４を
直線状管部１１６と同軸関係に維持して循環流出液の
「ジェット」が直線状管部１１６の内径面１２０に対し
て不適切に衝突するのを防ぐ手段も備えている。プロー
ブ部材１２４を同軸関係に維持するのに各種の手段を使
えるが、図示の構成における維持手段は、直線状管部１
１６の周囲の沿って配置され放射方向内側へ延びた複数
の直線状の羽根１３８を具備する（図５）。動作時、液
体処理装置１０には比較的少量の溶解酸素を含む汚染水
が供給される。この汚染水は、主導管１４を介して反応
器１２へポンプ吸引され処理される。反応器１２へ流入
する前に、汚染水に溶解酸素が与えられる。これは、反
応器１２から流出する処理後の流出液の一部を循環さ
せ、循環液を酸素処理装置４４を通じてポンプ吸引した
後、主導管１４内へ再び導入することによって行われ
る。より詳しく説明すれば、処理後の流出液の一部が反
応器１２の出口２２から引き出され、循環導管４０と気
泡接触器４６を通じてポンプ吸引される。気体源７８か
らの酸素を含んだ気体が気泡接触器４６内に導入され、
循環流出液の溶解酸素含有量を増加させる。次いで、気
泡接触器４６からの酸素処理後の流出液が混合装置１１
０内で酸素不足の未処理水内に導入され、床３４内に微
生物を維持するのに充分な中間の溶解酸素含有量を有す
る流れを形成する。そしてこの流れが反応器１２に供給
され、そこで燃料成分のほとんどあるいは全てを取り除
くように処理された後、反応器１２から放出される。循
環されない処理後の流出液は、所望に応じ遠隔地で処分
したりあるいはさらに下流での処理が施される。
【００２４】１つの用例において例えば、処理後の流出
液は循環導管４０を介し約４０ｇｐｍの流量で反応器１
２から取り出され、ポンプ８０によって気泡接触器４６
内に発生される圧力は約４０ｐｓｉｇに保たれる。この
結果、循環流出液内で約８８ｍｇ／ｌの溶解酸素含有量
を達成するのに充分な酸素が気泡接触器４６内に導入さ
れ、また気体源７８から導入される酸素の実質上全てが
溶解された循環流出液の流量を与えるようにポンプ８０
と気体源７８は調整される。主導管１４内の未処理水は
実質上全く溶解酸素を含んでおらず、主導管１４を介し
約 １７８０ｇｐｍの流量及び約１０−１５ｐｓｉｇで
吸引される。循環流出液を主導管１４内の汚染水と混合
して形成される流れは、約２２００ｇｐｍの流量及び約
１７ｍｇ／ｌの溶解酸素含有量を有する。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した本発明の利点として、酸素
処理装置４４は側流（すなわち循環導管４０）内に配置
され、比較的汚染の少ない水（すなわち処理後の反応器
流出液）を酸素処理するように構成されている。気泡接
触器４６内で比較的汚染の少ない水を酸素処理すること
で、汚染物と酸素の可燃性混合物を生成するリスク及び
可燃性混合物に基づく燃焼発生の潜在的な危険度が、汚
染物を含んだ水を直接酸素処理装置に通す従来技術の構
成と比べて減じられる。また、気泡接触器４６がポンプ
８０により加圧されて酸素溶解度を高め、気泡接触器４
６内に導入された実質上全ての酸素を溶解させているた
め、主導管１４に与えられる処理後流出液の溶解酸素含
有量が高まる。実質上完全な酸素溶解を達成することに
よって、従来技術の構成で必要だった気体循環装置が不
要になり、排出管を通じた非溶解酸素の浪費が大幅に減
少されると共に、燃料成分と結合する可能性のある気体
状酸素の不足により、系内における燃焼の恐れが一層減
じられる。さらに、より高い溶解酸素含有量を達成する
ことで、主導管１４内の未処理水に充分な溶解酸素を供
給するのに必要な反応器からの循環流出液の流量が少な
くて済む。すなわち、処理すべき全ての水を気泡接触器
に通して酸素処理していた従来技術の構成と比べ、酸素
処理装置４４のサイズ及び系のポンプ吸引要求量が減少
される。尚本発明の各種特徴及び利点は、特許請求の範
囲の各項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】液体中に気体を溶解する気体溶解装置を具備し
た液体処理装置の部分断面概略図。
【図２】図１に示した気体溶解装置の一部の拡大正面図
で、一部が破断してある。
【図３】気体溶解装置の一部として図２に示した気泡接
触器の断面図。
【図４】図１に示した気体溶解装置の別の一部の拡大部
分断面側方斜視図で、主導管と循環導管の合流点に位置
された混合装置を示す。
【図５】図４の５−５線に沿った混合装置の図。
【図６】図４に示した混合装置の一部の拡大図。
【符号の説明】 １０ 液体処理装置 １２ （流動床）反応器 １４ 第１の導管（主導管） １６ 反応器タンク ２０、２２ 反応器の入口、出口（液体源） ３４ 流動床 ３８ 気体導入手段（気体溶解装置） ４０ 第２の導管（循環導管） ４４ 溶解気体を与える手段（酸素処理装置） ４６ 容器（気泡接触器） ４８ 接触室 ７８ 気体源 ８０ 加圧手段（ポンプ）
フロントページの続き (72)発明者 ピーター ジェー ペティ アメリカ合衆国，53005 ウイスコンシン, ブルックフィールド，ドネスウッドドライ ブ 21840番地 (72)発明者 リチャード イー スピース アメリカ合衆国，37215 テネシー，ナッ シュビル ロバート エイ，リードライブ 5840番地

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体を処理する反応器、 前記反応器に接続され、処理すべき液体を前記反応器に
    導く第１の導管、及び、前記第１の導管内の液体に溶解
    気体を与える手段を備え、該溶解気体を与える手段が液
    体源と、前記第１の導管と該液体源との間に接続され液
    体源からの液体を第１の導管へ導く第２の導管と、前記
    液体源と前記第１の導管との間で前記第２の導管に接続
    された容器で、第２の導管を通って流れる液体が通過す
    るようになされた容器と、該容器内の液体に気体を導く
    手段とを具備し、前記容器内の液体が加圧されているこ
    とを特徴とする液体処理装置。
  2. 【請求項２】 前記反応器が処理後の液体を放出するた
    めの出口を具備し、該出口が前記液体源を構成すると共
    に、前記第２の導管が前記出口と前記第１の導管との間
    に接続され、反応器の出口からの処理後の液体を第１の
    導管に導くことを特徴とする請求項１記載の液体処理装
    置。
  3. 【請求項３】 前記容器内の液体を加圧する手段をさら
    に具備し、該加圧手段が前記反応器の出口と前記容器と
    の間で前記第２の導管に設けられたポンプを含むことを
    特徴とする請求項２記載の液体処理装置。
  4. 【請求項４】 前記容器内の液体を加圧する手段をさら
    に具備し、該加圧手段が前記第２の導管の途中に設けら
    れたポンプを含むことを特徴とする請求項１記載の液体
    処理装置。
  5. 【請求項５】 前記第２の導管が前記反応器と前記第１
    の導管との間に延び、前記容器が前記反応器と前記第１
    の導管との間に配設されていることを特徴とする請求項
    １記載の液体処理装置。
  6. 【請求項６】 潜在的に可燃性の汚染物を液体から取り
    除くことによって液体を処理する液体処理装置におい
    て：入口と処理後の液体を放出する出口とを有するタン
    ク、及び該タンク内にあって流動床反応器を通って流れ
    る液体から好気性条件下で汚染物を取り除く床を具備し
    た流体床反応器、 前記タンクの入口に接続され、処理すべき液体を前記流
    動床反応器に導く主導管、及び前記主導管内の処理すべ
    き液体に溶解酸素を与える手段を備え、該処理すべき液
    体に溶解酸素を与える手段が、前記タンクの出口と前記
    主導管との間に接続され前記流体床反応器から放出され
    た処理後の液体を前記主導管へ導く循環導管と、前記タ
    ンクの出口と前記主導管との間の前記循環導管の途中に
    設けられ、内部に接触室を形成している容器と、該接触
    室内に酸素を導入する手段とを具備していることを特徴
    とする液体処理装置。
  7. 【請求項７】 前記処理すべき液体に溶解酸素を与える
    手段が前記接触室内の液体を加圧する手段を具備してい
    ることを特徴とする請求項６記載の液体処理装置。
  8. 【請求項８】 前記接触室内の液体を加圧する手段が前
    記容器と前記タンクとの間で前記循環導管の途中に設け
    られたポンプを含むことを特徴とする請求項７記載の液
    体処理装置。
  9. 【請求項９】 液体を処理する反応器と、該反応器に処
    理のため液体を導く第１の導管とを具備した液体処理装
    置で用いられ、液体中に気体を溶解する装置において：
    前記第１の導管に接続され、液体源からの液体を前記第
    １の導管に導く第２の導管、 前記第２の導管の途中に設けられた容器、 前記容器内に気体を導入する手段、及び前記容器内の液
    体を加圧する手段、を備えたことを特徴とする液体中に
    気体を溶解する装置。
  10. 【請求項１０】 前記容器内の液体を加圧する手段が前
    記液体源と前記容器との間で前記第２の導管に設けられ
    たポンプを含むことを特徴とする請求項９記載の液体中
    に気体を溶解する装置。
  11. 【請求項１１】 前記第２の導管が前記反応器と前記第
    １の導管との間に接続され、前記反応器から前記第１の
    導管へ処理後の液体を導くことを特徴とする請求項９記
    載の液体中に気体を溶解する装置。
  12. 【請求項１２】 主導管内を流れる第１の液体中に酸素
    を溶解する方法であって、主導管が第１の液体を反応器
    に導き、該反応器内で第１の液体が処理され、処理後の
    流出液として放出されるものにおいて：第２の液体を与
    えるステップ、 酸素を含む気体を前記第２の液体中に導入し、第２の液
    体の溶解酸素含有量を高めるステップ、 溶解酸素含有量が高められた前記第２の液体を前記主導
    管内の前記第１の液体内に導入し、第１の液体の溶解酸
    素含有量を高めた後、該第１の液体を前記反応器内に導
    いて処理を行うステップ、を備えたことを特徴とする第
    １の液体中に酸素を溶解する方法。
  13. 【請求項１３】 前記第２の液体を与えるステップが、
    前記反応器からの処理後流出液の一部を引き出すステッ
    プを含むことを特徴とする請求項１２記載の第１の液体
    中に酸素を溶解する方法。
  14. 【請求項１４】 前記処理後流出液の一部中に酸素を含
    む気体が導入されて処理後流出液の一部の溶解酸素含有
    量を高め、その後該溶解酸素含有量の高められた処理後
    流出液の一部が前記主導管内の前記第１の液体内に導入
    され第１の液体の溶解酸素含有量を高めた後、該第１の
    液体を前記反応器内に導いて処理を行うことを特徴とす
    る請求項１３記載の第１の液体中に酸素を溶解する方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記方法が前記処理後流出液の引き出
    された一部を加圧した後、処理後流出液の引き出された
    一部を前記反応器と前記主導管との間に接続された循環
    導管を介してポンプ吸引することにより、酸素を含む気
    体を処理後流出液の引き出された一部に導入するステッ
    プを更に備え、前記酸素を含む気体を導入するステップ
    が、前記循環導管を介してポンプ吸引される前記処理後
    流出液の引き出された一部中に酸素を含む気体を導入す
    るステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の第
    １の液体中に酸素を溶解する方法。
  16. 【請求項１６】 前記方法が前記第２の液体を加圧した
    後該第２の液体中に酸素を含む気体を導入するステップ
    を更に備えていることを特徴とする請求項１２記載の第
    １の液体中に酸素を溶解する方法。
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