(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
余剰スラッジ（８０７）の濃縮の為の濃縮遠心分離装置（４）であって、
廃水スラッジに含まれている生物の細胞を破壊するための少なくとも１つの溶解装置（１０，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）が設けられている、ことを特徴としている濃縮遠心分離装置。
【請求項２】
溶解装置（１００，２００，３００）が、少なくとも１つの磨砕装置および／または石目やすり装置を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３】
濃縮遠心分離装置（４）が、スラッジをスラッジ出口（９）へ運ぶ、回転輸送装置（６）および／または回転ジャケット（７）を備えており；
および／または濃縮遠心分離装置（４）がジェット遠心分離装置またはジェット分離器である、ことを特徴とする、請求項１に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４】
回転ジャケット（７）及び回転輸送装置（６）が異なった回転速度で回転する、ことを特徴とする請求項３に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項５】
溶解装置（１００，２００）が摩擦粉砕装置として構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項６】
摩擦粉砕砕装置が、スラッジおよびスラッジに含まれている細胞を粉砕するための少なくとも１つ粉砕ディスク（１６１，１６２）を備えている、ことを特徴とする請求項５に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項７】
粉砕ディスク（１６１）が濃縮遠心分離装置の回転ジャケット（７）と共に回転し、もう１つの静止した粉砕ディスク（１６２）に対して動き、ここにおいては２つの粉砕ディスク（１６１，１６２）の間の隙間（１７０）は調節可能であり、ここにおいてはこの隙間（１７０）は約０．５〜５ｍｍの範囲にある、ことを特徴とする請求項６に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項８】
少なくとも１つの粉砕ディスクがその粉砕表面（１６４，１６５）に、くぼみ（１６３）を有しており、これが半径方向に対して迎え角を示している、ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項９】
くぼみ（１６３）は粉砕表面（１６４，１６５）においてくぼみの無い区域によって分離されていて、この結果として半径方向のくぼみの列が形成される、ことを特徴とする請求項８に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１０】
隣接して配置されているくぼみの列は相互にずらされて配置されており、この結果としてくぼみの列が途切れている区域において隣接しているくぼみの列には途切れが生じていない、ことを特徴とする請求項９に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１１】
摩擦粉砕装置にはスラッジ出口にダム（１９０）が設けられている、ことを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１２】
摩擦粉砕装置が、スラッジおよびスラッジに含まれている細胞を粉砕するための磨砕コーン（２０５）を備えている、ことを特徴とする請求項５に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１３】
磨砕コーン（２０５）が、少なくとも１つの磨砕表面（２６１）を伴った回転外部コーン（２２０）と少なくとも１つの対向表面（２６２）を有する静止した内部コーン（２３０）とを備えている、ことを特徴とする請求項１２に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１４】
少なくとも回転外部コーン（２２０）がその磨砕表面（２６１）にくぼみ（２６３）を有しており、ここにおいてくぼみの幅はくぼみの深さと同じ寸法であり、そしてここにおいてはこれらのくぼみが磨砕コーン（２０５）のジャケットラインの方向またはこれに対する迎え角の方向に向けられている、ことを特徴とする請求項１３に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１５】
くぼみは磨砕表面（２６１）のくぼみの無い区域によって途切れていて、この結果としてくぼみの列がジャケットラインの方向に形成される、ことを特徴とする、請求項１４に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１６】
隣接して配置されたくぼみの列は相互にずらされて配置されており、その結果として、くぼみの列が途切れている区域において隣接するくぼみの列は途切れない、ことを特徴とする請求項１５に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１７】
内部コーン及び回転外部コーン（２３０，２２０）が互いに離間して配置されており、ここにおいて離間距離（２７０）が回転中または静止中に調節装置（２７５）およびスプリング装置（２７６）によって調節可能である、ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１８】
溶解装置（３００）が石目やすり（３０５）として構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項１９】
石目やすり（３０５）が静止外部シェル（３３０）と回転石目やすり表面（３２０）とを備えており、ここにおいては静止外部シェル（３３０）と回転石目やすり表面（３２０）との間の隙間（３７０）の距離が調節可能である、ことを特徴とする請求項１８に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２０】
回転石目やすり表面（３２０）には波形くぼみ（３６３）が設けられていて、ここにおいて波形くぼみ（３６３）は回転石目やすり表面（３２０）の回転の方向に対して迎え角を示している、ことを特徴とする請求項１９に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２１】
スラッジ出口（３９５）の方向に伸びている回転石目やすり表面（３２０）の部分（３２６）は、反対側に伸びている石目やすり（３０５）の部分（３２５）よりも、静止外部シェル（３３０）の壁からの間隔がより大きい、すなわち隙間（３７０）の幅がより広い、ことを特徴とする請求項１９乃至請求項２０のいずれか１項に記載の濃縮遠心装置。
【請求項２２】
石目やすり（３０５）の為のスラッジが中央に供給される、ことを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２３】
回転石目やすり表面（３２０）と静止外部シェル（３３０）との距離（３７０）が最小約２ｍｍから最大約１０ｍｍまでである、ことを特徴とする請求項１９乃至請求項２１のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２４】
溶解装置（４００）がローラークラッシャー（４０５）として構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２５】
ローラークラッシャー（４０５）が少なくとも１つのローラーセット（４４１，４４２）を備えており、このローラーセットは静止外部シェル（４３０）の内壁上で円周方向に転がる、ことを特徴とする請求項２４に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２６】
ローラーセット（４４１，４４２）が少なくとも１０個のローラーを備えている、ことを特徴とする請求項２５に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２７】
溶解装置（５００）が通過ドラム（５０５）として構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２８】
通過ドラム（５０５）が多数の通過要素（５６１）を備えており、これら多数の通過要素（５６１）は静止外部ハウジング（５３０）の内壁に対して、調節可能な間隔（５７０）をあけて、静止外部ハウジング（５３０）の内部で回転する、ことを特徴とする請求項２７に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項２９】
溶解装置（６００）が切断装置（６０５）として構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３０】
切断装置（６０５）が、回転切断要素列（６４１）、静止切断要素列（６４１）、およびスラッジ出口（６９５）のダム（６９０）を備えており、ここにおいてはこれらの切断要素列（６４１）が互いにかみ合っているが互いに接触していない、ことを特徴とする請求項２９に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３１】
静止および回転切断要素列（６４１）の切断要素（６６１，６６２）の隙間（６７０），高さおよび周方向位置は調節可能である、ことを特徴とする請求項３０に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３２】
切断要素（６６１，６６２）が約５０〜１００ｍ／ｓの速度で回転する、ことを特徴とする請求項３０乃至請求項３１のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３３】
切断要素（６６１，６６２）が約８０ｍ／ｓ、の速度で回転する、ことを特徴とする請求項３０乃至請求項３１のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３４】
切断要素列（６４１）が複数のナイフ（６６１，６６２）を備えており、ここにおいては隣接して配置された切断要素列（６４１）中の複数のナイフがずらして配置されており、その結果として、複数のナイフ（６６１，６６２）が途切れている区域では隣接した切断要素列（６４１）は途切れない、ことを特徴とする請求項３０乃至請求項３３のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３５】
切断要素列の端部（６６３）が切断装置（６０５）の回転方向に対して迎え角を示す、ことを特徴とする請求項３０乃至請求項３４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３６】
ダム（６９０）の高さがスラッジ出口（６９５）において調節可能である、ことを特徴とする請求項３０乃至請求項３５のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３７】
溶解装置（７００）がピン磨砕装置（７０５）として構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３８】
ピン磨砕装置（７０５）が回転ピン列（７４１），静止ピン列（７４１），およびスラッジ出口（７９５）のダム（７９０）を備えており、回転および静止ピン列（７４１）は互いにかみ合っているが互いに接触しない、ことを特徴とする請求項３７に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項３９】
静止ピンと回転ピン（７６１，７６２）との間の隙間（７７０）が調節可能である、ことを特徴とする請求項３８に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４０】
回転ピン列（７４１）が約５０〜１００ｍ／ｓの速度で回転する、ことを特徴とする請求項３８乃至請求項３９のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４１】
回転ピン列（７４１）が約８０ｍ／ｓ、の速度で回転する、ことを特徴とする請求項３７乃至請求項３９のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４２】
静止ピンと回転ピン（７６１，７６２）は、隣接して配置されたピン列（７４１）がずらされた結果としてピン列（７４１）中でピンが存在しない区域では隣接するピン列（７４１）のピンが存在する、よう配置されている、ことを特徴とする請求項３８乃至請求項４１のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４３】
静止ピンと回転ピン（７６１，７６２）が回転軸に対してある角度を示す，ことを特徴とする請求項３８乃至請求項４２のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４４】
ダム（７９０）の高さがスラッジ出口（７９５）において調節可能である、ことを特徴とする請求項３８乃至請求項４３のいずれか１項に記載の濃縮遠心分離装置。
【請求項４５】
廃水浄化処理工場における腐敗スラッジの量の、あるいは場合によっては残留スラッジの量、を最小にする為のスラッジ最小化方法であって、
廃水を少なくとも１つの沈殿タンク（８０２）において沈殿させ、この沈殿した主スラッジ（８１１）を少なくとも１つの輸送装置によって少なくとも１つの嫌気性反応器（８１２）に送り、さらには沈殿加工処理された廃水を好気性活性化装置（８０３）へ送る工程と；
少なくとも１つの好気性活性化装置（８０３）において、上記沈殿加工処理された廃水を好気性転換する工程と；
好気性転換された廃水から余剰活性化スラッジ（８０７）を補助沈殿タンク（８０４）において沈殿及び分離させ、余剰活性化スラッジ（８０７）を少なくとも１つの濃縮遠心分離装置（４）において濃縮する工程と；
余剰活性化スラッジ（８０７）から濃縮された濃縮スラッジ（８１０）を少なくとも１つの嫌気性反応器（８１２）において嫌気性転換する工程と；
を含んでおり、
余剰活性化スラッジ（８０７）に当初含まれていた微生物の細胞の量の約０．５〜５０％の量が、嫌気性反応器（８１２）の以前における濃縮遠心分離装置（４）での濃縮の間において溶解される、ことを特徴とするスラッジ最少化方法。
【請求項４６】
嫌気性反応器（８１２）がメタンを含む可燃性ガスを生成する、ことを特徴とする請求項４５に記載のスラッジ最少化方法。
【請求項４７】
この方法において生じた可燃性ガスが電気の生産のために使用され、生産された電気は廃水浄化処理工場を動かすために用いられる、ことを特徴とする請求項４６に記載のスラッジ最少化方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、余剰スラッジの濃縮の為の濃縮遠心分離装置及び濃縮遠心分離装置を使用したスラッジ最少化方法に関係している。
本発明の濃縮遠心分離装置および本発明のスラッジ最少化方法は、廃水浄化工場（以後、廃水処理工場と言う）において生じたスラッジの量の最少化または減少、脱水の改善、スラッジおよび廃棄物バイオマスの嫌気性メタン発酵中並びに廃水の嫌気性浄化中のバイオガス生成の促進に役立つ。
廃水のバイオ浄化方法においては、比較的多量のスラッジが生じる。この場合、これらのスラッジの取扱いおよび経済的利用には問題を伴なうことが多い。廃水の嫌気性バイオ浄化においては、少なくとも２つの型のスラッジが発生する。第一のスラッジは、導入された廃水の第一沈降または沈殿によって生じるスラッジであって、急激な分解が行なわれるスラッジであり、第二の型のスラッジは廃水のバイオ浄化工程後に生じる活性化余剰スラッジである。ここでは微生物混合物が主な役割を果たすが、これらの微生物は廃水浄化中に生じるものである。どちらの型の微生物の数も、除去された不純物の数に依るものであり、また浄化中のプロセスのパラメーターにも依る。どちらの型のスラッジも大部分の廃水処理工場、特に大規模処理工場において、嫌気性メタン発酵によって加工処理される。有機物質の嫌気性メタン発酵は、嫌気性条件下において、微生物の混合培養物がバイオ分解可能な有機物質を段階的に分解するプロセスである。この分解の最終生成物は、メタン、二酸化炭素、二酸化硫黄（sulfan）、窒素、水素、その結果生じたバイオマス、および安定有機物質（それ以上分解できない残留物）である。
嫌気性分解プロセスに影響を与える最も重要な要因としては、基質の組成（特定の生産およびバイオガスの分解を決定するもの）、栄養素の存在、ｐＨ値、緩衝容量、および温度である。このプロセスの経済的採算性は、加工処理される物質の乾燥物質濃度（固体物質濃度）に依る。この理由から、出発物質は濃縮プロセスに付されることが多く、これは機械的に（特に遠心分離、圧搾など）、あるいは重力によって行なわれる。
嫌気性分解が良好に進行するためには、一連の有機栄養素の存在が重要である。一連の成長要因（再生産要因）の存在も、ビタミンおよび酵素と同様に重要である。嫌気性分解には、特に加水分解酵素が重要である。これらの酵素は、多数の物質、例えば固体高分子有機物質でさえも分解または還元することができる。これらの物質には、微生物自体によって合成されるものもあり、系以外から添加されなければならないものもある。
スラッジ、廃水、およびその他の様々な有機物質の嫌気性メタン発酵中のバイオガス生成のシミュレーションに関する研究所またはベンチ試験の可能性については、ＣＺ−ＰＳ２４２９７９号に記載されている。この特許に開示された方法は下記から成っている。すなわち発酵させられる物質がこのプロセスに入れられる。あるいは場合には嫌気性反応器によって、研究所の廃水浄化装置とは別に調製された刺激物質であって、加工処理される物質の有機乾燥物質に依って、０．１〜１０重量％、好ましくは５重量％の機械的または物理的に処理された微生物含有バイオマス懸濁液が直接このプロセスに入れられる。
当技術の現在の状態によるバイオマス懸濁液の溶解処理（細胞の機械的物理的破壊）において、これらの微生物の細胞の内容物は一部解放される。
微生物細胞またはその他の生物細胞の内容物は、細胞壁および／または細胞膜の破壊の間に溶液中に放出される（細胞溶解物とも呼ばれる）が、有機物質のバイオ分解プロセスに、促進または刺激作用をもたらす。細胞溶解物は一方では細胞の死滅によって自然に生じる（自己分解）。他方では加水分解酵素の助けを借りる。これらは、発酵バクテリアによって、さらには物理化学的方法あるいは機械的方法によって、微生物またはその他の生物の人工的分解または解離によって溶液中に放出される。
細胞溶解物は、一方では微生物の機能および成長に刺激を与え、他方ではこれは有機物質の分解に直接必要な一連の酵素を含んでいる。この溶解物は、ある種のバクテリアの機能性あるいは操作性に刺激を与え、これによって水素と二酸化炭素、酢酸、プロピオン酸等を転換および／または放出する。このほかに、細胞溶解物は、有機物質の分解を強め、嫌気性メタン生成プロセスにおいてバイオガス生成を増加させる。この結果、生じるスラッジ総量の減少と、バイオガス生成の増加をもたらす。同様に、細胞溶解物は活性化タンクを用いた場合に、余剰活性化スラッジの生成にも有意な影響を与えうる。
当技術の現在の状態に従って研究所規模の量で細胞溶解物を調製することは、これに必要な設備およびエネルギーの量の点で費用がかかる。このことは、細胞分解または破壊に関するこれまで知られている方法にも当てはまる。例えば特に機械的方法（粉砕、磨砕、圧搾）、音波処理（超音波処理）、キャビテーション、反復凍結融解、加熱による破壊などである。
ＣＺ−ＰＳ２４２９７９号に記載されている。当技術の現在の状態による前記方法には、特に次のような欠点がある。細胞溶解物を別に調製すること、すなわち実際の浄化または処理装置以外での調製が必要であるということである。既に前記されているように、この方法は研究所規模にのみ適している。工業的規模の方法に変えるには大きな空間が必要であり、高いエネルギー費用、投資費用および追加の人件費が必要なので実際的ではない。従ってこの方法は、例えば何トンもの量の循環的な凍結融解スラッジには経済的にも技術的にも有用ではない。
出発点としてＣＺ−ＰＳ２４２９７９号に記載されている、当技術の状態の場合、工業的規模の条件下に生じるスラッジの量を、より費用がかからず、より経済的な方法で有意に減少させることが本発明の目的である。
この目的の達成は、請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する濃縮遠心分離装置及び請求項４５に記載のスラッジ最少化方法によって為される。
上記請求項１に記載の発明は廃水スラッジ、特に余剰スラッジの濃縮の為の濃縮遠心分離装置を提供する。この濃縮遠心分離装置は、その構成において、廃水スラッジに含まれている生物、特に微生物、の細胞を少なくとも一部、濃縮中に溶解させるための少なくとも１つの溶解装置が設けられるように設計されている。
上記請求項１に記載の発明の濃縮遠心分離装置によって、廃水処理工場で生じるスラッジは有意に減少する。さらには、微生物の細胞が濃縮遠心分離装置において溶解されるという事実から、この濃縮遠心分離装置を大規模に利用できるようにもなる。
工業的プロセスエンジニアリングに関しては、１９９５年１月３０日出願の、発明の名称が「浄化工場におけるスラッジ生成物の減少装置および方法」という、本出願人のドイツ特許出願第１９５０２８５６．２号に既に記載されているように実施される。この特許全体が、本明細書に参照として組込まれている。１９９５年７月２８日出願の、発明の名称が「廃水スラッジの濃縮および促進装置」という同じ出願人のドイツ特許出願第１９５２７７８４．８号をも同様に参照しており、これもこの明細書に参照として全体的に組込まれている。
従って濃縮遠心分離装置を、スラッジの濃縮並びに細胞の溶解にも同時に利用することが可能になり、これにより濃縮遠心分離装置が経済的になるという特別な利点が生じた。さらには上記請求項１に記載の本発明の濃縮遠心分離装置によって、比較的少量のスラッジの処理で細胞の連続溶解が可能になる。これにより、多量のスラッジを一度に加工処理する必要がなくなった。
上記請求項４５に記載のスラッジ最少化方法は、廃水浄化処理工場における腐敗スラッジの量、あるいは場合によっては残留スラッジの量、を最小にする為のスラッジ最小化方法であって：
廃水を少なくとも１つの沈殿タンクにおいて沈殿させ、この沈殿した主スラッジを少なくとも１つの輸送装置によって少なくとも１つの嫌気性反応器に送り、さらには沈殿加工処理された廃水を好気性活性化装置へ送る工程と；
少なくとも１つの好気性活性化装置において、上記沈殿加工処理された廃水を好気性転換する工程と；
好気性転換された廃水から余剰活性化スラッジを補助沈殿タンクにおいて沈殿及び分離させ、余剰活性化スラッジを少なくとも１つの濃縮遠心分離装置において濃縮する工程と；
余剰活性化スラッジから濃縮された濃縮スラッジを少なくとも１つの嫌気性反応器において嫌気性転換する工程と；
を含んでおり、
余剰活性化スラッジに当初含まれていた微生物の細胞の量の約０．５〜５０％の量が嫌気性反応器の以前における濃縮遠心分離装置での濃縮の間において溶解される、ことを特徴としている。
上述した如き本願の請求項１に記載の発明の濃縮遠心分離装置または上述した如き本願の請求項４５に記載の本発明によるスラッジ最少化方法を用いることにより、廃水浄化処理工場でのスラッジ生成は有意に削減できる。微生物細胞は濃縮遠心分離装置に設けられてる少なくとも１つの溶解装置においてそれ自体溶解されるという事実によって、さらにはこれらの濃縮遠心分離装置またはスラッジ最少化方法を大規模な環境でも使用できるようになる。これにより次の利点が生じる。すなわち濃縮遠心分離装置がスラッジの濃縮のため、並びに細胞の溶解のために同時に使用されるが、このことによって濃縮遠心分離装置またはスラッジ最少化方法がより経済的になるのである。このほかに、この濃縮遠心分離装置あるいは場合によってはこのスラッジ最少化方法において、比較的少量のスラッジ処理で細胞を連続的に溶解することができ、このことから、多量のスラッジを同時に加工処理する必要がなくなる。
上述した如き本願の請求項１に記載の発明の濃縮遠心分離装置または場合によっては上述した如き本願の請求項４５に記載の発明のスラッジ最少化方法において、廃水浄化処理工場外で費用のかかる細胞溶解物の調製を行なう必要がないので、費用の増加もエネルギーの増加もなく、人件費も掛からないという利点が同時に得られる。このほかに嫌気性反応器の効率または生産性が増加し、有機物質の分解が促進され、問題のある物質あるいは化合物、例えば生体異物（ｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃａ）または毒性物質がより強力に分解され、可燃性ガスの生産が増加し、エネルギーバランスシートが当技術の現在の状態に比較して改善されている。
本発明のその他の利点および特徴は、実施態様を表わす明細書および図面に基づいて明らかになる。
図面は以下のとおりである。
図１は、本発明の濃縮遠心分離装置の全体像を縦断面図で示したものである。
図２は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第一実施態様による摩擦粉砕装置の断面図である。
図３ａは、第一実施態様による摩擦粉砕装置の粉砕ディスクの外部表面を図式的に表わしたものである。
図３ｂは、図３ａ中に示されている粉砕ディスクの外部表面のもう１つの設計例を図式的に表わしたものである。
図４は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第二実施態様による摩擦粉砕装置の断面図である。
図５は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第三実施態様により石目やすりの断面図である。
図６は、図５の線６−６に沿う断面図である。
図７は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第四実施態様によるローラークラッシャーの断面図である。
図７ａは、図７の線７−７に沿う断面図である。
図８は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第五実施態様による通過ドラムの断面図である。
図９は、図８の線９−９に沿う断面図である。
図１０は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第六実施態様による切断装置の断面図である。
図１１は、図１０の線１１−１１に沿う断面図である。
図１２は、図１０の線１２−１２に沿う断面図である。
図１３は、本発明の濃縮遠心分離装置の一部である溶解装置の第七実施態様によるピン摩砕装置の断面図である。
図１４は、図１３の線１４−１４に沿う断面図である。
図１５は、本発明のスラッジ最少化方法を用いる廃水浄化処理工場の実施態様を図式的に示したものである。
下記において、本発明は、溶解装置を用いる濃縮遠心分離装置を参照して記載される。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、スラッジ含有廃水用のあらゆる適切な輸送装置を前記溶解装置と組み合わせてもよく、これらの輸送装置は、本発明の意味においては、廃水浄化処理工場内の様々ない値で用いることができる。
図１において、廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の全体が１として示されている。濃縮遠心分離装置４の全体１は、ハウジング２を備え、ハウジング２の内側３には濃縮遠心分離装置４が備えられている。濃縮遠心分離装置４はその内側５に、回転輸送装置としてのスネークまたはスクリューコンベヤ６と回転ジャケット７とを有する。
廃水スラッジの濃縮において、処理済みスラッジは図示されていない管または導管を経て、濃縮遠心分離装置４の入口８へ導かれる。廃水スラッジはついで、濃縮遠心分離装置４の内側５の回転スクリューコンベヤ６を通って、図１に示された矢印の方向に、後端部へ運ばれ、最後には濃縮遠心分離装置の出口９へと運ばれる。ある場合には、回転スクリューコンベヤ６は約３０１０回転／分の周速度で回転し、回転ジャケット７は約３０００回転／分の周速度で回転する。この場合、回転スクリューコンベヤ６と回転ジャケット７の回転方向は同じである。
濃縮遠心分離装置４の後端部の出口９には、例えばハウジング１１内に溶解装置１０が備えられている。
溶解装置１０は、回転部分１２と固定部分１３とを含んでいる。溶解装置１０の回転部分１２および濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７は、駆動装置１４によって駆動される。
回転スクリューコンベヤ６は、図１に示されていない第二駆動装置、例えば油圧駆動装置あるいは駆動歯車によって駆動される。
スラッジを含む溶解物を得るために、廃水浄化処理工場で通常入手しうる加工処理されたスラッジは、濃縮遠心分離装置４の回転スクリューコンベヤ６を経て、濃縮遠心分離装置４の出口９へ運ばれ、溶解装置１０の内部１５へ入る。生物特に微生物、例えば原生動物およびバクテリア、の細胞、および藻類・線虫類、および高等植物の成分が溶解装置１０において破壊あるいは粉砕されるか、あるいは場合によっては溶解され、従ってこれらの膜および／または細胞壁が壊され、細胞内容物が環境中に放出される。
当然、スラッジに存在する細胞のすべてが溶解されるわけではないので、溶解された細胞の細胞内容物は、スラッジをさらに技術的に処理加工している間、他の生物の栄養分として役立つ。これによって一方では分解塔において、バイオガスの生成、特にメタン生成、がかなり増加し、他方では総スラッジ重量が大幅に減少する。
下記において、濃縮遠心分離装置４の一部である溶解装置１０の様々な実施態様が記載される。
図２は第一実施態様の溶解装置１００を示している。この溶解装置１００は、濃縮遠心分離装置４の出口９に備えられている。
図２による溶解装置１００の回転部分１２０は、濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７に連結されており、従ってこれは回転ジャケット７と共に回転する。溶解装置１００の固定部分１３０は固定カップとして構成されている。図２の実施態様において、溶解装置１００は、回転部分１２０の外側表面の一部に付けられた摩擦粉砕装置として、粉砕または磨砕ディスク１６１を備えている。溶解装置１００の固定部分１３０は、同様に磨砕ディスク１６２を備えている。
この実施態様では、磨砕ディスク１６１は複数のくぼみ１６３を有しており、これらは好ましくは図３ａによれば半径方向に向けられている。濃縮遠心分離装置４の回転スクリューコンベヤ６および回転ジャケット７の回転の結果、廃水スラッジは、矢印で示された方向に濃縮遠心分離装置４の出口９まで運ばれ、約５０ｍ／ｓの速度で溶解装置１００の内側１５０へ送られる。廃水スラッジは、ここで隙間１７０を通過しなければならない。ここで廃水スラッジは磨砕表面１６４と１６５の間で粉砕される。従って好ましくは回転する磨砕ディスク１６１に備えられているくぼみ１６３は、特別な利点を有する。これらのくぼみ１６３によって溶解装置１００の磨砕力およびせん断力が強められ、それが細胞溶解の増加につながるからである。
廃水スラッジが隙間１７０で粉砕された後、廃水スラッジは、図２に示された溶解装置１００の上端部１８０に遠心分離力の結果集められる。溶解装置１００内の廃水スラッジの高さおよび廃水スラッジの累積滞留時間は、隙間１７０の幅（この例では約２ｍｍ）と、ダム１９０の高さによって決定される。
廃水スラッジは溶解装置１００を通過した後、濃縮形態で溶解装置１００の出口１９５から出る。
図３ａによれば、回転する磨砕ディスク１６１の表面にあるくぼみ１６３は、好ましくは半径方向の切欠き部として構成あるいは設計されているが、図３ｂによれば、半径方向に対して迎え角を示していてもよい。
この実施態様では、くぼみ１６３はずらして配置されるのが特に好ましい。これが意味するところは、隣接して配置されたくぼみの列１４１は、くぼみ１６３の無い区域では、隣接するくぼみの列１４１には途切れがないように配列されているということである。
これの利点は、高いポンプ効果と、隙間１７０内に大きな圧力勾配をつくることである。従ってその結果、全体的に溶解装置１００の溶解効果が顕著に増加する。
いずれの場合にも、図２による溶解装置１００は、多数でいてもよい。従って多段階の溶解装置１００が備えられ、これにより溶解効果がさらに有意に増加する。
溶解装置１００の段階の数が、必要なエネルギー消費、およびバイオガス生産との関係、すなわち換言すればエネルギー要件／切欠き部の関係によって制限されるのは言うまでもない。
このほかに、溶解装置１００を損傷することもある大きな異物を保持しておくために、廃水スラッジが隙間１７０に入る前、あるいは濃縮遠心分離装置４の入口８の前に、篩またはフィルターが備えられてもよい。
図４において、本発明の廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第二実施態様の溶解装置２００が示されている。溶解装置２００はこの場合、摩擦粉砕装置として、より詳しくは磨砕コーン２０５として構成されている。磨砕コーン２０５の回転外部コーン２２０は、濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７と連結されている。回転外部コーン２２０の粉砕または磨砕表面２６１には、くぼみ２６３が備えられている。この例の場合は、磨砕コーン２０５のジャケットラインの方向に向けられているようなくぼみ２６３が好ましい。しかしながら基本的には、くぼみ２６３は磨砕コーン２０５のジャケットラインに対して迎え角に備えられることも可能である。この実施態様ではくぼみ２６３は、次のように、外部コーン２２０の磨砕表面２６１の切欠き部として構成されている。すなわち隣接して配置されている切欠き部列は、切欠き部列が断続している区域では、隣接する切欠き部列には途切れがないようにずらして配置された形状に備えられるのである。
これによって同様に、よりよい溶解効果が得られる。
回転外部コーン２２０の反対側に固定した内部コーン２３０がある。これは磨砕表面２６２を備える。溶解装置２００の内部コーン２３０と回転外部コーン２２０との間に隙間２７０があり、これの幅は調節装置２７５によって変更することができる。
ポンプ効果を改善するため、および廃水スラッジの分配を改善するために、くぼみ２６３の深さは、この実施態様では、くぼみ２３６の幅とほぼ一致するように選ばれる。特に廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の溶解装置２００としての磨砕コーン２０５についての利点は、磨砕コーン２０５の形態でのこの型の溶解装置２００を用いた場合、磨砕コーン２０５の内側２５０に入って来る廃水スラッジ内の異物からは磨砕コーン２０５の破壊は発生せず、むしろスプリング装置２７６によって受け入れることができるので、篩またはフィルターによる異物の除去は絶対に必要なわけではない。
図５は、本発明の廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第三実施態様の溶解装置３００としての石目やすり３０５を示している。石目やすり３０５は、回転石目やすり表面３２０と固定外部ジェル３３０とから成る。回転石目やすり表面３２０は濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７に連結されている。図５によれば、廃水スラッジは、矢印によって示された方向に、回転スクリューギヤまたは回転スクリューコンベヤ６、および回転ジャケット７を通って石目やすり３０５の内部３５０に運ばれ、回転石目やすり表面３２０と固定外部シェル３３０の固定石目やすり表面との間の隙間３７０における出口開口部３５５から出て、そこで押し潰され、かつ粉砕される。従って廃水スラッジに含まれている細胞は、隙間３７０内部の高いせん断力と高圧の結果、隙間３７０において溶解される。これにより、これらの細胞内容物は、周囲の媒質中に放出される。
隙間３７０内の圧力を増すために、この例では出口３９５から最も遠い回転石目やすり表面３２０の部分３２５は、固定外部シェル３３０の方向へさらに大きく傾斜しており、出口３９５に最も近い回転石目やすり表面３２０の部分３２６は、固定外部シェル３３０の方向への傾斜はより小さく、したがってこの区域では出口開口部３５３から見てもう１方の側よりも幅が広い隙間３７０が生じる。外側へ向かって増大するこの平面または上昇部は、有意の圧力増加を生じ、これは溶解装置３００の溶解効果を増す作用がある。
この実施態様において、実際にシーリングの問題が発生しないように、溶解装置３００の態様を単純な構成にするのが好ましい。従って金属摩擦が起こらず、大きな粒子が脇へ逸らされ、一般に濾過手段を追加する必要がない。
図６は、図５の線６−６に沿う断面図である。溶解装置３００のこの実施態様によれば、石目やすり３０５（ｓｉｃ）は、その回転石目やすり表面３２０に波形くぼみ３６３を備える。これらは好ましくは回転方向に対して迎え角を示す。この実施態様では、隙間３７０の幅は最も狭い点で約２ｍｍであり、最も広い点で約１０ｍｍである。
この実施態様によれば、廃水スラッジは固定外部シェル３３０と、回転石目やすり表面３２０との間の狭い隙間３７０を流れるように強制される。これは、波形くぼみ３６３である。これにより高圧が隙間３７０に生じ、この高圧から非常に高いせん断力が生じるので、微生物、特にバクテリア、の膜および細胞壁が細断され、これらの細胞質が周囲の媒質に放出される。
図７は、本発明の廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第四実施態様の溶解装置４００としてのローラークラッシャー４０５を示している。
ローラークラッシャー４０５の回転部分４０２は、濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７に連結されており、従ってこれは回転ジャケット７と共に回転する。溶解装置４００は、固定部分４３０で外部に対して閉鎖されているが、回転部分４２０と固定部分４３０との間に出口開口部４９５を備える。
回転部分４２０と固定部分４３０はどちらも開口部４２１と４３１を備える。開口部４２１と４３１にはローラー体、この例ではローラー４４０、が備えられている。この場合には、溶解装置４００には２つのローラーセット４４１と４４２が見られる。
ローラークラッシャー４０５の回転部分４２０の回転中に、ローラー４４０は、回転部分４２０と固定部分４３０との間でローラーベアリングのように動く。
図７中において、回転ジャケット７と回転スクリューコンベヤ６が回転した結果、廃水スラッジは矢印で示した方向へ動き濃縮遠心分離装置４の出口９から、溶解装置４００としてのローラークラッシャー４０５の内部４５０に入る、生物を含む廃水スラッジはついで、ローラー４４０の間の出口開口部４５５を通り、従ってローラー４４０は動いている時に廃水スラッジを互いの間に巻き込み、転がし、それによって廃水スラッジに含まれている細胞が溶解されるように廃水スラッジを押し潰す。
このように押し潰されかつ溶解された廃水スラッジは、ついで隙間４７０を経て次のローラーセット４４２へ運ばれる。ここで廃水スラッジは、ローラー４４０によって新たに転がされかつ押し潰される。従ってさらに多くの有機体細胞が粉砕され、その結果細胞内容物が環境へ放出される。
ローラークラッシャー４０５で加工処理された廃水スラッジは、その出口開口部４９５を経て最終的に溶解装置４００を離れる。さらに廃水スラッジは必要に応じて加工処理される。
図７による廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第四実施態様の溶解装置４００の特別な利点は、様々な隙間４７０を用いることができ、得られる溶解作用に従って様々なローラーサイズを用いることができ、従ってパラメーター、すなわち隙間４７０の幅、ローラー４４０のサイズ、およびローラーセット４４１および４４２の数を変えることによって、溶解量を正確に調節することができることである。
ローラー４４０の表面に、図示されていないくぼみを備えることもできることは言うまでもない。これらのくぼみは半径方向に、またローラーシリンダーのジャケットラインの方向にも、あるいはまた回転方向に対して迎え角で備えられてもよい。
図７ａにおいて、図７の線７−７に沿う断面図が、第一ローラーセット４４１および出口開口部４５５を示している。
図８には、本発明の廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第五実施態様の溶解装置５００としての通過ドラム５０５が示されている。
通過ドラム５０５は、回転部分５２０と固定部分５３０とを備えている。これらはシール５０１によって互いにシールされている。
溶解装置５００の内部５５０には、通過要素５６１が、この例では互いに様々に異なる角度で備えられている。
その他の実施態様のように、回転部分５２０は濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７と連結されている。
回転スクリューコンベヤ６および回転ジャケット７が動いた結果、廃水スラッジは矢印で示された方向に濃縮遠心分離装置４の出口９へ運ばれ、ついで廃水スラッジは出口開口部５５５を通って通過ドラム５０５の内部５５０に入る。廃水スラッジとこれに含まれている微生物、例えばバクテリア、はついで、固定部分５３０と通過要素５６１との間の狭い隙間５７０に押し込まれる。その結果高いせん断力が生じ、従ってバクテリアとその他の微生物がこのせん断力によって細断され、これによって溶解される。従って細胞内容物が周囲媒質に放出される。
溶解装置５００において加工処理された廃水スラッジは、出口開口部５９５から出て行き、適切な方法でさらに処理してもよい。
図９は、図８の線９−９に沿った通過ドラム５０５の断面図である。
図１０は、廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第六実施態様の溶解装置６００としての切断装置６０５を示している。切断装置６０５は、切断要素６６１が備えられた回転部分６２０を含んでいる。
回転部分６２０は、濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７と連結している。溶解装置６００の固定部分６３０は切断要素６６２を備えている。これらは切断要素６６１の中に取付けられている。この例では、切断要素６６１，６６２はナイフとして備えられている。ナイフは横に並んで、および互いの後ろに配置されている。好ましくは配列は図１２によるものである。図１２は図１０の線１２−１２に沿う断面図である。この配列は標準的配列になっている。
切断装置６０５の回転部分６２０の回転は、個々の切断要素６６１と６６２とが、互いに接触せず、互いの間に隙間６７０（必要に応じて調節可能である）ができるように行なわれる。
他の実施態様のように、廃水スラッジは濃縮遠心分離装置４から、濃縮遠心分離装置４の出口９へと運ばれる。廃水スラッジは、約５０ｍ／ｓの速度で溶解装置６００の内部６５０へ送られる。
濃縮遠心分離装置４から来る廃水スラッジはまず、固定部分６３０の角度の付けられた表面６５１と出会う。廃水スラッジのこの衝突によって、例えばバクテリアや原生動物などの、存在する多数の微生物の細胞はもやは破壊されている。
角度の付けられた外部表面６５１への溶解衝突効果をさらに増すために、でこぼこした部分、例えばナイフ、ピン等の形態のものを備えてもよい。
ついで廃水スラッジは、通路６５２を経て切断装置本体６５６へ送られる。ナイフ形状の切断要素６６１は、この例においては、約８０ｍ／ｓの回転速度で回転する。ついで廃水スラッジは、切断要素６６１と６６２との間の隙間６７０を通り、この実施態様においては、最終的にスラッジ出口６９５に到達するためには、４列の切断要素６６２を通過しなければならない。
切断装置本体６５６の切断要素６６１および６６２の回転速度および設計によって、巨大なせん断力が、廃水スラッジに含まれている微生物に影響を与え、従ってそこに含まれている微生物の細胞の最大部分が細断される。これによって極端な溶解効果が切断装置６０５から生じ、従って廃水スラッジに含まれている細胞の大部分が溶解され、その細胞質が周囲の環境中に放出され、残存する細胞へ優れた栄養媒質が提供される。これによって、ついでバイオガス生成の増加およびスラッジ量の減少が生じる。
図１１は、図１０の線１１−１１に沿った断面図である。この図からわかることは、先行ナイフ端部のスラッジの一部が再びフィードバックされるかあるいは戻されるように設計されている末端部、この実施態様では切断装置６０５の回転部分６２０の回転方向に対し迎え角を示すナイフ端部６６３であるが、を伴った切断要素６６１または６６２を用いることができるということである。これによってある種のポンプ効果が遠心分離の方向に生じ、これによってせん断力とそれに伴なって溶解効果がさらに増す。
スラッジ出口６９５にはダム６９０が備えられている。ダム６９０の高さは調節可能であり、切断装置本体６５６内容物の滞留時間および溶解度も調節可能である。
図１２は、図１０の線１２−１２に沿う断面図である。この図面では、切断要素またはナイフ列６４１に備えられている切断要素６６１および６６２は、互いに対してずらして配置されている。
図１３は、廃水スラッジの濃縮遠心分離装置４の第七実施態様の溶解装置７００としてのピン磨砕装置７０５の断面図を示す。
このピン磨砕装置７０５は、他の実施態様のように、濃縮遠心分離装置４の出口９における濃縮遠心分離装置４の一部を成す不可欠要素として備えられている。溶解装置７００のピン磨砕装置７０５は、回転部分７２０と固定部分７３０とを含んでいる。固定部分７３０は、シール７０１で外部に対してシールされている。
回転部分７２０は、濃縮遠心分離装置４の回転ジャケット７に連結されている。ピン磨砕装置７０５の回転部分７２０には、多数のピン７６１のピン列７４１が備えられている。これらは、固定部分７３０に備えられている多数のピン７６２のピン列７４１とかみ合っている。
この実施態様では、回転部分７２０と固定部分７３０には、各々３つのピン列７４１が備えられている。
ピン磨砕装置７０５は、外部に対してダム７９０によって閉鎖されており、ダム７９０はスラッジ出口７９５を含んでいる。
他の実施態様のように、廃水スラッジは、矢印で示された方向に、濃縮遠心分離装置４を通って濃縮遠心分離装置４の出口９へ運ばれ、ついで溶解装置７００の内部７５０に入る。廃水スラッジはついで、個別のピン７６１と７６２との間の隙間７７０に強制的に入れられ、ついでピン７６１の回転のよって生じた大きなせん断力に付与される。ピン磨砕装置７０５でも、溶解装置６００の切断装置６０５と同様、大きなせん断力が個別のピン７６１と７６２との間、あるいは場合によっては個別のピン列７４１の間に生じる。これらの力によって廃水スラッジに含まれている微生物の細胞を粉砕することができ、従ってこれらの内容物が周囲媒質に放出される。
溶解装置７００で加工処理された廃水スラッジは、ついでスラッジ出口１９５を出て行き、所望であればさらに加工処理してもよい。
廃水スラッジの滞留時間および溶解量は、ダム７９０の高さによって調節できる。
このピン磨砕装置７０５の好ましい実施態様において、２つのピン列７４１間の距離または間隔は調節可能である。これによってさらに大きなせん断作用を生み出すことができ、それと共により高い溶解レベルも達成可能である。
図１４は、図１３の線１４−１４に沿う断面図である。
ピン磨砕装置７０５の形状の溶解装置７００の特別な利点は、滞留時間が調節可能であること、効率を例えばピン７６１および７６２の数によって容易に調節しうること、および個別のピン７６１および７３２は必要ならば容易に取り替えられることである。
もう１つの利点は、建造に要する空間が比較的小さく、個別のピン７６１および７６２の許容差が比較的大きいことである。所望であれば、大きな異物を保持しておくために、濃縮遠心分離装置４の出口９あるいは濃縮遠心分離装置４への入口に、図１３には示されていないフィルターを備えても有利であろう。大きな異物はピン７６１および７６２に損傷を与えることになるかもしれないからである。
ピン列７４１間に生じる高いせん断力の他に、細胞を衝突させ、かつ叩き潰すことによって溶解効果を生み出すことも可能になる。
廃水浄化方法の利用のための図１５に示された廃水浄化処理装置は、原廃水の入口あるいは供給側８０１を有する主沈殿タンク８０２を含んでいる。主スラッジ８１１はついで嫌気性反応器８１２に送られる。主沈殿タンク８０２から来る流出物は、好気性バイオ活性化装置８０３に送られ、この好気性バイオ活性化装置８０３から出る混合物は補助浄化タンク８０４に送られる。ここでは浄化された廃水８０５の沈殿あるいは分離が行なわれる。沈殿された活性化スラッジの一部８０６は、輸送装置としてのスラッジ戻りポンプ８２０で好気性バイオ活性化装置８０３へ戻される。余剰活性化スラッジ８０７は、溶解装置１０の濃縮遠心分離装置４へ送られる。ここで余剰活性化スラッジ８０７の濃縮、および微生物の一部の細胞の溶解または破壊が行なわれる。濃縮物８０９は好気性バイオ活性化装置８０３に戻される。濃縮スラッジ８１０は嫌気性反応器８１２に送られる。嫌気性反応器８１２から来る反応混合物８１３は、濃縮あるいは脱水遠心分離装置４ａへ送られる。ここで、安定化スラッジの脱水、および微生物の一部の細胞の溶解あるいは破壊が行なわれる。濃縮物８１７は、好気性バイオ活性化装置８０３へ戻され、および／またはその一部が嫌気性反応器８１２へ送られる。嫌気的に脱水された安定化スラッジ８１５は出口８１８を通ってごみ捨て場に行き、および／またはその一部８１６は、嫌気性反応器８１２へ戻される。
微生物の細胞の一部破壊が行なわれるこの廃水浄化装置の部分は、濃縮遠心分離装置４および脱水遠心分離装置４ａ、および／またはスラッジ戻りポンプ８２０から成る。ある場合には、溶解装置１００は、摩擦粉砕装置として備えられ、回転する摩砕ディスク１６１および固定されている摩砕ディスク１６２を濃縮遠心分離装置４に有している。一方、脱水遠心分離装置４ａの出口９には、切断装置６０５の形態の溶解装置６００が備えられている。
刺激剤の調製のために、活性化スラッジと、嫌気安定化スラッジとを用いることも可能である。より詳しくはこれらのスラッジは、手近の反応器から直接、あるいは別の効率的反応器から来るものである。最初に示したケースでは、余剰活性化スラッジ８０７は、濃縮遠心分離装置４へ送られ、ここでスラッジの濃縮のほかに、溶解装置のバイオマス細胞の部分の破壊／溶解が行なわれる。ここで濃縮物８０９は好気性バイオ活性化装置８０３に戻され、濃縮スラッジ８１０は、スラッジの安定化のために嫌気性反応器８１２へ送られる。もう１つのケースでは、反応混合物（嫌気性安定化スラッジ）８１３は、脱水遠心分離装置４ａへ送られる。ここではスラッジの脱水のほかに、バイオマス細胞の一部の破壊が行なわれる。濃縮物８１７の５〜３０％の部分および／または脱水された安定化スラッジの５〜３０％の部分８１６は、スラッジの安定化のために嫌気性反応器８１２へ戻される。
従って本発明によるスラッジ最少化方法を用いる廃水浄化処理工場は、別に溶解された調製物を用いる当技術の状態と比較して、工業的規模での使用の観点から、経済的に有意な程度に有利である。このようにして、好気性および嫌気性バイオ浄化方法を刺激し、これによって廃棄されるスラッジの量を減少させ、バイオガス生産を増加させることが同時に可能になる。
本発明の濃縮遠心分離装置、あるいは本発明によるスラッジ最少化方法を用いる廃水浄化処理工程の適用によって、実際には一連の技術パラメーターの全体的な改善が達成される。溶解された不純物の加工処理（嫌気性廃水浄化）、および嫌気性スラッジ安定化において、次のような結果を得ることができる：嫌気性反応器の生産高が増加すること、有機物質の分解が促進されること、安定化プロセス中の有機物質の分解も同様に促進されること（スラッジにおいては嫌気性分解の程度、廃水においては問題の多い物質、例えば種々の生体異物（ｚｅｎｏｂｉｏｔｉｃａ）あるいは毒物などが分解できること）、バイオガス生産が増加すること、安定化スラッジの生産が最小限にされること、嫌気性安定化スラッジの脱水能力が高まること、通常の設計に比べてこのプロセスのエネルギー方程式も同様に改善されることなどである。
実施例  １
本発明による機能および技術的利用は、図１５から理解できる。刺激剤の調製、すなわち過剰あるいは余剰活性化スラッジのバイオマス細胞の一部の分解または溶解のために主装置として、濃縮遠心分離装置４が用いられる。放出された細胞溶解物の量を測定するためには、放出された有機物質の濃度であって、流入流（余剰活性化スラッジ８０７）および濃縮遠心分離装置４からの排出流（濃縮スラッジ８１０）においてＢＯＤ５として表されたものを用いる。次の結果が得られる：
流入流（８０７）            ＢＯＤ５（放出）        −１４０ｍｇ／ｌ
排出流（８１０）            ＢＯＤ５（放出）        −６３０ｍｇ／ｌ
流入流８０７および排出流８１０を用いて、メタン生成活性テストを実施した。懸濁物質の濃度を、２つの流が同じになるように調節した。テストは同じ条件下および同じ接種材料濃度で実施された。接種材料として、バイオ反応器から生じた嫌気性安定化スラッジを用いた。バイオガス生成は、各流について、および２つの流と同じ量の全体の物質との混合物について、別々に測定した。同じ量の全体の材料のバイオガス生成は、流入流８０７によるものより、排出流１１０において約１０．１％高かった。混合物の場合の生産結果は、嫌気性接種材料の負荷に依って、理論値に対して約１３．３％および約３１．２％の増加を生じた（非溶解材料のグラムで表わして、０．５４および０．２７ｇ  ＣＯＤ／有機部ｇ（条件損失））。理論値は、各流各々について同量の生成ガスの値の総計を表わす。
実施例  ２
単純物質での嫌気性分解に対する、細胞溶解物の刺激の影響の実証
蟻酸、酢、プロピオン酸およびグルコースとの嫌気性共発酵のメタン生成活性テストを実施した。どの場合も同量の接種材料を用いた。排出流の活性化スラッジ濃縮物（濃縮スラッジ８１０）の濃縮余剰物を添加して実施した一連のテストもあれば、流入流の余剰活性化スラッジ（８０７）を同量添加して実施した一連のテストもある。複合材料と単純物質との共発酵は、時には複合物質のある種の成分の分解力の増加を引起こす。同量のテストスラッジとグルコースとの共発酵は、分解能力の増加を示し、流入スラッジの場合は約４１．８％、濃縮物の場合は約５１．３％の増加があった（実際の差は約１１．３％）。蟻酸との共発酵は１３．５％の濃度においてのみプラスであった（実際の差は約３３％）。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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