(57)【要約】本発明は、廃水浄化プロセスに関し、特に、紙製造における廃水の連続的な浄化プロセスに関する。浄化すべき廃水が、嫌気性リアクタ１２に供給され、該嫌気性リアクタ１２において、廃水は嫌気性微生物と作用し、廃水中の異物を分解する。浄化された廃水は、嫌気性リアクタ１２から排出される。廃水の少なくとも一部が、嫌気性リアクタに供給される前または嫌気性リアクタから排出された後に気泡分離ステップ３０を受け、少なくともある程度までは水から石灰を除去する。さらに、本発明は、該本発明のプロセスを実行するのに適した装置に関する。
2009529417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水の浄化、特に、紙製造工業における廃水の連続的な浄化の方法であって、
浄化すべき廃水が、嫌気性リアクタ（１２）に供給され、前記廃水は、該廃水中に含まれる異物を分解するように前記嫌気性リアクタ（１２）内の嫌気性微生物と作用し、この浄化された廃水は、前記嫌気性リアクタ（１２）から排出され、
前記廃水の少なくとも一部が、少なくとも部分的に石灰を除去するために、前記嫌気性リアクタ（１２）へ輸送する前または該嫌気性リアクタ（１２）から排出された後に気泡分離ステップを受けることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記廃水の少なくとも一部は、少なくとも部分的に石灰を除去するために、前記嫌気性リアクタ（１２）から排出された後に気泡分離ステップを受け、その後に、前記廃水の一部は、前記嫌気性リアクタ（１２）へ戻るように案内されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記廃水は、前記気泡分離ステップにおいて中性またはアルカリ性のｐＨに調整されるとともに、ガスが投入されて圧縮された後に、このように処理された廃水が減圧されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記廃水は、前記気泡分離ステップにおいて、７〜１０のｐＨ、好ましくは７〜９のｐＨ、特に好ましくは７．５〜８．５のｐＨに調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの沈殿剤および／または少なくとも１つの凝集補助剤が、前記気泡分離ステップの前に、または該気泡分離ステップの最中に前記廃水に付加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの沈殿剤は、ポリ塩化アルミニウムであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの凝集補助剤は、ポリアクリルアミドであることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記浄化すべき廃水は、気泡分離装置（３０）に供給されてここから排出された後に、前記嫌気性リアクタ（１２）に直接的または間接的に供給されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記浄化すべき廃水は、前記嫌気性リアクタ（１２）へ最初に供給された後に気泡分離装置（３０）へ供給されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、予酸性化リアクタ（１４）において、前記廃水が加水分解および／または酸生成を受ける予酸性化ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記廃水は、前記気泡分離ステップ後に、前記嫌気性リアクタ（１２）へ（戻るように）案内される、および／または前記予酸性化リアクタ（１４）へ（戻るように）案内されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記嫌気性リアクタ（１２）内の廃水の温度、特に、該嫌気性リアクタ（１２）へ供給される廃水の温度が、制限および／または監視されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記浄化すべき廃水は、前記気泡分離ステップが生じる気泡分離装置（３０）へ連続的に供給され、ここで、前記嫌気性リアクタ（１２）から連続的に排出された廃水の少なくとも一部と混合され、少なくとも部分的に石灰が除去された水が、前記気泡分離装置（３０）から連続的に排出され、予酸性化リアクタ（１４）へ案内されるとともに該予酸性化リアクタ（１４）から前記嫌気性リアクタ（１２）へ連続的に案内されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記浄化すべき廃水は、前記気泡分離ステップが生じる前記気泡分離装置（３０）へ連続的に供給され、ここで、前記嫌気性リアクタから連続的に排出された廃水の少なくとも一部と混合され、少なくとも部分的に石灰が除去された廃水が、前記気泡分離装置（３０）から連続的に排出され、前記嫌気性リアクタ（１２）へ連続的に案内される、および／または前記廃水の少なくとも一部が装置（１０）から排出されるとともに製品プロセスにおいて再利用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記浄化すべき廃水は、予酸性化リアクタ（１４）へ連続的に供給されてから前記嫌気性リアクタ（１２）へ案内され、この廃水は前記嫌気性リアクタ（１２）から連続的に排出され、前記廃水の少なくとも一部が、前記気泡分離ステップが生じる気泡分離装置（３０）へ案内され、この廃水は該気泡分離装置（３０）から連続的に排出され、前記予酸性化リアクタ（１４）へ戻るように案内される、および／または直接的にまたは前記予酸性化リアクタ（１４）と前記嫌気性リアクタ（１２）との間に配置された混合機装置を介して前記嫌気性リアクタへ案内される、および／または前記廃水の少なくとも一部が前記装置（１０）から排出されるとともに製造プロセスにおいて再利用されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記嫌気性リアクタ（１２）から連続的に排出される浄化された廃水が、一方の部分流が前記装置から排出され、他方の部分流が前記気泡分離装置（３０）へ案内される２つの部分流へ分割されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記気泡分離装置（３０）へ供給される前記部分流は、前記嫌気性リアクタ（１２）から排出される流れの合計に対して、５〜８０％、特に好ましくは３０〜５０％であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記気泡分離ステップにおいて、水の硬度が、少なくとも５％、特に好ましくは少なくとも２０％、さらに特に好ましくは少なくとも４０％下げられることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載される廃水の浄化、特に、紙製造工業における廃水の連続的な浄化の装置であって、
廃水嫌気性浄化用の少なくとも１つのリアクタ（１２）を有しており、該リアクタ（１２）は、前記リアクタ（１２）へ浄化すべき廃水を輸送する少なくとも１つの供給ライン（１６）と、前記リアクタ（１２）から浄化された水を排出する少なくとも１つの排水ライン（２４）と、を備え、
前記排水ライン（２４）を介して前記嫌気性リアクタ（１２）から排出された前記浄化された廃水の少なくとも一部の流れが案内されるように気泡分離リアクタ（３４）を備えた気泡分離装置（３０）をさらに有し、前記気泡分離リアクタ（３４）は、気泡分離供給ライン（４６’）を介して前記嫌気性リアクタ（１２）の少なくとも１つの排水ライン（２４）に接続され、前記気泡分離装置（３０）は、ｐＨ調整媒体用の少なくとも１つの供給ライン（２０’，２１）と、前記気泡分離リアクタ（３４）から前記嫌気性リアクタ（１２）へ直接的または間接的に案内される戻りライン（４４，４４ａ，４４ｂ）と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２０】
前記気泡分離装置（３０）は、少なくとも部分的に廃水が戻るように前記気泡分離リアクタ（３４）から前記嫌気性リアクタ（１２）へ直接的または間接的に案内される液体戻りライン（４４，４４ａ，４４ｂ）を備えることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記装置（１０）は、前記嫌気性リアクタ（１２）の下流に配置されるとともに気泡分離供給ライン（４６）または前記気泡分離リアクタ（３４）へ液体を連通させるように接続された廃水供給ライン（２２）を備えることを特徴とする請求項１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記気泡分離装置（３０）は、沈殿剤および／または凝集補助剤用の少なくとも１つの供給ライン（２０’’，２０’’’，２１’）を備えることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記気泡分離装置（３０）は、圧縮ガス用の少なくとも１つの供給ライン（４２）を備えることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記気泡分離装置（３０）は、ライン（３６，３６’）を介して前記気泡分離リアクタ（３４）に接続されるとともに前記圧縮ガスライン（４２）が通じるガス溶液装置（４０）を備えることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記廃水供給ライン（２２）は、混合機ユニット（４３）に通じるとともに該混合機ユニット（４３）から供給ライン（４６）を介して前記気泡分離リアクタ（３４）へ通じており、前記混合機ユニット（４３）は、好ましくは、ｐＨ調整媒体用の供給ライン（２１）および／または沈殿剤および／または凝集補助剤用の供給ライン（２１’）を備えることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記装置（１０）は、前記嫌気性リアクタ（１２）の上流に設けられた予酸性化装置（１４）をさらに備えることを特徴とする請求項１９〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記予酸性化装置（１４）は、該予酸性化装置（１４）の流入領域において前記気泡分離装置（３０）の戻りライン（４４ｂ）に接続され、該予酸性化装置（１４）の流出領域において前記嫌気性リアクタ（１２）の前記供給ライン（１６）に接続されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記気泡分離装置（３０）の戻りライン（４４ａ）が、直接的にまたは前記予酸性化装置（１４）と前記嫌気性リアクタ（１２）との間の前記ライン（１６）に配置された混合機装置を介して前記嫌気性リアクタ（１２）の流入領域へ通じることを特徴とする請求項１９〜２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記装置（１０）は、前記嫌気性リアクタの上流に配置されるとともに該嫌気性リアクタ（１２）の前記供給ライン（１６）へ液体を連通させるように接続された廃水供給ライン（２２）を備えることを特徴とする請求項１９，２０，２２〜２４，２６〜２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
前記装置（１０）は、予酸性化装置（１４）をさらに備えており、該予酸性化装置（１４）は、前記予酸性化装置（１４）の流入領域において、前記廃水供給ライン（２２）へ接続され、前記予酸性化装置（１４）の流出領域において、前記嫌気性リアクタ（１２）の前記供給ライン（１６）へ接続されることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記気泡分離装置（３０）の前記戻りライン（４４，４４ａ，４４ｂ）は、前記予酸性化装置（１４）の流入領域および／または前記嫌気性リアクタ（１２）の流入領域へ接続される、および／または排水ラインとして前記装置の外部へ案内されることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置。
【請求項３２】
好ましくは前記戻りライン（４４）に配置されるとともに、好ましくは熱交換器または例えば冷却塔のような冷却装置である温度調整装置が、装置（１０）内に設けられることを特徴とする請求項１９〜３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
前記嫌気性リアクタ（１２）は、該嫌気性リアクタ（１２）へ向かう前記供給ライン（１６）が下側領域に設けられたリアクタタンクと、前記リアクタ（１２）へ供給される排水を前記リアクタ内の媒体と混合する少なくとも１つの流入ディストリビュータと、浄化された水を前記リアクタ排水ライン（２４）へ排出するために前記リアクタタンクの上部に配置された少なくとも１つのオーバフロー部と、少なくとも１つの分離器と、を備えることを特徴とする請求項１９〜３２のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
前記嫌気性リアクタ（１２）は、好ましくは該リアクタの長手方向軸と同軸配置されるダウンラインを備えることを特徴とする請求項１９〜３３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水の浄化方法に関し、特に、紙製造工業における廃水の連続的な浄化方法に関する。浄化すべき廃水が、嫌気性リアクタに供給され、この廃水は、廃水中に含まれる異物を分解する嫌気性リアクタ内の嫌気性微生物と作用し、浄化された廃水は、嫌気性リアクタから排出される。さらに、本発明は、該本発明による方法を実行するのに適した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の機械的、化学的および生物学的プロセスおよび対応するリアクタが、廃水浄化で知られている。生物学的廃水浄化において、浄化すべき廃水が、好気性微生物および嫌気性微生物と作用し、好気性微生物の場合は、廃水中に含まれる有機的な異物を主に二酸化炭素および水に分解し、嫌気性微生物の場合は、廃水中に含まれる有機的な異物を主に二酸化炭素およびメタンに分解する。この点で、ごく最近では、生物学的廃水浄化プロセスは、嫌気性微生物を用いてますます実施されている。これは、嫌気性廃水浄化では、酸素が高エネルギ下でバイオリアクタへ案内される必要がなく、エネルギを得るために後に使用される高エネルギのバイオガスが浄化によって生成されるからである。使用されるバイオマスの形式によって、嫌気性廃水浄化用のリアクタが、接触スラッジ式リアクタ、ＵＡＳＢリアクタ，ＥＧＳＢリアクタ，固定層リアクタおよび流動層リアクタに分けられる。固定層リアクタ内の微生物は、固定の保持材料に付着し、流動層リアクタ内の微生物は、自由に可動する小さい保持材料に付着し、ＵＡＳＢリアクタおよびＥＧＳＢリアクタ内の微生物は、いわゆるペレットとして使用される。
【０００３】
ＵＡＳＢリアクタおよびＥＧＳＢリアクタでは、浄化すべき廃水は、リアクタの下側領域にある流入部を介してリアクタへ連続的に供給されるとともに、この流入部の上方に配置され、かつ微生物ペレットを含むスラッジ層を通して案内される。微生物は、廃水からの有機化合物の分解中に、特にバイオガスと呼ばれているメタンおよび二酸化炭素を含むガスを特に形成する。このバイオガスの一部が、小さい気泡として微生物ペレット上に堆積し、バイオガスの他の一部が、自由なガス気泡としてリアクタ内を浮上する。堆積したガス気泡によってペレットの特定の重量が下がり、これにより、ペレットはリアクタ内を浮上する。生成されたバイオガスおよび浮上するペレットを水から分離するために、リアクタの中央部および／または上部に分離器が配置される。この分離器は、ガスが該分離器におけるクラウン部の下側に集まり、ガスのクッションを形成するガスフード部として一般的に形成され、該フード部の下側には、微生物ペレットおよび廃水の浮揚層がある。ガスおよび微生物ペレットのない浄化された水が、リアクタ内を浮上するとともにリアクタの上端部のオーバフロー部を介して排出され、ガス気泡のない微生物ペレットが、増加した特定の重量のために再びリアクタ内に沈む。このようなプロセスおよび対応するリアクタは、例えば、ＥＰ ０ １７０ ３３２ Ａ１、ＥＰ １ ０７１ ６３６ Ｂ１、ＥＰ ０ ５３９ ４３０ Ｂ１において説明されている。
【０００４】
また、浄化すべき廃水を嫌気性リアクタへ供給する前に、酵素の加水分解および酸生成が生じる予酸性化リアクタへ供給することが知られている。多糖、ポリペプチドおよび脂肪のようなポリマが、酵素による加水分解中に微生物から生じる細胞外酵素によって、糖、アミノ酸および脂肪酸のようなモノマに分解される。これらのモノマは、酸生成中に酸生成性微生物によって、有機酸、アルコール、アルデヒド、水素および二酸化炭素へ転化される。結果として、第１の予浄化が、予酸性化リアクタにおいて既に生じている。さらに、最適な栄養分および微量元素を付加することによって、後続の嫌気性リアクタにおいて使用される嫌気性微生物に適した成長条件を予酸性化リアクタにおいて調整できる。例えば、紙製造工業において生じる廃水は、一般的に、非常に少ない窒素化合物およびリン化合物を有しているだけであり、嫌気性リアクタ内の微生物の理想的な成長を保証するために、これらの化合物は、嫌気性リアクタへ輸送される前に廃水に付加されなければならない。同様に、予酸性化リアクタにおいて、対応するｐＨ調整媒体を付加することによって、後続の嫌気性リアクタ内の微生物の成長に適した浄化すべき廃水のｐＨ値を調整できる。
【０００５】
嫌気性リアクタにおいて廃水を浄化する際の主な問題は、廃水の硬度または廃水中に含まれる炭酸塩および炭酸水素塩である。既に説明したように、微生物ペレットは、嫌気性リアクタ内において使用される、もしくはリアクタの運転中に形成される。微生物ペレットは、ペレットの構造および大きさに起因して石灰不純物用の結晶体の核となる。しかし、このような微生物ペレット上における石灰不純物によってペレットの機能が損なわれてしまう。上述したように、嫌気性リアクタの機能として、微生物ペレットは、廃水からの微生物の分解中にガス分離器において形成されたバイオガスを分離するように、リアクタ内を浮上することができる所定の特定の重量を備えることが重要である。この浮上は、微生物ペレットに付着する形成されたバイオガスによって実施される。バイオガスの分離後、この特定の重量は特に大きくなることはなく、微生物が浄化プロセスにこれ以上は関わらないので微生物ペレットがリアクタの底に落ちる。しかし、微生物ペレット上の石灰沈殿物が、この特定の重量を無数に変化させるので、微生物ペレットは、その機能を継承できない。また、嫌気性微生物の代謝作用によって、他の物質間における炭酸水素塩（ＨＣＯ3-）の生成に起因する石灰／二酸化炭素の均衡が変化し、これにより、微生物ペレット上への石灰の沈殿をさらに促進させる。ペレット上における石灰の沈殿にもかかわらず、微生物ペレットの機能を保証するために、嫌気性リアクタ内の再循環量は、微生物のより大きな特定の重量にもかかわらず、リアクタ内に浮遊したペレットを維持するように増加されなければならない。しかし、再循環量は、分離器の水力学的な容量およびリアクタの層流を維持する必要性に制限される。再循環量がより大きくなると、二酸化炭素が漏れ、これにより、再循環ラインにおけるポンプの負圧側および正圧側での圧力勾配が上がることに起因して、石灰／二酸化炭素の均衡は、石灰が沈殿するようにより変化する。
【０００６】
この問題を克服するために、例えば、２００５年７月のＩＰＷにおいてＢｏｂｅｋ等によってなされた出願「ａｎａｅｒｏｂｅ  Ｂｅｈａｎｄｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ａｂｗａｓｓｅｒｎ  ｄｅｒ  Ｐａｐｉｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅ  ｍｉｔ  ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅｎ  Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ」（紙製造工業の廃水における好熱性微生物を用いた嫌気性処理）において、嫌気性リアクタへ付着物抑制剤を供給することが提案されてきた。しかし、付着物抑制剤によって、微生物ペレットの無機的な比率がさらに増加してしまう。さらに、付着物抑制剤の輸送によって、嫌気性リアクタの運転における付加的なコストが実質的に上がってしまう。
【０００７】
この問題における他の周知の解決策は、嫌気性リアクタの後即ち下流において好気性リアクタ内の二酸化炭素を除去することである。しかし、好気性ステージにおける沈殿した石灰スラッジの目詰まりによって空気混和ユニットの機能を低下させ、これにより、コストが増加してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、廃水の浄化、特に、紙製造工業における廃水の浄化用の簡潔かつ経済的な方法および対応する装置を提供することである。ここで、廃水中に含まれる異物は、前述の問題を防止しながら嫌気性リアクタ内において効率的に分解される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のこの問題は、請求項１の方法によって満足され、廃水の浄化方法、特に、紙製造工業の廃水における連続的な浄化方法によって特に満足される。ここで、浄化すべき廃水が、嫌気性リアクタに供給され、この廃水は、該廃水中に含まれる異物を分解するように嫌気性リアクタ内の嫌気性微生物と作用し、浄化された廃水は、嫌気性リアクタから排出される。廃水の少なくとも一部が、嫌気性リアクタへ輸送する前または該嫌気性リアクタから排出された後に、少なくとも部分的に石灰を除去するために圧力除去浮上分離（気泡分離）ステップを受ける。
【００１０】
浄化すべき廃水は、嫌気性リアクタへ輸送される前または該嫌気性リアクタから排出された後のどちらかで気泡分離ステップを受けるので、廃水の硬度を石灰の沈殿によって減少でき、微生物ペレットの機能を妨害する石灰の沈殿が嫌気性リアクタにおいて確実に防止される。本発明の方法における他の特定の利点は、微細浮上分離装置において少なくとも部分的に実行することができる気泡分離ステップである。この微細浮上分離装置は、従来技術で知られ、かつ嫌気性リアクタを備えた廃水の浄化装置において大雑把な浄化を行うために設けられることが多いので、現行のシステムには、本発明の方法を実施するために僅かな修正のみが必要である。
【００１１】
本発明では、少なくとも部分的に石灰を除去することは、廃水の硬度を減少することとして理解される。
【００１２】
本発明の方法では、廃水の少なくとも一部が、少なくとも部分的に石灰を除去するために嫌気性リアクタに輸送される前に気泡分離ステップを受けることが好ましく、または嫌気性リアクタから排出された後に気泡分離ステップを受けるとともにこの後に嫌気性リアクタへ少なくとも一部を戻すように案内される。
【００１３】
気泡分離ステップでは、廃水は、中性またはアルカリ性のｐＨに調整されるとともに、ガスが投入されて圧縮された後に、このように処理された廃水が減圧されることが好ましい。石灰の沈殿は、中性またはアルカリ性のｐＨに調整することによって達成され、この後の圧縮ガスの付加および加圧後に減圧に曝されることによって、小さいガス気泡として廃水混合物中で泡立つ。このとき、このように廃水混合物中に生じた個々のガス気泡は、沈殿した石灰フロックを引き連れながら浮上し、これにより、該フロックを廃水から容易に分離することができる。
【００１４】
気泡分離ステップにおいて効率的に石灰を沈殿させるために、廃水を７〜１０のｐＨ、好ましくは７〜９のｐＨ、特に好ましくは７．５〜８．５のｐＨに調整することが、本発明の案をさらに発展させて提案される。前述の範囲にｐＨを調整するための最適なｐＨ調整媒体は、例えば、水酸化ナトリウム溶液（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）および水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）である。また、ｐＨの調整は、当業者に知られている他の方法によって当然なされてもよい。例えば、尿素のような化学的な化合物が、触媒作用、例えば、酵素を用いてアンモニアのような単体化合物に転化される。
【００１５】
石灰の沈殿を補助するとともに気泡分離ステップにおいて形成された石灰フロックを廃水から特に容易に分離できるようにするために、気泡分離ステップの前もしくはその最中に少なくとも１つの沈殿剤および／または少なくとも１つの凝集補助剤を廃水へ付加することが有利であると証明されてきた。沈殿剤は石灰の沈殿を促進させ、凝集補助剤は石灰フロックの簡単な分離に望ましい構造および大きさを備えた石灰フロックを形成させる。
【００１６】
ポリ塩化アルミニウムが沈殿剤として実証されており、適切な凝集補助剤の好ましい例としてポリアクリルアミドが挙げられる。
【００１７】
一般的に、気泡分離ステップは、供給された廃水が嫌気性リアクタに輸送される前または後で生じる。即ち、浄化すべき廃水は、気泡分離装置へ供給された後に嫌気性リアクタに輸送される（上流プロセス管理）、即ち、この浄化すべき廃水は気泡分離装置へ供給されてから排出されるとともに嫌気性リアクタへ直接的または間接的に供給されるか、もしくは嫌気性リアクタに最初に供給されてから排出された廃水が気泡分離装置へ供給される（下流プロセス管理）。廃水を気泡分離装置へ供給した後に嫌気性リアクタに輸送することが本発明の構成内で特に有利であることが証明されてきた。これは、気泡分離装置が現行のシステムにおいて特定の材料を分離する微細浮上分離装置に接続されるためである。
【００１８】
本発明の方法において予酸性化ステップをさらに設けることが、本発明の案をさらに発展させることによって提案される。この予酸性化ステップでは、廃水が予酸性化リアクタにおいて加水分解および／または酸生成を受ける。したがって、嫌気性リアクタへ供給された廃水の予浄化が、既に実現されている。本発明のこの実施例では、廃水は、嫌気性リアクタへ（戻るように）供給される、および／または気泡分離ステップ後に予酸性化リアクタへ（戻るように）供給される。
【００１９】
本発明の方法では、廃水の温度、特に、嫌気性リアクタへ供給される廃水の温度が、嫌気性リアクタ内に含まれる微生物にとって理想的な温度に設定されるように制限される、および／または監視されることが好ましい。
【００２０】
嫌気性浄化ステップより下流側で気泡分離ステップを実行する好ましい実施例では、浄化すべき廃水を嫌気性リアクタから連続的に排出された廃水の少なくとも一部と混合し、少なくとも部分的に石灰が除去された廃水を気泡分離装置から連続的に排出して予酸性化リアクタへ案内し、ここから嫌気性リアクタへ連続的に供給する、気泡分離ステップが生じる気泡分離装置へ浄化すべき廃水が連続的に供給される。
【００２１】
これの代わりに、浄化すべき廃水を嫌気性リアクタから連続的に排出された廃水の少なくとも一部と混合し、少なくとも部分的に石灰が除去された水を気泡分離装置から連続的に排出して嫌気性リアクタへ案内する、気泡分離ステップが生じる気泡分離装置へ浄化すべき廃水が連続的に供給されることも可能である。さらに、気泡分離装置から連続的に排出された少なくとも部分的に石灰が除去された廃水を２つの部分流へ分割することも可能である。この２つの部分流は、一方の部分流を嫌気性リアクタへ（戻るように）案内し、他方の部分流を予酸性化リアクタへ（戻るように）案内する、および／またはこの装置から廃水の少なくとも一部を排出するとともにこの廃水を製造プロセスにおいて再利用する。
【００２２】
嫌気性浄化ステップより下流側で気泡分離ステップを実行する好ましい実施例では、浄化すべき廃水は、予酸性化リアクタへ連続的に供給されてから嫌気性リアクタへ案内され、浄化された廃水は、嫌気性リアクタから連続的に排出される。ここで、この浄化された廃水の一部は、気泡分離装置から連続的に廃水を排出し、該廃水を予酸性化リアクタおよび／または嫌気性リアクタへ戻るように案内する、気泡分離ステップが生じる気泡分離装置へ案内される。
【００２３】
一方の部分流が装置から排出され、他方の部分流が気泡分離装置へ案内されるように嫌気性リアクタから連続的に排出される浄化された廃水を２つの部分流に分割することが、本発明の案をさらに発展させることによって提案される。
【００２４】
上記の実施例では、気泡分離装置へ供給される部分流が、嫌気性リアクタから排出される部分流の合計に対して、５〜８０％、特に好ましくは３０〜５０％であることが有利であると証明されてきた。
【００２５】
プロセス管理は、気泡分離ステップにおいて、硬度が少なくとも５％、特に好ましくは少なくとも２０％、さらに特に好ましくは少なくとも４０％減少されるようになされることが好ましい。
【００２６】
本発明の他の問題は、本発明の前述された方法を実行するのに特に適した廃水の浄化装置である。
【００２７】
本発明では、この装置は、廃水を嫌気的に浄化する少なくとも１つのリアクタを備えており、該リアクタは、浄化すべき廃水をリアクタへ輸送する少なくとも１つの供給ラインと、浄化された廃水をリアクタから排出する少なくとも１つの排水ラインと、を備える。さらに、この装置は、気泡分離リアクタを有した気泡分離装置を備える。この気泡分離装置は、気泡分離供給ラインを介して嫌気性リアクタの少なくとも１つの排水ラインに接続されており、この排水ラインを介して嫌気性リアクタから排出される浄化された廃水の少なくとも部分流が、気泡分離リアクタへ案内される。気泡分離装置は、ｐＨ調整媒体用の少なくとも１つの供給ラインを備えており、この気泡分離装置は、さらに、気泡分離リアクタから嫌気性リアクタへ直接的または間接的に案内される戻りラインを備える。この戻りラインは、廃水の少なくとも一部が戻る液体戻りラインであることが好ましい。この点で、この気泡分離装置は、気泡分離供給ラインを介して嫌気性リアクタの少なくとも１つの排水ラインに接続されており、該排水ラインを介して嫌気性リアクタから排出される浄化された廃水の少なくとも部分流が、直接的または間接的即ち追加の装置部品を介して気泡分離リアクタへ案内される。
【００２８】
この装置は、嫌気性リアクタの下流に配置された廃水供給ラインを備えるとともに気泡分離供給ラインまたは気泡分離リアクタへ流体を連通させるように接続されることが好ましい。
【００２９】
この気泡分離装置は、沈殿剤および／または凝集補助剤用の少なくとも１つの供給ラインを備えることがさらに好ましい。
【００３０】
気泡分離装置内に圧縮ガス用の少なくとも１つの供給ラインを設けることが、本発明の案をさらに発展させることによって提案される。
【００３１】
本発明のさらに好ましい実施例では、気泡分離装置は、ラインを介して気泡分離リアクタに接続されるとともに圧縮ガス供給ラインが通じているガス液体装置を備える。
【００３２】
さらに、混合機ユニットへ通じており、ここから供給ラインを介して気泡分離リアクタへ通じている廃水供給ライン用の手段が実証されている。ここで、この混合機ユニットは、ｐＨ調整媒体用の供給ラインおよび／または沈殿剤および／または凝集補助剤用の供給ラインを備えることが好ましい。
【００３３】
この装置は、廃水の予浄化を達成するために、好ましくは嫌気性リアクタの上流に設けられる予酸性化装置を備えることがさらに好ましい。
【００３４】
予酸性化装置の流入領域においては気泡分離装置の戻りラインに、該予酸性化装置の流出領域においては嫌気性リアクタの供給ラインに、予酸性化装置を接続することが、本発明の案をさらに発展させることによって提案される。
【００３５】
また、これの代わりに、気泡分離装置の戻りラインが、直接的にまたは予酸性化装置と嫌気性リアクタとの間のラインに配置された混合機装置を介して嫌気性リアクタの流入領域へ通じることが可能である。
【００３６】
本発明のさらに好ましい実施例では、この装置は、嫌気性リアクタの上流に配置されるとともに嫌気性リアクタの供給ラインへ流体連通させるように接続される廃水供給ラインを備える。
【００３７】
特に前述の実施例では、この装置は予酸性化装置をさらに備えており、該予酸性化装置は、この流入領域において廃水供給ラインに接続されており、この流出領域において嫌気性リアクタの供給ラインに接続されている。ここで、気泡分離装置の戻りラインが、予酸性化装置の流入領域および／または嫌気性リアクタの流入領域へ接続可能である。
【００３８】
嫌気性リアクタ内に含まれる微生物にとって特に理想的な温度を調整するために、この装置は、好ましくは戻りラインに配置される温度調整装置を備えることが好ましい。この温度調整装置は、熱交換器または例えば冷却塔である冷却装置であることが好ましい。
【００３９】
嫌気性リアクタは、該嫌気性リアクタへ向かう供給ラインがタンクの下側領域に設けられたリアクタタンクと、リアクタへ供給された廃水およびリアクタ内の媒体を混合する少なくとも１つの流入ディストリビュータと、浄化された水をリアクタ排水ラインへ排出するリアクタタンクの上部に配置された少なくとも１つのオーバフロー部と、少なくとも１つの分離器と、を備えることが好ましい。さらに、嫌気性リアクタは、好ましくはリアクタの長手方向軸と同軸に配置されたダウンラインを備えてもよい。
【００４０】
本発明は、有利な実施例に関する例を用いて以下に簡潔に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１には、従来技術の廃水浄化装置が示されており、該装置は、嫌気性リアクタ１２および予酸性化装置１４を備える。予酸性化装置１４は、嫌気性リアクタ１２より前に接続されるとともに供給ライン１６およびポンプ１８を介して嫌気性リアクタ１２に接続される。さらに、予酸性化装置１４は、ｐＨ調整媒体、栄養分、微量元素などに用いられる流入ライン２０および処理すべき廃水を予酸性化装置１４へ輸送する廃水供給ライン２２を備える。さらに、装置１０は、嫌気性排水ライン２４を備えており、嫌気性リアクタ１２内で浄化された廃水が、この嫌気性排水ライン２４を介してリアクタ１２から排出される。排水ライン２４から分岐した２つの部分流排水ライン２６，２６’では、部分流ライン２６は、ポンプ１８’を介して嫌気性リアクタ１２の流入領域へ戻り、浄化された廃水の部分流が、部分流ライン２６’を介して装置１０から排出される。最後に、嫌気性リアクタ１２は、該嫌気性リアクタ１２内で形成されたバイオガスを排出するガス排出ライン２８を備える。
【００４２】
装置１０の運転中に、例えば、製紙工場から生じる浄化すべき廃水は、廃水供給ライン２２を介して予酸性化装置１４へ最初に供給され、該予酸性化装置１４では、この浄化すべき廃水は、流入ライン２０を介して供給されるｐＨ調整媒体、栄養分および／または微量元素のような添加剤および補助剤によって、下流の嫌気性リアクタ１２に適した条件に調整される。リアクタ１２では、該リアクタ内に含まれる微生物が代謝的に作用する。水酸化ナトリウム溶液のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化溶液が、ｐＨ調整媒体として使用され、尿素およびリン酸水素カリウムが、最適な栄養分および微量元素の例として挙げられる。さらに、酵素による加水分解および酸生成によって予酸性化装置１４において異物の部分的な分解が生じる。予酸性化装置１４内の廃水が、添加物および補助剤と混合された後に、この廃水は、供給ライン１６を介して嫌気性リアクタ１２へポンプ１８によって吸い上げられる。
【００４３】
嫌気性リアクタ１２では、最初に、リアクタ１２の下側領域に流入ディストリビュータ（図示せず）を介して案内された廃水が、リアクタ内の媒体と混合され、この廃水が、流入部より上側に配置されるとともに微生物ペレットを含むスラッジ層（図示せず）を通して案内される。ここで、リアクタ１２内の嫌気性微生物が、廃水中に含まれる有機的な異物を主に二酸化炭素およびメタンへと分解する。有機化合物の分解中に生成されるとともに特にメタンおよび二酸化炭素を含むバイオガスが、微生物ペレット上に小さな泡として部分的に堆積し、部分的に自由なガス気泡としてリアクタ内を浮上する。堆積したガス気泡によってペレットの特定の重量が下がり、これにより、ペレットはリアクタ内を浮上する。生成されたバイオガスおよび浮上するペレットを水から分離するために、分離器（図示せず）が、リアクタの中央部および／または上部に配置される。この分離器は、ガスが該分離器におけるクラウン部の下側に集まり、ガスのクッションを形成するガスフード部として一般的に形成され、該フード部の下側には、微生物ペレットおよび廃水の浮揚層がある。ガスおよび微生物ペレットのない浄化された水が、リアクタ内を浮上するとともにリアクタの上端部において廃水ライン２４を介して排出され、生成されたバイオガスは、ガス排出ライン２８を介して嫌気性リアクタ１２から排出される。
【００４４】
装置１０の運転中に嫌気性リアクタ１２から連続的に排出される浄化された廃水の一方の部分流が、装置１０から排水ライン２４および部分流ライン２６’を介して排出され、他方の部分流は、部分流ライン２６を介して嫌気性リアクタ１２の流入領域へ戻るように案内される。嫌気性微生物の代謝作用によって、嫌気性リアクタ１２における石灰／炭酸の均衡が変化し、結晶体の核として作用する微生物ペレット上に石灰が沈殿し、これにより、ペレットの機能的な能力に悪影響を及ぼす。
【００４５】
図２には、図１に示される従来技術の装置１０とは異なる廃水浄化装置１０が示されており、この装置１０は、気泡分離装置３０を備えている。この気泡分離装置３０は、図２において点線によって囲まれて示されており、嫌気性リアクタ１２および予酸性化装置１４の付近に位置している。さらに、浄化された廃水は、予酸性化装置１４へ向かう廃水供給ラインを介して装置１０に供給されるのではなく、気泡分離装置３０へ向かう廃水ライン２２を介して装置１０に供給される。
【００４６】
気泡分離装置３０は、ｐＨ調整装置３２を備えており、部分流ライン２６を介して嫌気性リアクタ１２から気泡分離装置へ供給される廃水のｐＨ調整に最適である、例えば水酸化ナトリウムのような物質が、流入ライン２０’を介してｐＨ調整装置３２に供給される。さらに、気泡分離装置３０は、気泡分離リアクタ３４を備えており、該気泡分離リアクタ３４では、石灰が水分離によって廃水から分離される。この目的のために、気泡分離リアクタ３４は、調合ユニット３８およびガス溶液リアクタ４０に接続された回路ライン３６を備える。沈殿剤および／または凝集補助剤が、流入ライン２０’’，２０’’’を介して調合ユニット３８に付加され、ガス溶液リアクタ４０は、圧縮ガス供給ライン４２を備えている。
【００４７】
廃水供給ライン２２が、混合機ユニット４３へ案内され、流入ライン２１，２１’が同様に混合機ユニット４３へ通じている。これらの流入ライン２１，２１’を介して、ｐＨ調整手段、沈殿剤および／または凝集補助剤が、混合機ユニット４３内の浄化すべき廃水に加えられる。装置１０に供給された浄化すべき廃水は、流入ライン４６を介して混合機ユニット４３から気泡分離リアクタ３４へ移動する。
【００４８】
任意選択的に冷却装置（図示せず）を設けることができる戻りライン４４が、気泡分離リアクタの流出領域に設けられており、嫌気性リアクタ１２の流入領域へ向かう戻りライン４４ａや予酸性化リアクタ１４の流入領域へ向かう戻りライン４４ｂが、本実施例の第１の変更点となる。また、ライン４４を介して戻るように案内される石灰が除去されて浄化された水の一部は、戻りライン４４ａを介して嫌気性リアクタ１２の流入領域へ案内され、ライン４４を介して戻るように案内される石灰が除去されて浄化された廃水の残部が、戻りライン４４ｂを介して予酸性化リアクタ１４の流入領域へ案内されるように、戻りライン４４ａおよび戻りライン４４ｂの両方を設けることも同様に可能である。また、戻りライン４４ａは、図示されるように嫌気性リアクタ１２へ直接向かう代わりに、ここでは図示されていない混合機装置へ案内されてもよい。ここで、この混合機装置は、ライン１６における予酸性化リアクタ１４と嫌気性リアクタ１２との間に設けられ、特に、ポンプ１８の前に設けられる。
【００４９】
図２に示される装置１０の運転中には、浄化すべき廃水は、廃水流入ライン２２を介して混合機ユニット４３へ連続的に案内される。この混合機ユニット４３では、廃水が、流入ライン２１，２１’を介して混合機ユニット４３へ供給されるｐＨ調整手段、沈殿剤および凝集補助剤と混合され、廃水からの石灰の沈殿に適した条件に調整される。ここで、設定ｐＨは、７．５〜８．５であることが好ましい。このように処理された廃水は、流入ライン４６を介して混合機ユニット４３から気泡分離リアクタ３４へ連続的に案内される。さらに、ライン２４を介して嫌気性リアクタ１２から連続的に排出される浄化された廃水の部分流が、部分流ライン２６を介してｐＨ調整装置３２へ案内される。このｐＨ調整装置３２では、浄化すべき廃水は、流入ライン２０’を介してｐＨ調整装置３２へ供給されるｐＨ調整媒体と混合され、石灰の沈殿に最適な条件に調整される。部分流ライン２６を介してｐＨ調整装置３２へ供給された部分流の一部が、排水ライン２４を介して嫌気性リアクタ１２から得られる流れの合計に対して５〜８０％、特に好ましくは３０〜５０％であることが好ましい。好ましくは水酸化ナトリウムであるｐＨ調整媒体の付加によって調整すべきであるこの部分流のｐＨが、７．５〜８．５であることが好ましい。ｐＨ調整媒体を付加した後の水酸化ナトリウム溶液の濃度は、例えば、溶液重量の５０％、即ち０．２〜０．６ｌ／ｍ3である。結果として、このように生成された混合物は、気泡分離供給ライン４６’を介して気泡分離リアクタ３４へ案内される。
【００５０】
気泡分離リアクタ３４内の液体の一部は、回路ライン３６を介して気泡分離リアクタ３４から連続的に取り出され、この部分流は、調合ユニット３８およびガス溶液リアクタ４０を通して案内され、再び気泡分離リアクタ３４へ戻るように案内される。石灰の沈殿と、廃水から分離するのに適切な形状とした石灰フロックの形成と、を補助する沈殿剤および凝集補助剤が、流入ライン２０’’，２０’’’を介して調合ユニット３８内の部分流へ混合される。例えば、ポリ塩化アルミニウムが沈殿剤として使用され、ポリアクリルアミドが適切な凝集補助剤の例として挙げられる。例えば、空気または酸素を含んだ他のガスもしくは酸素を含まないガスである圧縮ガスが、圧縮ガス供給ライン４２を介してガス溶液リアクタ４０内の部分流に付加される。このガス溶液リアクタ４０は、後に生じる気泡分離の準備のために調合ユニット３８の下流に設けられる。圧縮ガスと混合された部分流は圧縮され、このように処理された部分流は、気泡分離リアクタ３４へ戻るように案内される。気泡分離リアクタ３４では、ガスと混合された圧縮混合物は突然膨張し、水に溶かされたガスが気泡となって吹き出て、ガス気泡として気泡分離リアクタ３４内を浮上する。このとき、沈殿剤および凝集補助剤によって、水中の石灰が、適した大きさおよび構造のフロックを形成し、該フロックは、気泡分離リアクタ３４内を浮上するガス気泡によって水面に出る。このように形成された石灰スラッジは、スラッジ排出ライン４８を介して気泡分離リアクタ３４から除去され、石灰を含まない浄化された水は、直接戻りライン４４ａを介してまたは上述の混合機装置を介して嫌気性リアクタ１２の流入領域へ、および／または戻りライン４４ｂを介して予酸性化リアクタ１４へと方法を変えて案内される。
【００５１】
廃水供給ライン２２を介して装置１０に供給された廃水からの石灰の沈殿および分離と、嫌気性リアクタ１２から気泡分離装置３０へ供給される部分流からの石灰の沈殿および分離と、によって、流入ライン１６、場合によっては戻りライン４４ａを介して嫌気性リアクタ１２へ供給される廃水の硬度が、適切な低い値へ下げられる。したがって、微生物ペレットの機能を妨害する量の石灰が、嫌気性リアクタ１２において分離されず、嫌気性リアクタ１２の浄化効率が最適化される。
【００５２】
廃水供給ライン２２を介して装置１０へ供給される浄化すべき廃水が、最初に気泡分離装置３０へ案内された後に、該気泡分離装置３０の下流に配置された嫌気性リアクタ１２へ案内されるので、従来技術で知られる装置の嫌気性リアクタ１２より前に通常は接続されるとともに特定の材料を分離する装置として作用する微細浮上分離装置が、気泡分離リアクタ３４に接続される。これにより、装置１０のコストが実質的に下がる。
【００５３】
図２に示される装置では、ｐＨ調整媒体用の２つの流入ライン２０’，２１が設けられている。ここで、流入ライン２０’は、部分流ライン２６を介して嫌気性リアクタからｐＨ調整装置３２へと供給される部分流へ通じており、流入ライン２１は、廃水供給ライン２２を介して供給される浄化すべき廃水へ混合機ユニット４３を介して通じている。これの代わりに、流入ライン２０’，２１の一方のみが設けられてもよく、またはこれらの流入ライン両方の代わりに、気泡分離リアクタ３４へ直接案内されるｐＨ調整媒体用の１つの流入ライン（図示せず）が設けられてもよい。
【００５４】
同様に、混合機ユニット４３へ案内される沈殿剤および／または凝集補助剤用の供給ライン２１’を使用せずに、沈殿剤および／または凝集補助剤を流入ライン２０’’，２０’’’を介して単に集中させて供給してもよい。
【００５５】
図３に示される本発明の第２の実施例における装置１０が、図２に示された装置とは異なっている。この相違点は、部分流２６を介して嫌気性リアクタ１２から気泡分離装置３０へ供給される部分流が、ｐＨ調整装置３２の後にある気泡分離リアクタ３４へ直接案内されるのではなく、最初にライン３６’に案内され、混合機ユニット３８へ案内されることである。さらに、気泡分離リアクタ３４からライン３６’へ案内される回路ライン３６が設けられており、該回路ライン３６は、ラインの開閉に使用されるバルブ４９を備えている。図３に示される実施例の代わりに、部分流ライン２６を介して嫌気性リアクタ１２から気泡分離装置３０へ供給される部分流が、圧力ポンプの吸込スタブを介して、ｐＨ調整装置３２の後にガス溶液リアクタ４０へ供給されてもよい。
【００５６】
図２および図３に示される装置１０とは異なり、図４に示される本発明の第３の実施例による装置１０の廃水供給ライン２２は、嫌気性リアクタ１２の下流ではなく上流に設けられており、予酸性化装置１４へ直接通じている。この装置の運転中には、浄化すべき廃水は、流入ライン２０を介して予酸性化装置１４へ供給される添加剤および補助剤と合流するように案内される。この予酸性化装置１４では、廃水は後続の嫌気性リアクタ１２に適した条件に調整されるとともに酵素による加水分解および酸生成を受ける。このとき、廃水中に含まれる多糖、ポリペプチドおよび脂肪のようなバイオポリマが、酵素による加水分解によって、糖、アミノ酸および脂肪酸のようなモノマに分解される。このモノマは、酸生成中に酸生成性微生物によって、有機酸、アルコール、アルデヒド、他の化合物、二酸化炭素および水素へ転化される。このように予め処理された廃水は、この後、供給ライン１６を介して嫌気性リアクタ１２に案内される。この嫌気性リアクタ１２では、廃水中に含まれる有機的な異物が、嫌気性微生物の効果によって主に二酸化炭素およびメタンに転化される。浄化された廃水は、この後、排水ライン２４を介して嫌気性リアクタ１２から排出され、２つの部分流に分割される。この部分流では、一方の部分流が、部分流ライン２６’を介して装置１０から排出され、他方の部分流が、部分流ライン２６、ｐＨ調整装置３２および気泡分離供給ライン４６を介して気泡分離リアクタ３４へ案内される。気泡分離リアクタ３４では、石灰は沈殿し、廃水から分離される。最終的に、石灰を分離して浄化された廃水は、戻りライン４４ａを介して嫌気性リアクタ１２へ案内される、および／または戻りライン４４ｂを介して予酸性化装置１４へ案内される。
【００５７】
石灰が分離されて浄化された廃水の予酸性化装置への戻りにおける前述の変更点では、廃水供給ライン２２を介して予酸性化装置１４へ供給される浄化すべき廃水と、気泡分離装置３０から戻る水の量と、の割合は、０．５〜３の範囲にあることが好ましい。嫌気性リアクタ１２へ流入する水の石灰含有量は、この割合を用いた混合によって３０〜６０％下げられ、これにより、嫌気性リアクタ１２の内部、特に、微生物ペレット上の石灰堆積物の形成を防止する。嫌気性リアクタ１２内のペレット上における石灰の形成ひいてはペレットの浮揚は、石灰が除去されて戻りライン４４ｂを介して戻された水の量を直接制御することによって、および／または気泡分離リアクタ３４における石灰除去の程度を調整することによって、左右されるとともに直接制御される。
【００５８】
しかし、石灰が分離されて浄化された廃水を嫌気性リアクタ１２の流入領域へ戻すという最初に説明された変更点は、特に、窒素、二酸化炭素またはメタンである低酸素ガスが、調合ユニット３８に供給される場合に選択されることが好ましい。これは、バクテリアを形成するメタンが、厳密に嫌気性であり、かつ酸素に全く抵抗できない嫌気性リアクタにおいて使用されるからである。この変更点は、嫌気性リアクタ１２が直接最適化される場合に特に薦められる。
【００５９】
図５に示される装置１０は、排水ライン２４を介して嫌気性リアクタ１２から排出された部分流が、気泡分離供給ライン４６を介して気泡分離リアクタ３４へ完全に案内される、即ち水流２４が部分流へ分割されないという点で、図４の装置１０とは異なる。図４に示された装置との別の相違は、排水ライン５０が、図５に示される装置１０の気泡分離リアクタ３４に設けられており、回路ライン３６を介してリサイクルされた液体流の一部を捨てる、または再利用するために装置１０から排出することである。この方法の変更は、好ましくは空気である酸素を含んだガスが、調合ユニット３８において使用される場合に特に有利である。これは、有機的な材料における残留物の、いわゆる突発の酸化（ｆｌａｓｈ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）が、気泡分離リアクタ３４において同時に生じるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】紙製造工業における従来技術の廃水浄化装置を概略的に示した図である。
【図２】紙製造工業における廃水浄化用に使用される本発明の第１の実施例における装置を概略的に示した図である。
【図３】紙製造工業における廃水浄化用に使用される本発明の第２の実施例における装置を概略的に示した図である。
【図４】紙製造工業における廃水浄化用に使用される本発明の第３の実施例における装置を概略的に示した図である。
【図５】紙製造工業における廃水浄化用に使用される本発明の第４の実施例における装置を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０・・・廃水浄化装置
１２・・・嫌気性リアクタ
１４・・・予酸性化装置
１６・・・嫌気性リアクタ用供給ライン
１８，１８’・・・ポンプ
２０，２０’，２０’’，２０’’’・・・流入ライン
２１，２１’・・・流入ライン
２２・・・廃水供給ライン
２４・・・嫌気性リアクタ排水ライン
２６，２６’・・・部分流ライン
２８・・・ガス排出ライン
３０・・・気泡分離装置
３２・・・ｐＨ調整装置
３４・・・気泡分離リアクタ
３６・・・（回路）ライン
３８・・・調合ユニット
４０・・・ガス溶液リアクタ
４２・・・圧縮ガス供給ライン
４３・・・混合機ユニット
４４・・・戻りライン
４４ａ・・・嫌気性リアクタへの戻りライン
４４ｂ・・・予酸性化リアクタへの戻りライン
４６，４６’・・・気泡分離供給ライン
４８・・・スラッジ／石灰排出ライン
４９・・・バルブ
５０・・・排水ライン
【図１】
2009529417.tif 000003
【図２】
2009529417.tif 000004
【図３】
2009529417.tif 000005
【図４】
2009529417.tif 000006
【図５】
2009529417.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月10日(2007.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水の浄化、特に、紙製造工業における廃水の連続的な浄化の方法であって、
浄化すべき廃水が、嫌気性リアクタ（１２）に供給され、前記廃水は、該廃水中に含まれる異物を分解するように前記嫌気性リアクタ（１２）内の嫌気性微生物と作用し、この浄化された廃水は、前記嫌気性リアクタ（１２）から排出され、
前記廃水の少なくとも一部が、少なくとも部分的に石灰を除去するために、前記嫌気性リアクタ（１２）へ輸送する前または該嫌気性リアクタ（１２）から排出された後に気泡分離ステップを受け、該気泡分離ステップにおいて、水の硬度が少なくとも５％下げられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記廃水の少なくとも一部は、少なくとも部分的に石灰を除去するために、前記嫌気性リアクタ（１２）から排出された後に気泡分離ステップを受け、その後に、前記廃水の一部は、前記嫌気性リアクタ（１２）へ戻るように案内されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記廃水は、前記気泡分離ステップにおいて中性またはアルカリ性のｐＨに調整されるとともに、ガスが投入されて圧縮された後に、このように処理された廃水が減圧されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記廃水は、前記気泡分離ステップにおいて、７〜１０のｐＨ、好ましくは７〜９のｐＨ、特に好ましくは７．５〜８．５のｐＨに調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの沈殿剤および／または少なくとも１つの凝集補助剤が、前記気泡分離ステップの前に、または該気泡分離ステップの最中に前記廃水に付加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの沈殿剤は、ポリ塩化アルミニウムであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの凝集補助剤は、ポリアクリルアミドであることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記浄化すべき廃水は、気泡分離装置（３０）に供給されてここから排出された後に、前記嫌気性リアクタ（１２）に直接的または間接的に供給されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記浄化すべき廃水は、前記嫌気性リアクタ（１２）へ最初に供給された後に気泡分離装置（３０）へ供給されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、予酸性化リアクタ（１４）において、前記廃水が加水分解および／または酸生成を受ける予酸性化ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記廃水は、前記気泡分離ステップ後に、前記嫌気性リアクタ（１２）へ（戻るように）案内される、および／または前記予酸性化リアクタ（１４）へ（戻るように）案内されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記嫌気性リアクタ（１２）内の廃水の温度、特に、該嫌気性リアクタ（１２）へ供給される廃水の温度が、制限および／または監視されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記浄化すべき廃水は、前記気泡分離ステップが生じる気泡分離装置（３０）へ連続的に供給され、ここで、前記嫌気性リアクタ（１２）から連続的に排出された廃水の少なくとも一部と混合され、少なくとも部分的に石灰が除去された水が、前記気泡分離装置（３０）から連続的に排出され、予酸性化リアクタ（１４）へ案内されるとともに該予酸性化リアクタ（１４）から前記嫌気性リアクタ（１２）へ連続的に案内されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記浄化すべき廃水は、前記気泡分離ステップが生じる前記気泡分離装置（３０）へ連続的に供給され、ここで、前記嫌気性リアクタから連続的に排出された廃水の少なくとも一部と混合され、少なくとも部分的に石灰が除去された廃水が、前記気泡分離装置（３０）から連続的に排出され、前記嫌気性リアクタ（１２）へ連続的に案内される、および／または前記廃水の少なくとも一部が装置（１０）から排出されるとともに製品プロセスにおいて再利用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記浄化すべき廃水は、予酸性化リアクタ（１４）へ連続的に供給されてから前記嫌気性リアクタ（１２）へ案内され、この廃水は前記嫌気性リアクタ（１２）から連続的に排出され、前記廃水の少なくとも一部が、前記気泡分離ステップが生じる気泡分離装置（３０）へ案内され、この廃水は該気泡分離装置（３０）から連続的に排出され、前記予酸性化リアクタ（１４）へ戻るように案内される、および／または直接的にまたは前記予酸性化リアクタ（１４）と前記嫌気性リアクタ（１２）との間に配置された混合機装置を介して前記嫌気性リアクタへ案内される、および／または前記廃水の少なくとも一部が前記装置（１０）から排出されるとともに製造プロセスにおいて再利用されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記嫌気性リアクタ（１２）から連続的に排出される浄化された廃水が、一方の部分流が前記装置から排出され、他方の部分流が前記気泡分離装置（３０）へ案内される２つの部分流へ分割されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記気泡分離装置（３０）へ供給される前記部分流は、前記嫌気性リアクタ（１２）から排出される流れの合計に対して、５〜８０％、特に好ましくは３０〜５０％であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記気泡分離ステップにおいて、水の硬度が、少なくとも２０％、特に好ましくは少なくとも４０％下げられることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載される廃水の浄化、特に、紙製造工業における廃水の連続的な浄化の装置であって、
廃水嫌気性浄化用の少なくとも１つのリアクタ（１２）を有しており、該リアクタ（１２）は、前記リアクタ（１２）へ浄化すべき廃水を輸送する少なくとも１つの供給ライン（１６）と、前記リアクタ（１２）から浄化された水を排出する少なくとも１つの排水ライン（２４）と、を備え、
前記排水ライン（２４）を介して前記嫌気性リアクタ（１２）から排出された前記浄化された廃水の少なくとも一部の流れが案内されるように気泡分離リアクタ（３４）を備えた気泡分離装置（３０）をさらに有し、前記気泡分離リアクタ（３４）は、気泡分離供給ライン（４６’）を介して前記嫌気性リアクタ（１２）の少なくとも１つの排水ライン（２４）に接続され、前記気泡分離装置（３０）は、ｐＨ調整媒体用の少なくとも１つの供給ライン（２０’，２１）と、前記気泡分離リアクタ（３４）から前記嫌気性リアクタ（１２）へ直接的または間接的に案内される戻りライン（４４，４４ａ，４４ｂ）と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２０】
前記気泡分離装置（３０）は、少なくとも部分的に廃水が戻るように前記気泡分離リアクタ（３４）から前記嫌気性リアクタ（１２）へ直接的または間接的に案内される液体戻りライン（４４，４４ａ，４４ｂ）を備えることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記装置（１０）は、前記嫌気性リアクタ（１２）の下流に配置されるとともに気泡分離供給ライン（４６）または前記気泡分離リアクタ（３４）へ液体を連通させるように接続された廃水供給ライン（２２）を備えることを特徴とする請求項１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記気泡分離装置（３０）は、沈殿剤および／または凝集補助剤用の少なくとも１つの供給ライン（２０’’，２０’’’，２１’）を備えることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記気泡分離装置（３０）は、圧縮ガス用の少なくとも１つの供給ライン（４２）を備えることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記気泡分離装置（３０）は、ライン（３６，３６’）を介して前記気泡分離リアクタ（３４）に接続されるとともに前記圧縮ガスライン（４２）が通じるガス溶液装置（４０）を備えることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記廃水供給ライン（２２）は、混合機ユニット（４３）に通じるとともに該混合機ユニット（４３）から供給ライン（４６）を介して前記気泡分離リアクタ（３４）へ通じており、前記混合機ユニット（４３）は、好ましくは、ｐＨ調整媒体用の供給ライン（２１）および／または沈殿剤および／または凝集補助剤用の供給ライン（２１’）を備えることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記装置（１０）は、前記嫌気性リアクタ（１２）の上流に設けられた予酸性化装置（１４）をさらに備えることを特徴とする請求項１９〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記予酸性化装置（１４）は、該予酸性化装置（１４）の流入領域において前記気泡分離装置（３０）の戻りライン（４４ｂ）に接続され、該予酸性化装置（１４）の流出領域において前記嫌気性リアクタ（１２）の前記供給ライン（１６）に接続されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記気泡分離装置（３０）の戻りライン（４４ａ）が、直接的にまたは前記予酸性化装置（１４）と前記嫌気性リアクタ（１２）との間の前記ライン（１６）に配置された混合機装置を介して前記嫌気性リアクタ（１２）の流入領域へ通じることを特徴とする請求項１９〜２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記装置（１０）は、前記嫌気性リアクタの上流に配置されるとともに該嫌気性リアクタ（１２）の前記供給ライン（１６）へ液体を連通させるように接続された廃水供給ライン（２２）を備えることを特徴とする請求項１９，２０，２２〜２４，２６〜２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
前記装置（１０）は、予酸性化装置（１４）をさらに備えており、該予酸性化装置（１４）は、前記予酸性化装置（１４）の流入領域において、前記廃水供給ライン（２２）へ接続され、前記予酸性化装置（１４）の流出領域において、前記嫌気性リアクタ（１２）の前記供給ライン（１６）へ接続されることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記気泡分離装置（３０）の前記戻りライン（４４，４４ａ，４４ｂ）は、前記予酸性化装置（１４）の流入領域および／または前記嫌気性リアクタ（１２）の流入領域へ接続される、および／または排水ラインとして前記装置の外部へ案内されることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置。
【請求項３２】
好ましくは前記戻りライン（４４）に配置されるとともに、好ましくは熱交換器または例えば冷却塔のような冷却装置である温度調整装置が、装置（１０）内に設けられることを特徴とする請求項１９〜３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
前記嫌気性リアクタ（１２）は、該嫌気性リアクタ（１２）へ向かう前記供給ライン（１６）が下側領域に設けられたリアクタタンクと、前記リアクタ（１２）へ供給される排水を前記リアクタ内の媒体と混合する少なくとも１つの流入ディストリビュータと、浄化された水を前記リアクタ排水ライン（２４）へ排出するために前記リアクタタンクの上部に配置された少なくとも１つのオーバフロー部と、少なくとも１つの分離器と、を備えることを特徴とする請求項１９〜３２のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
前記嫌気性リアクタ（１２）は、好ましくは該リアクタの長手方向軸と同軸配置されるダウンラインを備えることを特徴とする請求項１９〜３３のいずれかに記載の装置。
【国際調査報告】
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