(57)【要約】  本発明のプラントは、それぞれが水相及び特定の細菌集団を収容している３つの反応タンク１００、２００、３００を直列に含む。これらのタンクは、酵素加水分解によって処理されるべき液体原料を順次可溶化し、結果として生じる流出物を生物学的消化によって生物分解し、かつ最後に残留細菌成分を低減するために使用される。これらのタンクは、反応生成物からバイオマスをろ過するためのタンジェンシャルフィルター１０８、２０８、３０８及び遠心分離機２１２、３１２によって互いから隔離されている。その結果、本質的に無機の最終液体流出物ＥＦＦ／Ｎが得られ、下流でろ過されるバイオマスは、体積が低減した最終有機廃棄物ＤＵとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
毒性の油又は溶剤等の分散性かつ可消化である有機液相を含む毒性液体原料を生物学的に処理する方法であって、
ａ）第１の容器（１００）に処理する前記液体原料を給送するステップであって、前記第１の容器は水相及び第１の細菌集団を収容している、前記液体原料を給送するステップと、
ｂ）処理する前記液体原料を、前記第１の容器において前記第１の細菌集団を用いる酵素加水分解によって溶解するステップと、
ｃ）前記第１の容器から第１の反応液体生成物を取り除くステップと、
ｄ）前記第１の反応生成物から、該第１の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第１の流出物を得る、ろ過ステップと、
ｅ）第２の容器（２００）に前記第１の流出物を給送するステップであって、前記第２の容器は、水相、及び前記第１の細菌集団とは異なる第２の細菌集団を収容している、前記第１の流出物を給送するステップと、
ｆ）前記第１の流出物を、前記第２の容器において前記第２の細菌集団を用いる生物学的消化によって生物分解するステップと、
ｇ）前記第２の容器から第２の液体反応生成物を取り除くステップと、
ｈ）前記第２の反応生成物から、該第２の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第２の流出物を得る、ろ過ステップと、
ｉ）前記余剰のバイオマスを取り出すことによって前記第２の容器内の細菌濃度を調整するステップと、
ｊ）第３の容器（３００）に前記第２の流出物を給送するステップであって、前記第３の容器は、水相、並びに前記第１の細菌集団及び前記第２の細菌集団とは異なる第３の細菌集団を収容している、前記第２の流出物を給送するステップと、
ｋ）前記第２の流出物の残留細菌成分を、前記第３の容器において前記第３の細菌集団を用いる細菌作用によって低減するステップと、
ｌ）前記第３の容器から第３の液体反応生成物を取り除くステップと、
ｍ）前記第３の反応生成物から、該第３の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第３の流出物を得る、ろ過ステップと、
からなる連続するステップであって、
前記第３の流出物は、本質的に無機である最終液体流出物（ＥＦＦ／Ｎ）を構成し、分離されたバイオマスは、体積の減った最終有機廃棄物（ＤＵ）を構成する、連続するステップを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップｄ）、ｈ）及び／又はｍ）は、前記ろ過された反応生成物が取り除かれた前記容器へ前記分離されたバイオマスを再循環させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップｍ）において得られた前記最終液体流出物を前記第１の容器へ再循環させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップｈ）は、前記ろ過された第２の流出物及び／又はろ過によって得られた前記余分なバイオマスを化学酸化することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップｋ）は、前記第３の反応器（３００）において前記バイオマスを低減させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップａ）の前に、フェントン反応を用いる酸化によって、処理する前記液体原料を前処理すること（Ｍ１）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の容器、前記第２の容器及び／又は前記第３の容器において前記余分なバイオマスを取り除くと共に、該余分なバイオマスを消化し、液相（ＬＩＱ）及び固体鉱物廃棄物（ＭＩＮ）を分離するステップ（Ｍ３）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の反応生成物のろ過からの前記最終液体流出物（ＥＦＦ／Ｎ）、及び／又は前記余分なバイオマスの消化からの液相（ＬＩＱ）を、ＵＶ照射及びオゾン化の組み合わせによって後処理するステップ（Ｍ４）をさらに含む、請求項１又は７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を行う設備であって、
水相及び第１の細菌集団を収容している第１の容器（１００）と、
前記第１の容器に、毒性の油又は溶剤等の分散性かつ可消化である有機液相を含む汚染された液体原料を給送する手段（１０２）であって、前記液体原料は、前記第１の容器において前記第１の細菌集団を用いる酵素加水分解によって溶解するのに好適である、手段（１０２）と、
前記第１の容器から第１の液体反応生成物を取り除く手段（１０６）と、
前記第１の反応生成物から、該第１の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第１の流出物を得る、ろ過手段（１０８）と、
水相、及び前記第１の細菌集団とは異なる第２の細菌集団を収容している第２の容器（２００）と、
前記第２の容器に、前記第１の流出物を給送する手段（２０２）であって、前記第１の流出物は、前記第２の容器において前記第２の細菌集団を用いる生物学的消化によって生物分解するのに好適である、手段（２０２）と、
第２の液体反応生成物を前記第２の容器から取り除く手段（２０６）と、
前記第２の反応生成物から、該第２の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第２の流出物を得る、ろ過手段（２０８、２１２）と、
余剰のバイオマスを取り出すことによって前記第２の容器内の細菌の濃度を調整する手段（２１６、２２０）と、
水相、並びに前記第１の細菌集団及び前記第２の細菌集団とは異なる第３の細菌集団を収容している第３の容器（３００）と、
前記第３の容器に、前記第２の流出物を給送する手段（３０２）であって、前記第２の流出物は、前記第３の細菌集団の生物学的作用によってその残留細菌成分が低減されるのに好適である、手段（３０２）と、
第３の液体反応生成物を前記第３の容器から取り除く手段（３０６）と、
前記第３の反応生成物から、該第３の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第３の流出物を得る、ろ過手段（３０８、３１６）であって、前記第３の流出物は、本質的に無機である最終液体流出物（ＥＦＦ／Ｎ）を構成し、前記分離されたバイオマスは、体積の減った最終有機廃棄物（ＤＵ）を構成する、ろ過する手段（３０８、３１６）と、
を備えることを特徴とする、設備。
【請求項１０】
前記第１の生成物、前記第２の生成物及び／又は前記第３の生成物をろ過する前記手段は、それぞれのタンジェンシャルメンブレンフィルター（１０８、２０８、３０８）を含む、請求項９に記載の設備。
【請求項１１】
前記第２の生成物及び／又は前記第３の生成物をろ過する前記手段は、それぞれの遠心分離機（２１２、３１２）及び／又はそれぞれの浮上システムをさらに含む、請求項９に記載の設備。
【請求項１２】
前記第２の容器（２００）は、前記生物分解プロセス中に形成される泡を吸引すると共に該泡を前記容器内に収容されている前記水相（２０４）中に取り入れるのに好適な、機械的な攪拌・消泡手段（２２６〜２３４）を備える、請求項９に記載の設備。
【請求項１３】
前記第２の容器（２００）は、該容器の容積部の外側にある再循環回路内に位置付けられる、温度調節手段（２３８、２４０）と共に、該容器の内容物を圧送及び再循環させる手段（２２６〜２３４）、前記液相に通気する手段（２２２、２２４、２４２）、校正された均質化手段（２４４）、並びに／又は試料を測定及び／若しくは採取する手段（２４６）を備える、請求項９に記載の設備。
【請求項１４】
処理する前記液体原料に対する前記フェントン反応を用いる前酸化モジュール（Ｍ１）をさらに含む、請求項９に記載の設備。
【請求項１５】
前記第１の容器、前記第２の容器及び／又は前記第３の容器から余分なバイオマスを取り除く手段と、該余分なバイオマスを消化すると共に液相（ＬＩＱ）及び固体鉱物廃棄物（ＭＩＮ）を分離するモジュール（Ｍ３）とをさらに含む、請求項９に記載の設備。
【請求項１６】
ＵＶ照射及びオゾン化の組み合わせを、前記第３の反応生成物のろ過からの前記最終液体流出物（ＥＦＦ／Ｎ）、及び／又は前記余分なバイオマスの消化からの前記液相（ＬＩＱ）に適用する後処理モジュール（Ｍ４）をさらに含む、請求項９又は請求項１５に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散性かつ可消化の有機液相を含む汚染された液体原料を生物学的に処理する方法及び設備に関する。
【０００２】
本発明は、最も具体的には毒性の油及び溶剤、特に放射性物質によって汚染された毒性の油及び溶剤に適用される。そのような油又は溶剤は、破壊又は分解して現場に許容可能な流出物にする必要がある。
【０００３】
それにもかかわらず、本発明は、油又は溶剤以外の物質の処理に適用可能であるが、ただし、これらの物質が（例えばタールとは異なり）分散性でありかつ可消化である有機液体であること、すなわち自身の好気性代謝の炭素源として有機液体を用いる微生物の酵素作用に付されることができることを条件とする。微生物が処理する液体の酸化には、二酸化炭素及び水を放出することが伴う。
【０００４】
本発明はまた、有機液相中に懸濁している微粒子、例えば油中に懸濁した状態で用いられる触媒の粒子を再生することを可能にするように、触媒のこれらの粒子を含む原料を処理することに適用される。
【０００５】
以下の説明では、「油」及び「油又は溶剤」という用語が便宜上用いられるが、原料が上記の特性を呈するのであれば、全体的な説明を他の種類の有機液体原料にも一般化することができる。
【背景技術】
【０００６】
毒性油を排除するいくつかの技法が存在する。
【０００７】
最も単純な技法は、焼却炉中でそのような油を燃焼させることにあるが、その技法はいくつかの欠点を呈する。まず、油を通常は他の廃棄物と混合する必要があり、その種の排除を連続的に行うのが難しい。さらに、焼却中に揮発性の毒性化合物が生成されるという危険性があり、この化合物は大気へ排気される前に完全にろ過しなければならない。
【０００８】
別の技法は、超臨界水を用いる湿式技法によって油を酸化させることにある。その技法は非常に効果的であり十分に使いこなされているが、行うのが非常に難しい（少なくとも２２１バールの圧力及び少なくとも３７６℃の温度）。したがって、その技法は巨額の初期投資を必要とし、高い作業コストを生じさせ、かつ非常に高い圧力に関連する厳格な安全対策を伴う。
【０００９】
本発明の技法である第３の技法は、微生物の存在下、細菌代謝を最適化する約３０℃〜３７℃の温度で油を生物学的に酸化させることにある。酸素はシステムの連続的な通気によって供給され、油の酸化は二酸化炭素及び水しか生成せず、これらに危険はない。さらに、処理圧力は３バールを超えず、この技法は、処理する非常に変化しやすい流れに適合されている。
【００１０】
特許文献１は、汚染された油又は溶剤を排除するこの種の方法及び設備を記載している。
【００１１】
しかし、その方法は、構造的に非常に多様である、すなわち環状、分岐鎖、直鎖等である数十の様々な成分の、各カテゴリーの多数の異なる分子と合わせられた混合物によって構成される汚染された油等の原料の満足のいく分解を提供しない。
【００１２】
任意の所与の細菌集団は優先的に特定のカテゴリーの分子を消化するが、全ての分子を消化するわけではない。その結果、細菌は最も可消化である分子を分解する傾向にある、すなわち、細菌は「最も食べやすい分子を食べる」。残念ながら、処理容器には連続的に給送されるため、最も容易に消化される画分が連続的に補給されるが、これは結局、バイオマスによって分解される唯一の画分、すなわち事実上唯一の画分となる。その現象は、細菌が分解を開始することのない、消化するのが難しい分子の蓄積につながる。そのような蓄積は、バイオマスを有毒にする要因を構成するため、急速に液体原料分解プロセスの劣化につながり、終了をもたらすか、及び／又は、油の消化の損失を招くため、より時間がかかると共により難しい、細菌塊の自己分解（自己消化）をもたらす。
【００１３】
バイオマスによる消化は、許容可能な流出物を生成するには不十分であるため、流出物を、比較的複雑かつ高価である後処理（蒸発、活性炭によるろ過…）に付す必要があり、それによって、さらなる廃棄物、特に定期的に補給する必要がある活性炭の生成につながる。
【００１４】
さらに、上記文献に記載されている技法はバイオマスを設備に連続的に注入することを必要とし、これはさらなるバイオマスを下流で排除する必要があることを意味する。
【００１５】
さらに、上記方法は、処理する原料の量又は性質のいかなる相当な変化もこの方法の全体的な平衡を実質的に変更する可能性が高い限り、できるだけ一定の速度で廃棄物を連続的に処理するように本質的に設計されている。
【００１６】
最後に、上記方法は、行われる種々の反応及び処理を連続的に監視する必要があり、プロセスの進行を監視すると共に適切な調整及び設定動作を行う作業員が事実上常駐することを伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第９６／２４９３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的の１つは、高収率であり、（作業を妨げることなく）多種多様なフローに適合することができ、かつ大量の廃棄物を処理する能力を備え、したがって工業規模で作業を行うことを可能にする、毒性の油又は溶剤等の有機廃棄物を生物学的に排除する方法及び設備を提案することによって上記の種々の欠点を改善することである。
【００１９】
より正確には、本発明の目的は、あらゆる種類のコストを非常に大幅に低減することを可能にするそのような方法及びそのような設備を提供することであり、それらのコストとは：
初期投資コスト、
設備の毎日の運転に起因する運転コスト、又は
放射性物質処理用の設備において生じるように、廃棄物になった場合に機械の解体を伴う、将来的なコスト（「相続コスト（heritage costs）」としても既知である）、である。
【００２０】
本発明の別の目的は、排出される量が最小限にまで低減され、かつ、最小限の量の最終廃棄物を生成しつつも、複雑な後処理なく、方法からの出口において、現場に許容可能な（法的基準）液体流出物を直接得ることを可能にするような技法を提案することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、処理を監視及び実施するために作業員を現場に常駐させることを回避するように単純かつ自動的な方法で制御することができるような設備を提案することである。
【００２２】
本発明のさらに別の目的は、処理対象の廃棄物の量及び種類に関して非常に高い作業上の融通性を提供することであり、これによって、本質的に連続処理用に設計されている以前に提案されたシステムとは異なり、特に廃棄物をバッチ処理することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
以下で説明するように、本発明の方法及び設備の融通性の別の態様は、システムが全体として非常に安定したシステムであり、挙動が比較的予測可能かつ推定可能であり、したがって処理する廃棄物の性質が変わる毎に初期調整及び試行錯誤を限定することが可能となることにある。
【００２４】
上述の特許文献１によって既に開示されている一般的な種類のものである本発明の方法は、以下の：
ａ）第１の容器に処理する前記液体原料を給送するステップであって、前記第１の容器は水相及び第１の細菌集団を収容している、前記液体原料を給送するステップと、
ｂ）処理する前記液体原料を、前記第１の容器において前記第１の細菌集団を用いる酵素加水分解によって溶解するステップと、
ｃ）前記第１の容器から第１の反応液体生成物を取り除くステップと、
ｄ）前記第１の反応生成物から、該第１の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第１の流出物を得る、ろ過ステップと、
ｅ）第２の容器に前記第１の流出物を給送するステップであって、前記第２の容器は、水相、及び前記第１の細菌集団とは異なる第２の細菌集団を収容している、前記第１の流出物を給送するステップと、
ｆ）前記第１の流出物を、前記第２の容器において前記第２の細菌集団を用いる生物学的消化によって生物分解するステップと、
ｇ）前記第２の容器から第２の液体反応生成物を取り除くステップと、
ｈ）前記第２の反応生成物から、該第２の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第２の流出物を得る、ろ過ステップと、
ｉ）前記余剰のバイオマスを取り出すことによって前記第２の容器内の細菌濃度を調整するステップと、
ｊ）第３の容器に前記第２の流出物を給送するステップであって、前記第３の容器は、水相、並びに前記第１の細菌集団及び前記第２の細菌集団とは異なる第３の細菌集団を収容している、前記第２の流出物を給送するステップと、
ｋ）前記第２の流出物の残留細菌成分を、前記第３の容器において前記第３の細菌集団を用いる細菌作用によって低減するステップと、
ｌ）前記第３の容器から第３の液体反応生成物を取り除くステップと、
ｍ）前記第３の反応生成物から、該第３の反応生成物が含有しているバイオマスをろ過して第３の流出物を得る、ろ過ステップと、
からなる連続するステップであって、
前記第３の流出物は、本質的に無機である最終液体流出物を構成し、分離されたバイオマスは、体積の減った最終有機廃棄物を構成する、連続するステップを特徴とする方法。
【００２５】
本方法により、容器の数を増やすと共にこれらの容器を互いから隔離する（細菌が１つの容器から次の容器へ移動するのを防止する）ことによって、細菌集団を、消化すべき原料の異なる分子に応じて３つの容器それぞれにおいて特化させることが可能であり、すなわち、容易に消化される画分は第１の容器内で分解され、一方で、第１の容器内のバイオマスが消化を開始しなかった分子を第２の容器に集中させ、この第２の容器では、（消化するためにその画分に応じて専用に選択された）細菌が残りの画分を消化するように働き、第３の容器でも同様である。バイオマスの代謝は、消化するのが最も難しい分子の消化を最適化するように経時にわたって良好に展開させることができる。
【００２６】
さらに、第２の容器内の細菌の濃度を調整することによって、油の消化の損失を招くため、より時間がかかると共により難しい、細菌塊中で生じる「自己消化」現象を回避することが可能となる。
【００２７】
有利には、本方法において、
ステップｄ）、ｈ）及び／又はｍ）は、ろ過された反応生成物が取り除かれた容器へ、分離されたバイオマスを再循環させることをさらに含み、これによって、細菌集団をステップの各々に適合させると共に種々の容器間のいかなる汚染の危険性も回避することが可能であり、
本方法は、ステップｍ）において得られた最終液体流出物を第１の容器へ再循環させることをさらに含み、
ステップｈ）は、ろ過した第２の流出物及び／又はろ過によって得られた余分なバイオマスを化学酸化することをさらに含み、
ステップｋ）は、第３の反応器内のバイオマスを低減させることを含み、
ステップａ）の前に、フェントン反応を用いる酸化によって、処理する液体原料を前処理することも提供され、
第１の容器、第２の容器及び／又は第３の容器において余分なバイオマスを取り除くと共に、該余分なバイオマスを消化し、液相及び固体鉱物廃棄物を分離するステップも提供され、
第３の反応生成物のろ過からの最終液体流出物、及び／又は余分なバイオマスの消化からの液相を、ＵＶ照射及びオゾン化の組み合わせによって後処理するステップも提供される。
【００２８】
本発明はまた、上記で明記した方法の種々のステップを行う手段を備える対応する設備を提供する。
【００２９】
有利には、設備はまた、
第１の生成物、第２の生成物及び／又は第３の生成物をろ過する手段がそれぞれのタンジェンシャルメンブレンフィルター（tangential membrane filter）を備えるように、
第２の生成物及び／又は第３の生成物をろ過する手段がそれぞれの遠心分離機及び／又はそれぞれの浮上システムをさらに備えるように、
第２の容器が、生物分解プロセス中に形成される泡を吸引すると共に該泡を容器内に収容されている水相中に取り入れるのに好適な、機械的な攪拌・消泡手段を備えるように、かつ
第２の容器が、温度調節手段と共に、容器の内容物を圧送及び再循環させる手段、液相に通気する手段、校正された均質化手段、並びに／又は試料を測定及び／若しくは採取する手段を含むようにすることができ、これらの種々の手段は容器の容積部の外側の再循環回路内に位置付けられる。
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施態様を説明する。図面を通して、同一であるか又は機能的に同様である要素を指すのに同じ参照符号が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】該方法の連続的なステップを行う種々の要素を示す、本発明の設備の概略図である。
【図２】油を生物分解する中心反応器の構造をより詳細に示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た同じ反応器の平面図である。
【図４】図１を参照して説明される設備の種々の構成要素を組み込んでいる完全なシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１に示されるように、本発明の設備は本質的に、直列に接続されている、定容積である３つのそれぞれの容器の形態の、３つの別個の反応器１００、２００及び３００を備える。
【００３３】
第１の反応器１００は、酵素加水分解によって油を溶解するためのものである。毒性油Ｈが、定量ポンプ１０２によって定速で反応器１００内に導入される。同じ定量ポンプが、精製水と微生物の発生に必須である無機塩類とからなる工業最小培地（industrial minimal medium）ＭＭＩを送り込む。これは全て、第１の反応器１００内に収容されている水相１０４と混合され、第１の反応器１００において、微生物が、選択された細菌性微生物集団の特定の酵素作用によって、加水分解により油を溶解する。経過時間は、処理する油の種類及び選択される微生物に依存する。概して、また油の種類に応じて、油の流量は通常、反応容積１リットル（Ｌ）当たり、また１時間（ｈ）当たり、２０マイクロリットル（μＬ）〜２００μＬで変わる。
【００３４】
油を溶解するこの段階は、これらの油のバイオアベイラビリティを相当に高めるため、本発明の方法の実施にとって重要である。効果的な生物分解を得るには、微生物が有機基質に接触する必要があり、これは油が水相中で可溶性である場合により簡単である。
【００３５】
溶解した油を含有するバッチは、ポンプ１０６によって反応器の底部から取り除かれ、まだ溶解されていない油が表面上に残る。これにより、溶解した油のみが反応器２００へ移送されることが確実となる。溶解した油は、このように取り除かれる際に、バイオマスＢＭを液体流出物ＥＦＦの画分から分離する働きをするタンジェンシャルフィルター１０８の作用に付される（透過水又はろ液）。濃縮水（バイオマス）はパイプ１１０を介して反応器１００に戻されるため、第１の反応器１００の微生物が反応器２００の微生物と混合することが防止される。流出物とバイオマスとを分離するこのステップは、各反応器内の細菌集団をその機能に応じて最適化する働きもし、特定の微生物が、加水分解のために最適化されている第１の反応器１００に選択され、異なる特定の微生物が、油を生物分解するために最適化されている第２の反応器２００に選択される。
【００３６】
同じ考えが、第２の反応器２００と第３の反応器３００との間の隔離を達成することにも当てはまり、この隔離は、後述するタンジェンシャルメンブレンフィルターを用いて達成される。
【００３７】
タンジェンシャルメンブレンフィルターの使用は、そのようなフィルターによって、バイオマスが流出物中に伝わらないことを確実にしながらも流出物の所望の量を正確に調整することが可能となるため、単純な沈降よりも好ましい。
【００３８】
タンジェンシャルメンブレンフィルターを用いて達成される隔離はまた、例えば反応器のうちの１つの水相中に原虫が存在する結果として細菌が死滅する場合に生物学的な観点からさらなる安全性を提供する。バイオマスがフィルターを通過しないことを確実にすることが可能である限り、そのような汚染は下流に位置する反応器には及ばない。
【００３９】
第１の反応器１００によって行われる最初の処理（油の溶解）後、処理する油を含有する流出物が、パイプ２０２によって第２の反応器２００へ搬送され、第２の反応器２００は、油の生物分解という主要なステップを行う反応器である。例えば、この第２の反応器は、１００Ｌの容積を呈し、そこを通る経過時間は通常３４３時間である。
【００４０】
図２及び図３を参照して以下でより詳細に説明する第２の反応器２００は、この生物学的消化機能を最適化するために専用に選択された微生物の作用下で水相２０４内の油を消化する働きをし、この微生物は、他の２つの反応器１００及び３００内に収容されている微生物とは異なる。
【００４１】
第３の、最後の反応器３００への通路は、第１の反応器１００から第２の反応器２００への通路と同じ方法で提供される。すなわち、流体は、ポンプ２０６によって反応器２００の底部から取り除かれ、次いでタンジェンシャルフィルター２０８を通過し、ここでバイオマスＢＭ（濃縮水）が液体流出物部分ＥＦＦから分離される。タンジェンシャルフィルター２０８によって生成された流出物は、パイプ２１８を介して、オゾン化又は過酸化酸素処理によって生物分解生成物の酸化を完了させるように働く化学酸化装置２２０へ引き取られる。この酸化ステップの後、流出物はパイプ３０２を介して反応器３００へ誘導される。
【００４２】
パイプ２１０を介してタンジェンシャルフィルター２０８を出たバイオマス２１０は、パイプ２１４を介して第２の反応器２００へ再循環される。第２の反応器２００内で油の生物分解中に形成された余剰のバイオマスはいずれも、遠心分離機２１２及び／又は浮上システムによってパイプ２１６を介して取り出すことができる。この余剰のバイオマスも、パイプ３０２によって反応器３００へ引き取られる前にパイプ２１６を介して化学酸化装置２２０へ誘導することができる。
【００４３】
反応器２００内の細菌の濃度を調整し、細菌が過剰にならないことを確実にするのが重要である（通常、上限は１０９細胞／ミリリットル（ｍＬ））。過剰な濃度は死滅する細菌の大量の画分につながり、それによって、生きた細菌が消化するのが容易である有機材料を生成する。細菌塊のこの「自己消化」現象は、油の消化の損失を生じさせ、これはより時間がかかりより難しい。この現象を回避するために、反応器に（パイプ２１４を介して）バイオマスを再循環させる代わりに、分離機２１２からのこのバイオマスアウトプットを取り出して（パイプ２１６から装置２２０への）酸化によって破壊する。
【００４４】
反応器２００内で毒性の油又は溶剤を代謝する一方で、流出物は、装置２００によってこのように酸化されると、パイプ３０２によって第３の反応器３００へ送達され、第３の反応器３００は形成される余分なバイオマスを低減する働きをする。管３０２によって搬送される流出物は、装置２２０による化学酸化ステップ中に溶解した細菌細胞の成分を含有し、この成分は、水相３０４における、この最終分解機能を最適化するために専用に選択された第３の細菌集団の作用によって、第３の反応器の細菌の栄養分として働き、この細菌は、他の２つの反応器１００及び２００の細菌とは概して異なる。
【００４５】
例えば、第３の反応器３００は２０Ｌの容積を呈し、そこを通る経過時間は通常６８時間である。したがって第３の反応器３００は、第２の反応器２００内で生成される余分なバイオマスを鉱化し、したがって余分なバイオマスを相当に低減する働きをする。加えて、第３の反応器３００によって、微生物の酵素作用に対して最も耐性がある分子を任意選択的に分解するさらなる経過時間が追加される。流出物は、ポンプ３０６によって第３の反応器３００から取り除かれ、次いで第３の、最後のタンジェンシャルフィルターシステム３０８に適用され、分離されたバイオマスＢＭは、パイプ３１０を介して、第２の反応器と関連する分離機２１２と同じ種類の遠心分離機３１２及び／又は浮上システムに適用される。本方法によって生成される有機画分の全てを構成するこのように分離された固体流出物は、後に乾燥することができる最終廃棄物ＤＵを構成する。それにもかかわらず、（防腐であり無菌の、したがって危険のない）この鉱化されていない固体流出物は非常に小さい体積を呈し、したがって本方法に対する制約にはならない。
【００４６】
タンジェンシャルフィルター３０８によって送達された液体流出物ＥＦＦは、パイプ３１８によって搬送され、通常は、その主な特徴として厳密には１５０マイクログラム／リットル（ｍｇ／Ｌ）未満である化学的酸素要求量ＣＯＤを有する流出物である、現場に許容可能である流出物ＥＦＦ／Ｎを構成する。
【００４７】
処理基準が許せば、矢印３２０によって示されるように、流出物ＥＦＦ／Ｎ中の、フィルター３１２による分離に由来する有機廃棄物の全て又はいくらかを希釈することが可能である。全体的に希釈する場合、廃棄物管理にとってより簡単である液体流出物のみが残る。
【００４８】
流量は、反応器内の体積が変化せず、かつ材料のバランスが設備の入口と出口との間で平衡状態にある（それによってトレーサビリティを容易にする）よう、反応器内の液位を維持するように制御されることに留意されたい。
【００４９】
場合によっては、これが材料のバランスにいかなる影響も与えなければ、設備からの出口において得られた流出物の画分を、流出物の分析結果に応じて第１の反応器１００に再循環させてもよい（矢印３２０）。
【００５０】
なお、本発明によって、有利には異なる種類の油をバッチ処理することが可能となることに留意すべきであり、この場合、種々の反応器の細菌集団はそれに従って適合され、また、先行するバッチの処理が終了する前に１つのバッチの処理を開始することが可能である。例えば、第１のバッチの処理の終わりに、油が完全に溶解されており、反応器２００及び３００における処理に付されている場合、第１のバッチに適用されている処理の終わりに全く影響することなく、反応器１００内で油の第２のバッチの溶解を開始することが可能である。これは、分離されている３つの容器１００、２００及び３００における生物学的処理によって可能となり、そのため、容器内部におけるそれぞれの反応条件（選択される微生物集団、種々の作業条件等）を、反応器毎に別個に、他の２つの容器とは独立して調整することができる。
【００５１】
続いて、毒性油の生物分解を適切に行う働きをする第２の反応器２００の構造を、図２及び図３を参照してより詳細に説明する。
【００５２】
この生物分解反応器は、保守作業を減らすために装置を簡略化する一方でいくつかの機能を同時に行うことを可能にする、或る特定の数のオリジナルの要素を含む。
【００５３】
酸化に必要な空気は、反応器の底部にあるストリップ２２２によって送り込むことができ、このストリップは、反応器の容器の外側に位置するパイプ２２４によって提供される。変形形態では、又はこれに加えて、パイプ２３０に取り付けられている、ベンチュリ効果によって空気を取り入れるシステム２４２が、超音波の分子攪拌特性に基づくホモジナイザー装置２４４と共に設けられ、放出される超音波の周波数に応じて、溶液中の粒子（細菌、ミセル、気泡等）を、振動効果によってそれらのサイズに応じて選択的に破壊することができる。このため、例えば概して１マイクロメートル（μｍ）の大きさである細菌を蓄える（spare）ためにサイズが１００μｍよりも大きい粒子を破壊することに決定することが可能である。
【００５４】
泡が反応器内の内容物の表面に蓄積することを防止する渦を容器内部に形成するように、消泡機能が、特に反応器２００の内容物を底部２２８から連続的に吸引すると共に、この内容物をパイプ２３０、２３２を介して出口２３４（接線方向の向き（図３）である）へ送達するフレキシブルロータポンプ２２６を備えるアセンブリによって提供される。本方法中に形成されるいかなる泡も油を閉じ込める危険性があり、それによって油が細菌に利用可能ではなくなる。本明細書中に記載されるシステムは、単純に機械的な手段を用いて、泡を消散させると共に均質化することを可能にするため、泡が水相中に再び取り込まれ、それによって多くの場合に必要であるようないかなる化学的消泡剤も添加する必要なく、油の生物分解能を高め、したがって本方法の有効性を高める。
【００５５】
最下点２３６において、液相を除去する排出・排液（emptying）パイプも提供される。
【００５６】
反応器２００はまた、上記ループ式の再循環システムのパイプ２３０の部分２４０を囲むスリーブ２３８によって温度調節機能も果たし、このスリーブは、加熱又は冷却用の伝熱流体を搬送する。したがって、反応器内に収容されている液相は温度調節されるが、これは容器の外側に位置する要素によってなされ、したがって、保守の場合に（従来の液浸されているヒーターシステムとは異なり）最小限の介入しか必要ではない。この利点は、より信頼性があり、かつ抵抗素子に基づく加熱システムとは異なり微生物にとって致命的であるホットポイントを全く生じない、この「穏やかな」加熱方法の利点と関連する。
【００５７】
上述した要素は全て反応器の容器の外側に位置付けられ、したがって保守作業を非常に大幅に簡略化することが可能となることに留意されたい。さらに、このアセンブリの唯一の可動部分はフレキシブルローターポンプ２２６であるため、設備のロバスト性が非常に高くなり、設備は、いかなる特定の介入もすることなく非常に長期間にわたって連続的に動作することが可能である。
【００５８】
最後に、反応器は、反応器の底部２２８に位置する取出パイプと平行に取り付けられた測定セル２４６を含み、測定セルは、代表的な試料を採取してこれらの試料（ｐＨ、温度、溶存酸素等）を適当なセンサーによって分析する働きをする。そのためこれらのセンサーによって提供されたデータ、及び反応によって放出されるＣＯ２の測定値によって、反応器内に収容されている浴の活量に関する指標を実際にはリアルタイムで得ること、したがってバイオマスの有効性についての指標を得ることが可能となり、それによって設備全体を非常に有効に制御することが可能となる。
【００５９】
図４は、図１を参照して説明した設備に由来する完全なシステムの図である。
【００６０】
このシステムは、毒性の油又は溶剤、特に放射性廃棄物を、廃水処理プラントにおいて処分するのに好適な液体流出物に変える働きをする。
【００６１】
このシステムは、それぞれの容器１０４、２０４及び３０４内に収容されている異なる特化された細菌集団を用いることによって水、二酸化炭素及びバイオマス中の有機材料を代謝させる働きをする３つの特化された反応器１００、２００及び３００を有する、図１を参照して説明した設備に対応する生物分解モジュールＭ２を実装する。
【００６２】
上記で説明したように、或る特定の種類の分子（分解するのが最も簡単である分子）が第１の反応器１００内で破壊され、次いで別の種類の分子が第２の反応器２００内で破壊され、同様に第３の反応器３００で破壊され、各容器内の細菌集団は、それらの環境に存在する有機分子に応じて自然に選択される圧力下で自動的に適合される。
【００６３】
第１の反応器１００には、有機材料（油Ｈ）と、生物学的成長に必要な無機塩類ＭＭＩも給送される。３つの反応器１００、２００及び３００には空気が給送され、約３０℃で温度が安定化されており、６．５〜７．５の範囲にある値のｐＨを有する。各反応器は、その出口に、ＥＦＦ／Ｎとして言及される、バイオマスを有しない流出物を得ることを可能にするタンジェンシャルフィルターを有する。さらに、生物分解中に、細菌成長によって生物学的汚泥が生成され、そのために余分なバイオマスＸＢＭが液相から分離される。
【００６４】
以下、この生物分解モジュールＭ２の種々の流れＨ、ＥＦＦ／Ｎ及びＸＢＭに適用される前処理及び後処理を説明する。
【００６５】
最も有利には、毒性の油又は溶剤は、化学酸化モジュールＭ１におけるフェントン反応によって前処理される。
【００６６】
それ自体既知であるフェントン反応は、有機油及び溶剤の生物分解能を改善し、かつ合成油中に一般的に存在すると共に生物学的活性を阻害する傾向がある酸化防止剤を排除する働きをする。この反応は、周囲温度及び周囲圧力（したがって全体に有利な条件下）における化学酸化に基づくものであり、酸性媒体中の過酸化水素水（過酸化水素）Ｈ２Ｏ２と第一鉄イオンＦｅ２＋との化学反応によって得られるヒドロキシルラジカルＯＨ−の酸化力を利用し、ヒドロキシルラジカルは有機材料と反応してこれを水及び二酸化炭素に変える。その反応において、過酸化水素水は消費され得るが、反応中に第一鉄イオンは第二鉄イオンＦｅ３＋に変わり、これがＵＶ照射によってＦｅ２＋イオンに戻り得るため、第一鉄イオンは触媒である。
【００６７】
具体的には、この前処理はバッチ方式で行うことができる。すなわち最初に、破壊する有機材料ＭＯを、Ｆｅ２＋イオンを既に収容している反応器に投入し、次いで、硫酸を添加することによってｐＨを３．５に下げ、その後、過酸化水素水を、破壊するべき有機材料の量に対して化学量論的割合で滴下する。反応器の内容物を、Ｆｅ３＋イオンをＦｅ２＋イオンに変える働きをするＵＶランプを含む管を介して反応の間中循環させる。反応が完了すると、ＮａＯＨを添加することによってｐＨを１０に上げ、それによって鉄を反応器の底部に沈殿及び沈降させる効果を有するようにする。部分的に酸化した有機材料を含有する上澄み（反応器の底部に沈降しており、再利用することができる鉄を有しない）を回収し、そのｐＨを再び７に調整すると、モジュールＭ２に移送されることを待っているタンクに入れる。この反応中に形成されるいかなるガスも、ガス洗浄カラムを用いて洗浄することができる。毒性物質を捕捉する、洗浄に用いる液体もフェントン型の反応によって後に酸化することができる。
【００６８】
モジュールＭ２に関して、油Ｈの生物分解は第１に流出物ＥＦＦ／Ｎを送達し、第２に余分なバイオマスＸＢＭを送達する。
【００６９】
モジュールＭ２における生物分解中に生成された余分なバイオマスＸＭＢは、有機材料ＭＯの放射能を濃縮している固体鉱物廃棄物ＭＩＮを生成するようにモジュールＭ３において消化される。細菌細胞は、媒体中に存在する放射性元素と共にそれらの表面に重金属を蓄積するため、余分なバイオマスが有機材料ＭＯ由来の放射能を濃縮し、この濃縮物は格納するために後に鉱化する必要がある。
【００７０】
モジュールＭ３の消化槽は従来の嫌気性消化槽であり、バイオマスを消化槽内に留めるために接線方向のろ過によってここから液相が取り去られる。水相は、ろ過されると、モジュールＭ４（以下を参照）によって後処理に付すことができ、一方で汚染されているバイオマスは、場合によってはフェントン反応による化学酸化後に、最終固体廃棄物ＭＩＮを構成するように取り出される。
【００７１】
モジュールＭ２による生物分解に由来する流出物ＥＦＦ／Ｎ、及び／又はモジュールＭ３におけるバイオマスの消化に由来する液体流出物ＬＩＱは有利には、現場に許容可能であると共に基準を遵守する（厳密には１５０ｍｇ／Ｌ未満のＣＯＤ）流出物ＥＦＦ１、及び再利用可能な流出物ＥＦＦ２をそれぞれ生成するようにそれぞれのモジュールＭ４による酸化後処理に付される。
【００７２】
これらの流出物中に存在し得る可溶性有機材料を破壊する働きをする酸化は、有利には、例えばWapure International GmbH社からのＵＶＯＸ−２５０システム等の装置を使用するオゾン及び紫外線処理の組み合わせによってモジュールＭ４において行われ、この装置は、空気に紫外光を照射することによって空気中の酸素をオゾンに変え、次いで空気／オゾンの混合物をベンチュリシステムによって処理する液体に送り込み、この処理する液体も紫外光に照射するという原理に基づく。溶液中のオゾンは、非常に大きい酸化力を呈するＯＨ−ラジカルに変えられ、したがって非常に多種多様な残留物質を排除することを可能にする。特に、そのような処理は活性炭フィルターを用いる後処理を、この処理の不要を理由に省くことを可能にする。紫外光による照射は、処理する流出物中に存在し得る事実上全ての微生物を破壊することも可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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