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技術 水および廃水の処理のための拡散曝気法

出願人 エメフシーリミテッド
発明者 シェクター、ロネンイツァークエシェド、リオールレヴィ、イタンバルチアシュラギアミリ、タマル
出願日 2010年12月14日 (10年0ヶ月経過) 出願番号 2012-542688
公開日 2013年4月22日 (7年8ヶ月経過) 公開番号 2013-513467
状態 特許登録済
技術分野 活性汚泥処理における曝気装置 半透膜を用いた分離 生物膜廃水処理
主要キーワード モジュラーユニット 横断距離 使い捨て保 内部スペーサ 供給相 光起電力パネル 流れ圧力 理論段階
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題・解決手段

少なくとも一つの水処理経路であって、少なくとも一つの廃水導入口、該経路の内部を外気から分離する少なくとも一つの酸素透過性水不透過性の壁、および、少なくとも一つの処理済廃水出口を有し、前記少なくとも一つの廃水導入口から前記少なくとも一つの処理済廃水排出口へ流れる廃水の少なくとも好気性処理のために配設される水処理経路と、前記廃水を、前記水処理経路の前記少なくとも一つの廃水導入口へ供給する少なくとも一つの廃水供給路と、処理済廃水を、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの処理済廃水排出口から供給する少なくとも一つの処理済廃水路を含む廃水処理システム

概要

背景

発明の背景
次の米国特許は、当該技術分野の現状を表すものと確信する。
7,303,677、7,300,571、6,908,547、6,645,374、5,486,475および5,482,859。

概要

少なくとも一つの水処理経路であって、少なくとも一つの廃水導入口、該経路の内部を外気から分離する少なくとも一つの酸素透過性水不透過性の壁、および、少なくとも一つの処理済廃水出口を有し、前記少なくとも一つの廃水導入口から前記少なくとも一つの処理済廃水排出口へ流れる廃水の少なくとも好気性処理のために配設される水処理経路と、前記廃水を、前記水処理経路の前記少なくとも一つの廃水導入口へ供給する少なくとも一つの廃水供給路と、処理済廃水を、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの処理済廃水排出口から供給する少なくとも一つの処理済廃水路を含む廃水処理システム

目的

本発明は、改善された廃水処理システムおよび方法の提供を目的とする

効果

実績

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牽制数
1件

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請求項1

廃水処理システムであって、少なくとも一つの水処理経路であって、少なくとも一つの廃水導入口、該経路の内部を外気から分離する少なくとも一つの酸素透過性水不透過性の壁、および、少なくとも一つの処理済廃水出口を有し、前記少なくとも一つの廃水導入口から前記少なくとも一つの処理済廃水排出口へ流れる廃水の少なくとも好気性処理のために配設される水処理経路と、前記廃水を、前記水処理経路の前記少なくとも一つの廃水導入口へ供給する、少なくとも一つの廃水供給路と、処理済廃水を、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの処理済廃水排出口から供給する、少なくとも一つの処理済廃水路を備えてなる廃水処理システム。

請求項2

前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁がその内部表面上にバイオフィルムを支持するように配設されている、請求項1記載の廃水処理システム。

請求項3

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の通水断面積に対する割合が少なくとも200:1である、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項4

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の通水断面積に対する割合が少なくとも1000:1である、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項5

前記経路の水力直径が5〜20ミリメートルである、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項6

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合が少なくとも100:1である、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項7

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合が少なくとも150:1である、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項8

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合が少なくとも200:1である、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項9

前記少なくとも一つの水処理経路は、そこを通る廃水の概して栓型の流れを促進するように構成され、前記経路の長さ、幅および流路深さは、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも4となるように選択され、ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。N=7.4×Q×L/(W×D)式中、N:理論段階の数Q:流量(m3/s)L:流路長さ(m)W:流路幅(m)D:流路深さまたは間隔(m)

請求項10

前記少なくとも一つの水処理経路は、そこを通る廃水の概して栓型の流れを促進するように構成され、前記経路の長さ、幅および流路深さは、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも8となるように選択され、ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。N=7.4×Q×L/(W×D)式中、N:理論段階の数Q:流量(m3/s)L:流路長さ(m)W:流路幅(m)D:流路深さまたは間隔(m)

請求項11

前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁が螺旋状に配設されて前記少なくとも一つの水処理経路を画定する、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項12

前記少なくとも一つの水処理経路が、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定するように配設されている、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項13

前記少なくとも一つの水処理経路が複数の積層された経路を含み、該複数の積層された経路のそれぞれは、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定するように配設されており、該鉛直の空気流路同士は直線に並べられている、請求項12記載の廃水処理システム。

請求項14

前記鉛直の空気流路を通じる鉛直の空気流を提供する少なくとも一つの送風機をさらに備える、請求項12または13記載の廃水処理システム。

請求項15

前記鉛直の空気流路の横断厚が4から20mmである請求項12から14のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項16

前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁が、微細孔を有するポリプロピレンおよび微細孔を有するポリオレフィンのうちの少なくとも一つを含む、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項17

前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁が、少なくとも一つの織物層を含む、先行する請求項のいずれか1項記載の廃水処理システム。

請求項18

廃水処理方法であって、少なくとも一つの水処理経路であって、少なくとも一つの廃水導入口、該経路の内部を外気から分離する少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁、および、少なくとも一つの処理済廃水排出口を有し、前記少なくとも一つの廃水導入口から前記少なくとも一つの処理済廃水排出口へ流れる廃水の少なくとも好気性処理のために配設される水処理経路を提供する工程、前記廃水を、前記水処理経路の前記少なくとも一つの廃水導入口へ供給する工程、および処理済廃水を、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの処理済廃水排出口から供給する工程を含む廃水処理方法。

請求項19

前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁がその内部表面上にバイオフィルムを支持するように配設されている、請求項18記載の廃水処理方法。

請求項20

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の通水断面積に対する割合が少なくとも200:1である、請求項18または19記載の廃水処理方法。

請求項21

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の通水断面積に対する割合が少なくとも1000:1である、請求項18から20のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項22

前記経路の水力直径が5〜20ミリメートルである、請求項18から21のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項23

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合が少なくとも100:1である、請求項18から22のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項24

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合が少なくとも150:1である、請求項18から23のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項25

前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合が少なくとも200:1である、請求項18から24のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項26

前記少なくとも一つの水処理経路を、そこを通る廃水の概して栓型の流れが促進されるように構成する工程、および前記経路の長さ、幅および流路深さを、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも4となるように選択する工程をさらに含み、ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される、請求項18から25のいずれか1項記載の廃水処理方法。N=7.4×Q×L/(W×D)式中、N:理論段階の数Q:流量(m3/s)L:流路長さ(m)W:流路幅(m)D:流路深さまたは間隔(m)

請求項27

前記少なくとも一つの水処理経路を、そこを通る廃水の概して栓型の流れが促進されるように構成する工程、および前記経路の長さ、幅および流路深さを、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも8となるように選択する工程をさらに含み、ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される、請求項18から26のいずれか1項記載の廃水処理方法。N=7.4×Q×L/(W×D)式中、N:理論段階の数Q:流量(m3/s)L:流路長さ(m)W:流路幅(m)D:流路深さまたは間隔(m)

請求項28

前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁を螺旋状に配設して前記少なくとも一つの水処理経路を画定する工程をさらに含む、請求項18から27のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項29

前記少なくとも一つの水処理経路を配設して、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定する工程をさらに含む、請求項18から28のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項30

複数の積層された水処理経路を提供する工程、該複数の積層された水処理経路を、そのそれぞれが、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定するように配設する工程、および前記鉛直の空気流路同士を直線に並べる工程をさらに含む請求項29記載の廃水処理方法。

請求項31

前記鉛直の空気流路に鉛直の空気流を提供する工程をさらに含む、請求項29または30記載の廃水処理方法。

請求項32

前記鉛直の空気流路の横断厚が4から20mmである請求項29から31のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項33

前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁が、微細孔を有するポリプロピレンおよび微細孔を有するポリオレフィンのうちの少なくとも一つを含む、請求項18から32のいずれか1項記載の廃水処理方法。

請求項34

前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁が、少なくとも一つの織物層を含む、請求項18から33のいずれか1項記載の廃水処理方法。

技術分野

0001

関連出願への参照
2009年12月14日に出願された、DiffusionAeration for Water and Wastewater Treatmentというタイトルの米国仮特許出願シリアル番号第61/286,055号を参照する。その開示は参照することにより本明細書に組み込まれ、その優先権を、37 CFR 1.78(a)(4)および(5)(i)に従って、本願で主張する。

0002

発明の分野
本発明は、概して廃水処理に関し、より詳細には、生物学的な廃水処理に関する。

背景技術

0003

発明の背景
次の米国特許は、当該技術分野の現状を表すものと確信する。
7,303,677、7,300,571、6,908,547、6,645,374、5,486,475および5,482,859。

0004

発明の要旨
本発明は、改善された廃水処理システムおよび方法の提供を目的とする。

0005

それ故に、本発明の好ましい実施形態に従う廃水処理システムが提供され、該廃水処理システムは、少なくとも一つの水処理経路であって、少なくとも一つの廃水導入口、該経路の内部を外気から分離する少なくとも一つの酸素透過性水不透過性の壁、および、少なくとも一つの処理済廃水出口を有し、前記少なくとも一つの廃水導入口から前記少なくとも一つの処理済廃水排出口へ流れる廃水の少なくとも好気性処理のために配設される水処理経路と、前記廃水を、前記水処理経路の前記少なくとも一つの廃水導入口へ供給する少なくとも一つの廃水供給路と、処理済廃水を、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの処理済廃水排出口から供給する少なくとも一つの処理済廃水路を備えてなる。

0006

また、本発明の好ましい実施形態に従う廃水処理方法が提供され、該廃水処理方法は、少なくとも一つの水処理経路であって、少なくとも一つの廃水導入口、該経路の内部を外気から分離する少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁、および、少なくとも一つの処理済廃水排出口を有し、前記少なくとも一つの廃水導入口から前記少なくとも一つの処理済廃水排出口へ流れる廃水の少なくとも好気性処理のために配設される水処理経路を提供する工程と、前記廃水を、前記水処理経路の前記少なくとも一つの廃水導入口へ供給する工程と、処理済廃水を、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの処理済廃水排出口から供給する工程を含む。

0007

好ましくは、前記少なくとも一つの水処理経路の前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁は、その内部表面にバイオフィルムを支持するように配設される。

0008

本発明の好ましい実施形態によれば、前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の通水断面積に対する割合は、少なくとも200:1である。より好ましくは、前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の通水断面積に対する割合は、少なくとも1000:1である。付加的または代替的には、前記経路の水力直径は5〜20ミリメートルである。

0009

好ましくは、前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合は、少なくとも100:1である。より好ましくは、前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合は、少なくとも150:1である。最も好ましくは、前記酸素透過性で水不透過性の壁の表面積の、前記経路の総容量に対する割合は、少なくとも200:1である。

0010

本発明の好ましい実施形態によれば、前記少なくとも一つの水処理経路は、そこを通る廃水の概して栓型の流れが促進されるように構成され、前記経路の長さ、幅および流路深さは、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも4となるように選択される。ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される。
N=7.4×Q×L/(W×D)
式中、
N:理論段階の数
Q:流量(m3/s)
L:流路長さ(m)
W:流路幅(m)
D:流路深さまたは間隔(m)

0011

本発明の好ましい実施形態によれば、前記少なくとも一つの水処理経路は、そこを通る廃水の概して栓型の流れが促進されるように構成され、前記経路の長さ、幅および流路深さは、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも8となるように選択される。ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される。
N=7.4×Q×L/(W×D)
式中、
N:理論段階の数
Q:流量(m3/s)
L:流路長さ(m)
W:流路幅(m)
D:流路深さまたは間隔(m)

0012

好ましくは、前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁は螺旋状に配設されて前記少なくとも一つの水処理経路を画定する。

0013

本発明の好ましい実施形態によれば、前記少なくとも一つの水処理経路は、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定するように配設される。付加的には、前記少なくとも一つの水処理経路は複数の積層された経路を含み、該複数の積層された経路のそれぞれは、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定するように配設され、該鉛直の空気流路同士は直線に並べられる。付加的または代替的には、前記廃水処理システムは、前記鉛直の空気流路を通じる鉛直の空気流を提供する少なくとも一つの送風機をさらに含む。

0014

好ましくは、前記鉛直の空気流路の横断厚は4から20mmである。

0015

本発明の好ましい実施形態によれば、前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁は、微細孔を有するポリプロピレンおよび微細孔を有するポリオレフィンのうちの少なくとも一つを含む。付加的または代替的には、前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁は、少なくとも一つの織物層を含む。

0016

本発明の好ましい実施形態によれば、前記方法は、前記少なくとも一つの水処理経路を、そこを通る廃水の概して栓型の流れが促進されるように構成する工程と、前記経路の長さ、幅および流路深さを、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも4となるように選択する工程をさらに含む。ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される。
N=7.4×Q×L/(W×D)
式中、
N:理論段階の数
Q:流量(m3/s)
L:流路長さ(m)
W:流路幅(m)
D:流路深さまたは間隔(m)

0017

本発明の好ましい実施形態によれば、前記方法は、前記少なくとも一つの水処理経路を、そこを通る廃水の概して栓型の流れが促進されるように構成する工程と、前記経路の長さ、幅および流路深さを、それによって構成された栓流反応器において、理論段階Nが少なくとも8となるように選択する工程をさらに含む。ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて計算される。
N=7.4×Q×L/(W×D)
式中、
N:理論段階の数
Q:流量(m3/s)
L:流路長さ(m)
W:流路幅(m)
D:流路深さまたは間隔(m)

0018

本発明の好ましい実施形態によれば、前記方法は、前記少なくとも一つの酸素透過性で水不透過性の壁を螺旋状に配設して前記少なくとも一つの水処理経路を画定する工程をさらに含む。

0019

本発明の好ましい実施形態によれば、前記方法は、前記少なくとも一つの水処理経路を配設して、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定する工程をさらに含む。付加的または代替的には、前記方法は、複数の積層された水処理経路を提供する工程であって、該複数の積層された水処理経路のそれぞれが、螺旋状の横断面を有する概して鉛直の空気流路を画定するように配設される工程と、前記鉛直の空気流路同士を直線に並べる工程をさらに含む。付加的または代替的には、前記方法は、前記鉛直の空気流路に鉛直の空気流を提供する工程をさらに含む。

図面の簡単な説明

0020

本発明は、図面と併せて解釈される以下の詳細な説明からより完全に理解され認識されるであろう。
図1は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され機能する、分散型廃水処理システムの単純化した絵図である。
図2は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され機能する、廃水処理設備の単純化した図である。
図3は、図1および図2の廃水処理設備のモジュラーユニットの単純化した図である。

実施例

0021

好ましい実施形態の詳細な説明
ここで図1を参照する。図1は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され機能する分散型廃水処理システムの単純化した絵図である。図1に見られるように、田舎またはから廃水が廃水路100を通って複数の分散型で小型の低エネルギー廃水処理設備102へ供給され得る。該廃水処理設備102は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され機能するものであり、各廃水処理設備102は、支流廃水供給ライン104を介して廃水路100からの廃水を受け入れる。大まかに図1において理解されうるように、前記廃水処理設備102の設置面積は比較的に小さい。この廃水設備エネルギー必要量は少ないので、光起電力パネル106から電力を得ることができる。

0022

ここで図2を参照する。図2は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され機能する、小型で低エネルギーの廃水処理設備の単純化した図である。図2に見られるように、小型で低エネルギーの廃水処理設備102は、複数の積層された廃水処理モジュラーユニット110を備え、各ユニット110は、好ましくは、概して螺旋状に巻き回された概して水平の廃水経路112を備えている。該経路112は、その巻き線の間に、螺旋状の横断面を有する、概して鉛直の空気流路114を画定するように配設される。

0023

好ましくは、前記複数のユニット110は、鉛直の空気流路114同士が直線に並ぶように互いに積層される。廃水は、廃水供給マニホールド116を通じて各経路112に供給され、処理済廃水は、各経路112から処理済廃水マニホールド118を通じて受け取られる。前記廃水供給マニホールド116は好ましくはモジュール式である。前記処理済廃水マニホールド118も好ましくはモジュール式である。

0024

好ましくは、複数の積層されたユニット110の空気流路114を通る鉛直の空気流は、送風機120によって生み出される。送風機120は、光起電力パネル106(図1)などの分散型の電源によって、またはその他の好適な電源によって電力を得ることができる。あるいは、十分な通気が、熱または風を用いて作り出され得る場合には、電力の使用および場合によって送風機120の使用を、部分的にまたは完全に省略してもよい。

0025

図2の図示された実施形態において、処理設備102は、1つの送風機120を備えているが、複数の積層されたユニット110のうちの1つ以上が追加の送風機120を備えてもよいことが理解される。1つの送風機または複数の送風機の両方の実施形態において、処理設備102は1つの空気導入口を備えている。

0026

他の実施形態において、複数の設備102の各々の空気導入口へ接続されたヘッダーを通して、1つの送風機から複数の処理設備102に鉛直の空気流を供給しても良い。

0027

図2の図示された実施形態において、積層されたユニット110の各々の経路112は並列に接続されて示されている。代替的には、経路112を直列に接続し得ることも理解される。また、廃水の性質および処理の要求に応じて、複数の設備102を直列または並列に接続し得ることも理解される。

0028

さらに、複数の設備102の水の導入口と水の排出口を互いに直列に接続し、そこを通る水の流れを連続させて多段階の廃水処理を行うようにし得ることも理解される。

0029

ここで図3を参照する。図3は、図1および図2に示される廃水処理設備102のモジュラーユニット110の単純化した図である。図3に見られるように、各ユニット110において、概して螺旋状に巻き回された概して水平の廃水経路112は、円筒状の筐体122内に入れられている。経路112は好ましくは、概して鉛直に延設され螺旋状に巻き回された壁124によって形成される。各壁124は、1枚の酸素透過性で水不透過性の材料125(好ましくは、微細孔を有するポリプロピレンまたはその他の微細孔を有するポリオレフィン)から形成され、好ましくは少なくとも片面に織物126(好ましくは、プラスチック製の織物)が貼着されている。酸素透過性で水不透過性の材料125の厚さは、好ましくは100ミクロン未満であり、より好ましくは50ミクロン未満である。好ましくは、織物126の厚さは100ミクロン未満であり、かつ単位面積当たりの重さが50グラム平方メートル未満であることを特徴とする。隣り合う2つの壁の間に廃水の流れを提供するために、経路112は4mm〜20mmの範囲の間隔を有することが好ましい。

0030

酸素透過性で水不透過性の材料125は、屋根ふき材料として建設業界で広く用いられている。また、使い捨て保衣服の製造にも用いられている、例えば、ドイツ国ドムビュール(Dombuhl)のBohme ClopayGMBh 社から市販されている、16 gsmマイクロフレックスエンボス加工通気性フィルム(Microflex Embossed Breathable Film)などである。織物126は、典型的には不織布であり、イスラエルテルアビブのAvgol Ltd社から市販されている、カタログ番号N-S70-26 Iの10 gsm Hydrophilic Durable Whiteなどである。

0031

壁124の上縁127と下縁128はそれぞれ、壁材料を数回折り重ね、または壁材料の縁にわたって適合性材料フィルムを更に設け、そこにヒートプレス超音波溶接、または類似の手段を適用することによって密封されていることが好ましい。壁124は、それに沿って延設された内部スペーサ132によって互いに分離されていることが好ましい。好ましくは、壁124は先細の上面領域134を呈し、矢印136に示されるように、鉛直の空気流路114に沿った空気流に対する抵抗を比較的に小さくしている。経路112の高さのほとんどにおいて、壁124の内部表面はスペーサ132によって4〜20mmの横断距離だけ分離されていることが好ましい。

0032

好ましくは、経路112は、隣り合う巻き線の壁124の外部表面が4〜20mmの横断距離だけ分離されるように巻き回されており、それによって、4〜20mmの横断厚さの螺旋状の鉛直の空気流路114が画定される。流路114の横断厚さは、好ましくは、隣り合う巻き線の壁124の間にスペーサ138を設けることによって維持される。

0033

スペーサ132と138は、好ましくは、排水ネット(drainage netting)若しくは補強用の網(reinforcement mesh)若しくはフェンス状スクリーンまたは類似の三次元プラスチック製網格子製品であり、例えば、イギリス国エセックスモールドン、Boddington Ltd.社から市販されている、カタログ番号B-420/4.6/0.7、部品番号009442の排水Bネット(Drainage B net)などである。

0034

廃水は、廃水供給マニホールド116に接続された廃水供給相接続パイプ142を通じて、螺旋状に巻き回された廃水経路112の内側の端でその壁124に形成された開口140から、経路112の内部に供給される。代替的に、マニホールド118が廃水供給マニホールドとして機能してもよく、マニホールド116が処理済廃水排出マニホールドとして機能してもよい。その場合、廃水は、前記螺旋の外側の端から供給され、該螺旋の内側に向かって経路112に沿って流れる。

0035

経路112の内部に廃水が存在すると、壁124の内部表面上にバイオフィルム150が形成される。バイオフィルム150は、酸素透過性の壁124を介して酸素受け取り、廃水と機能的に接触してその処理を行う。本発明の特別な特徴は、廃水が、経路112の内部表面上に形成されたバイオフィルム150と機能的に接触しつつ経路112を流れ、バイオフィルム150は、バイオフィルム150が形成されている壁124を介して経路112の外部の空気流から酸素を受け取ることにある。

0036

バイオフィルム150は、好ましくは、複数の層からなる。良好な安定性を有し、適切に機能するシステムでは、バイオフィルムの組成は流路に沿って異なり、様々な割合で下記の層を主に含むであろう。
1.壁124に最も近い層:バイオフィルムは、大部分は好気性細菌からなり、流路を下るにつれ、アンモニア酸化炭酸塩還元する独立栄養細菌が増すであろう。
2.壁124に最も近いバイオフィルム層に隣接する層:バイオフィルムは、有機物を酸化する好気性従属栄養細菌がより豊富になっているであろう。
3a.壁124からもっと遠くかつ流路の最も上流の層:廃水内の有機物の濃度が比較的高く、バイオフィルム層は、CO2または他の代替的な電子受容体を還元することによって有機物を酸化する嫌気性細菌の濃度が高くなっていることを特徴とするであろう。
3b.流路の最も下流の層:壁124から最も遠い層は、一方では水に残存している溶解有機物を用い、他方では前記第1の層において硝化によって生成された硝酸塩を用いて、脱窒を行う従属栄養細菌を含んでいるであろう。

0037

経路112を通る水は、十分に乱流であることが好ましく、そうして、継続的にバイオフィルム150の層にせん断を与え、それにより、過度成長と、経路112の目詰まりを防ぐ。本発明の特別な特徴は、廃水路100(図1)のトポロジーおよび流れ圧力、ならびにそれに沿ったエネルギー損失に応じて、経路112に供給される廃水をくみ上げるためのエネルギー必要量を比較的に低く、または、無視できるものにし得ることにある。

0038

好ましくは、酸素透過性で水不透過性の壁124の表面積の、経路112の通水断面積に対する割合は、少なくとも200:1であり、より好ましくは少なくとも1000:1である。典型的な水力直径は5〜20ミリメートルである。

0039

好ましくは、酸素透過性で水不透過性の壁124の表面積の、該経路の総容量に対する割合が、少なくとも100:1、より好ましくは少なくとも150:1、最も好ましくは、少なくとも200:1となるように、経路112は構成される。単位体積当たりの表面積が大きければコンパクトに構成できる。コンパクトさは処理プロセスを選択する際の重要な要素である。

0040

経路112は、それを通る廃水の概して栓型の流れを促進するように構成されている。好ましくは、経路112の長さ、幅および流路深さは、それによって構成される栓流反応器において、理論段階Nが、好ましくは少なくとも4、より好ましくは少なくとも8となるように、選択される。ここで、栓流反応器における理論段階の数は、下記式を用いて算出される。
N=7.4×Q×L/(W×D)
但し、
N:理論段階の数
Q:流量(m3/s)
L:流路長さ(m)
W:流路幅(m)
D:流路深さまたは間隔(m)

0041

本発明が以上に具体的に示され説明されたものに限定されないことを当業者は理解するであろう。本発明の範囲にはむしろ、以上に記載された各種特徴の組み合わせおよび部分的組み合わせの両方、ならびに上述の説明を読んだ当業者が想起するであろう、先行技術にはないそれらの改良が含まれる。

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