JP2000051888A - 水処理装置及び水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い処理能力を維持したまま反応槽を含む装
置全体をコンパクトに形成できる水処理装置及び水処理
方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明の水処理装置は、導入された原水
と反応して処理水とする菌体グラニュールが充填され、
且つ該菌体グラニュールと処理水とを排出する排出部6
を有する反応槽1 と、該反応槽1 から排出された菌体グ
ラニュールと処理水が共に導入され処理水と菌体グラニ
ュールを分離する分離槽7 とを具備し、且つ該分離槽7
内には、前記菌体グラニュールを浮上性グラニュールと
沈降性グラニュールとに分離する下部が開口した分離体
12が設けられ、しかも該分離体12内に導入された菌体グ
ラニュールのうち、浮上性グラニュールが該分離体12の
下部開口部から外側へ移動することを防止可能な移動防
止手段が具備されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水中の有機物等
を嫌気性メタン発酵菌等の菌体グラニュールによって生
物学的に処理する水処理装置及び方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、沈降速度の大きい粒子化したメタ
ン発酵菌の嫌気性微生物を高濃度に保持し、廃水を高効
率にメタン発酵処理するという特徴を持つ菌体グラニュ
ールを使用した水処理方法、例えばＵＡＳＢ法等は、広
く水処理装置に応用されて使用されている。

【０００３】この水処理装置は、図７に示すように底部
に原水供給部21を有し、且つ下部にメタン発酵菌等の嫌
気性グラニュールが充填されたグラニュール充填部22を
有し、該グラニュール充填部22の上方に、ガス衝突部2
3、ガス補集部24、処理水排出部25、ガス排出部27から
なる気−固−液の三相を分離する三相分離部26を有する
反応槽20からなるもので、菌の付着担体を用いることな
く、菌を具備した汚泥をグラニュール化することにより
グラニュール充填部を有し、反応槽20中に高濃度の微生
物を確保するものである。

【０００４】この反応槽20内に設けられた三相分離部26
は、以下のようにして気−固−液の三相を分離する。即
ち、排水中の有機物を菌体が分解する際に発生するメタ
ンガス等の気体が菌体グラニュールに付着してグラニュ
ールが上昇した場合に、該三相分離部のガス衝突部23に
浮上したグラニュールが衝突して、その衝撃がガスを分
離させる。該ガスが分離したグラニュールは再び沈降す
るためグラニュールが沈降した上澄みのみを処理水とし
て処理水排出部25から排出することによって、処理水と
グラニュールを分離する。一方、グラニュールから分離
したガスは上昇してガス補集部24に集められガス排出部
27から排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような三相分離部
26は、通常反応槽20の上部に設けられているが、三相分
離部26は構造上一定以上の高さが必要であり、多くの場
合反応槽20の体積のうちの約１／３以上をこの三相分離
部26が占めることになる。

【０００６】従って、菌体グラニュール充填部22、即ち
実質的に水処理をする反応域は反応槽の２／３以下の体
積にしか形成することができず、所定の処理能力を維持
しようとすれば反応槽20を大型化しなければならないと
いう問題が生じていた。また、三相分離部26は反応槽20
内部に設置されるが、構造が複雑で設置するのに時間と
費用がかかり反応槽20の製作コストのかなりの部分を占
めるという問題もあった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、高い
処理能力を維持したまま反応槽を含む装置全体をコンパ
クトに形成できる水処理装置及び水処理方法を提供する
ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、本発明に係る水処理装置
は、導入された原水と反応して処理水とする菌体グラニ
ュールが充填され、且つ該菌体グラニュールと処理水と
を排出する排出部６を有する反応槽１と、該反応槽１か
ら排出された菌体グラニュールと処理水が共に導入され
処理水と菌体グラニュールを分離する分離槽７とを具備
し、且つ該分離槽７内には、前記菌体グラニュールを浮
上性グラニュールと沈降性グラニュールとに分離する下
部が開口した分離体12が設けられ、しかも該分離体12内
に導入された菌体グラニュールのうち、浮上性グラニュ
ールが該分離体12の下部開口部から外側へ移動すること
を防止可能な移動防止手段が具備されてなることをを特
徴とする。

【０００９】また本発明に係る水処理方法は、反応槽１
内で原水を菌体グラニュールと反応させて処理水とし、
該菌体グラニュールと処理水とを反応槽１から排出し、
該処理水と菌体グラニュールを分離槽７において分離
し、且つ前記菌体グラニュールを分離槽７内に設けられ
た下部が開口した分離体12で浮上性グラニュールと沈降
性グラニュールとに分離し、しかも該分離体12内に導入
された菌体グラニュールのうち、浮上性グラニュールが
該分離体12の下部開口部から外側へ移動することを防止
することを特徴とする。

【００１０】本発明の水処理装置及び水処理方法は、上
記のように、反応槽１の処理水を菌体グラニュールとと
もに反応槽１から排出し、該処理水と菌体グラニュール
を分離槽７において処理水と菌体グラニュールに分離す
るため、反応槽１内に分離する手段等が設けられたデッ
ドスペースが生じることがなく槽全体を菌体グラニュー
ルと原水を反応させる反応域として使用することがで
き、反応槽１当たりの処理効率が高くなる。

【００１１】また、分離槽７に導入された菌体グラニュ
ールは、分離体12内でさらに浮上性グラニュールと沈降
性グラニュールに分離され、沈降性グラニュールは分離
槽７の底部に沈澱するとともに、浮上性グラニュール
は、分離体12内で上方へ浮上するとともに、上記のよう
な移動防止手段によって分離体12の下部開口部から外側
へ移動するのが防止される。

【００１２】従って、浮上性グラニュールは分離体12の
外側の分離槽７内、すなわち浄化された処理水が存在す
る分離槽７内へ混入するおそれが極めて少ない。

【００１３】そして、浮上性グラニュールは、分離槽７
内の上部に滞留されて沈降性を回復した後、沈澱分離さ
れる。

【００１４】特に、前記移動防止手段が、菌体グラニュ
ールと処理水が導入されることにより分離槽７内に生じ
る下向流を阻止すべく分離体12への導入部13の近傍に設
けられた整流部材14であれば、前記導入部13からの菌体
グラニュール及び処理水の導入が下向流で行なわれる場
合にあっても、該整流部材14により下向きの流力が打ち
消され、それによって浮上性グラニュールが下向流に巻
き込まれて分離体12の外側へ移動するおそれを回避でき
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、先ず水処理装置の一例を、図面に従って説明する。

【００１６】図１において、１は反応槽で、その底部に
は原水を反応槽１の下部に供給する原水供給部５が配設
されている。

【００１７】２は、メタン発酵菌を含有するグラニュー
ルが前記反応槽１の略全体に充填されて形成されている
グラニュール充填部である。

【００１８】３は、反応槽１の上部の外周部に形成され
た集水部で、該集水部３には反応槽本体１の上端部の排
出部６からオーバーフローした処理水とグラニュールの
混合液が移送され、集水部３に入った混合液は導入管８
を通って速やかに分離槽７へ移送されるよう構成されて
いる。

【００１９】前記集水部３の底面は、前記排出部６から
排出される処理水とグラニュールの混合液が落下しなが
ら移送されるように、反応槽１の排出部６よりも数十ｃ
ｍ以上低い位置に形成されており、且つ、移送時に混合
液が落下しながら気体と接触できるように空間部3aが設
けられている。

【００２０】４は、グラニュールから分離したメタンガ
ス等の気体が溜まった空間部3aから該気体を排出するガ
ス排出路である。

【００２１】７は、前記集水部３に移送された排水とグ
ラニュールの混合液が移送管８を介して導入される分離
槽で、該分離槽７はグラニュールと処理水を、グラニュ
ールの沈降性によって沈降させて分離する。

【００２２】12は該分離槽７内に設けられた下端部が傘
条に広がった筒状の分離体で、該分離体12により、分離
槽７内は、分離体12の内側（前記混合液が導入される区
画部分）と、分離体12の外側とに仕切られており、分離
槽７内の下部は連通している。

【００２３】前記分離体12の筒状部分の略中央部の導入
部13には、菌体グラニュールと処理水が導入される導入
管８が接続されており、分離槽７内に導入された菌体グ
ラニュールと処理水は、一旦分離槽７内を下降し、沈降
性グラニュールが沈澱分離され、また処理水は分離槽７
内の下部を通って分離体12の外側に浄化水として浮上す
ることとなる。

【００２４】前記導入部13の近傍には、導入された菌体
グラニュールと処理水を上向流で流すべく、図２及び図
３に示すように、整流部材14が設けられている。

【００２５】前記整流部材14は、導入された混合液を衝
突させる衝突板14a と、該衝突板14a を分離体12の内壁
に取り付けて支持するための一対の支持部14b ,14b' と
を備え、前記衝突板14a は、衝突した混合液が分離体12
内を上向きに流れるよう導入部13から分離体12の中央部
に向かって上向きになるように設けられ、且つ分離体12
の内壁と衝突板14a との間には、空隙部15が設けられて
いる。

【００２６】また、前記沈殿槽７の底部には、沈降した
グラニュールを反応槽１に返送するグラニュール返送路
９が設けられており、上部には、ガス排出路11が設けら
れている。

【００２７】次に、このような構成からなる水処理装置
を使用する場合について説明すると、まず、前記原水供
給部５から工場排水等の原水を反応槽１の内部に導入す
る。該原水中には有機物が含まれている。

【００２８】原水供給部５は反応槽本体１の底部に設け
られているため、原水は反応槽１内を下から上に向かう
ような上向流で流れる。このとき、該反応槽１内部には
全体に亘ってメタン発酵菌グラニュールが充填されたグ
ラニュール充填部２が形成されているため、原水は上向
流で該グラニュールと接触される。

【００２９】前記グラニュールと接触するうちに原水中
の有機物はメタン発酵菌等によりメタンガスに転化され
て原水は処理水として浄化されながら反応槽１の上方へ
流れていく。また、反応槽１内のグラニュールも、原水
の上向流及び浮上ガスによって反応槽１の上部に移動さ
れる。

【００３０】このとき、グラニュールの多くはグラニュ
ール自身の沈降性によって反応槽１内に沈殿して留まる
が、一部のグラニュールは前記メタンガス等からなる気
泡が付着しているため、より浮上しやすくなっているも
のがあり、処理水の流れと該気泡の付着による浮上力に
よっても反応槽１の上方へ移動して処理水とともに排出
部６から反応槽１の外へ流出する。

【００３１】反応槽１の上部へ移送された処理水と一部
のグラニュールの混合液は反応槽１の上部の排出部６か
らオーバーフローして前記集水部３に移送される。この
とき、該集水部３は前記のように排出部６から約数十ｃ
ｍ以上低い位置に形成されているため、混合液は反応槽
１の排出部６から集水部３に落下し、この落下時の衝撃
でグラニュールに付着したメタンガス等の気泡がグラニ
ュールから離脱すると同時に、グラニュールが空間部3a
の気体に露出されることによっても気泡が破裂してグラ
ニュールから気体が離脱するため、集水部３に移送され
る時点でグラニュールからかなりの気泡は離脱される。

【００３２】集水部３に移送された混合液は、前記導入
管８を介して分離槽７の分離体12の筒状部分に設けられ
た導入部13から分離槽７へ導入され、該分離槽７におい
てグラニュールが底部に沈降し、浄化された処理水（以
下「浄化水」という）が分離される。

【００３３】尚、分離槽７（分離体12）内に導入される
混合液内には、前記集水部３において、又は移送工程に
おいて気泡が完全に除去できなかった浮上性グラニュー
ルが含まれているが、導入された混合液は、整流部材14
の衝突板14a に衝突して上向きに流れるため、前記浮上
性グラニュールは分離槽７の水面に向かって浮上し、分
離体12の下部の開口部より下に下降するおそれは極めて
少なく、その結果、浄化水側へ浮上性グラニュールが混
入しない。

【００３４】また、分離体12の内壁と衝突板14a との間
には空隙部15が設けられているため、混合液中の沈降性
を有するグラニュールが分離体12の内壁と衝突板14a と
の間に蓄積して混合液の導入を妨げるおそれはない。

【００３５】前記分離槽７の水面に向かって浮上して一
時的に滞留された浮上性のグラニュールは、滞留中に気
泡を離脱し、沈降性回復後、分離槽７の底部に向かって
沈降する。また、グラニュールから離脱した気泡は分離
体12の上部に溜まっていく。

【００３６】このとき、前記分離体12の傘状の下部によ
って、沈降性が充分でないグラニュールや沈降しようと
するグラニュールが分離体12の外側に浮上して浄化水と
混合することが阻止され、且つ分離体12にグラニュール
が衝突することによって気泡が離脱するため、沈降性が
充分でないグラニュールの沈降性が回復され、良好に沈
澱分離することができ、一方、浄化水は分離体12の外側
に接続されている排出管10から排出される。

【００３７】前記分離槽７の底部に沈降したグラニュー
ルはグラニュール返送路９に設けられたポンプ（図示せ
ず）等の移送手段によって移送され、前記原水導入管５
に導入されて、原水とともに再度反応槽１内へグラニュ
ールとして導入される。尚、該グラニュール返送管９は
直接反応槽１に接続されてグラニュールを反応槽１内に
返送してもよい。

【００３８】このようにしてグラニュールと処理水を反
応槽１内で分離することなく、混合液として分離槽７へ
導入し、該分離槽７において分離して浄化水を得るため
に、反応槽１内はすべて反応域として使用することがで
き、反応槽１の容積あたりの処理効率が向上すし、結
果、高い処理能力を維持したまま反応槽１を小型化する
ことができる。

【００３９】また、上記のように分離槽７においてグラ
ニュールを沈降させることによって処理水とグラニュー
ルを分離するが、グラニュールは菌体を含む汚泥がある
程度の大きさの粒状に形成されており沈降性が良好であ
るために、付着ガスを除去することによって良好に沈殿
分離させることができる。

【００４０】即ち、集水部３に移送される際にグラニュ
ールから気泡を離脱するため分離槽７へ導入されるグラ
ニュールは沈降性が良好になっており、従って分離槽７
を小型化して反応槽１の小型化と相まって水処理装置全
体の小型化を図ることができる。

【００４１】尚、上記実施形態では、分離槽７に分離体
12を設け、該分離体12によってグラニュール、ガス及び
処理水を分離したが、このような分離体12以外にも、例
えば、分離槽７の上部に隔壁状の分離体12を設け、該分
離体12の一方側に混合液を導入し、分離体12の他方側か
ら浄化水を排出するように形成してもよく、分離体12及
び分離槽７の具体的な形状や構成は上記実施の形態に限
定されるものではない。

【００４２】また、上記実施形態では、分離体12の側部
の中央部に設けられた混合液導入部13から混合液を導入
したが、図４に示すように、分離体12の上部から混合液
が導入されてもよい。

【００４３】この場合には、分離体12内に、下向流を阻
止して下向きの流力を打ち消す整流部材14としての邪魔
板が水平方向に設けられており、混合液が導入されるこ
とにより分離体12内に生じる下向流に浮上性のグラニュ
ールが巻き込まれることを防止でき、浄化水側への浮上
性グラニュールの混入を回避できる。

【００４４】更に、前記混合液が、図５及び図６に示す
ように、前記分離体12よりも下方部から前記分離槽７内
に導入されるよう構成されてもよく、本実施形態におい
ては、前記導入管８の先端（混合液導入部分）に、導入
された混合液の上向きの流れを作るような整流部8aが一
体的に設けられることにより、浮上性グラニュールが分
離体12の下端より下方側へ下降することがないよう構成
されている。

【００４５】例えば、図５に示す整流部8aは、下端部が
小さく開口し、且つ上端部が大きく開口してなり、ま
た、図６に示す整流部8aは、下端部が閉塞され、且つ下
部の側部には、導入された混合液内の沈降性のグラニュ
ールが通過できるに足る開口部が設けられている。

【００４６】前記図５及び図６に示すいずれの整流部8a
を採用した場合も、分離槽７内に導入される混合液は、
前記整流部8aにより上向きに導入されることとなり、分
離体12内を上向流で流れるため、混合液内に含まれる浮
上性のグラニュールは、前記上向流に乗って分離体12内
を上昇し、沈降性を回復後、前記整流部8aの外縁の外側
を通って分離槽７の底部に向かって沈降する。従って、
浮上性グラニュールが分離体12の下端より下方側へ下降
するおそれはない。

【００４７】このとき、混合液内の沈降性を有するグラ
ニュールが、前記上向流に逆らって前記整流部8aの下部
に向かって移動する場合もあるが、前記沈降性のグラニ
ュールは、前記整流部8aの下端部又は側部の開口部から
分離槽７の底部に向かって沈降するため、グラニュール
が整流部8a内に蓄積して混合液の導入を妨げるおそれは
ない。

【００４８】また、上記実施の形態では、メタン発酵菌
の菌体グラニュールを使用したが、菌体をグラニュール
化して処理を行う反応槽であれば菌体の種類は限定され
ない。さらに、グラニュールは菌体のみから形成された
グラニュールの他に、粒状の付着担体に菌体を付着させ
て形成されたものであってもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明では、分離装置を
反応槽とは別体としたことにより、従来のＵＡＳＢ型の
装置に比べて分離装置を大幅に小型化することができる
ため、装置全体のトータル容積をコンパクトに形成する
ことができ、製造、維持が低コストである水処理装置及
び水処理方法を提供することができる。

【００５０】また、分離槽に導入された菌体グラニュー
ルのうちの浮上性グラニュールが分離体の外側へ移動し
ないため、浮上性のグラニュールが浄化水側へ混入する
おそれが極めて少なく、良好な浄化水を得ることができ
る。

【００５１】特に、分離槽内に生じる下向流を阻止すべ
く前記分離槽への導入部の近傍に整流部材を設ければ、
浮上性のグラニュールが下向流に巻き込まれて分離体の
下部開口部から下方側に下降して浄化水側へ移動するお
それを容易且つ確実に回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水処理装置の一実施形態を示す概略正
面図。

【図２】同実施形態の沈澱槽を示す概略正面図。

【図３】図２のＡ部拡大斜視図。

【図４】他の実施形態の沈澱槽を示す概略正面図。

【図５】他の実施形態の沈澱槽を示す概略正面図。

【図６】他の実施形態の沈澱槽を示す概略正面図。

【図７】従来の水処理装置を示す概略正面図。

【符号の説明】

１─反応槽 ６─排出部 ７─分
離槽 12─分離体 13─導入部 14─整
流部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 好一 兵庫県宝塚市御殿山４丁目16−27 (72)発明者 浦上 研二 兵庫県神戸市垂水区高丸７−４ Ｂ201 Ｆターム(参考） 4D040 AA01 AA31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導入された原水と反応して処理水とする
   菌体グラニュールが充填され、且つ該菌体グラニュール
   と処理水とを排出する排出部(6) を有する反応槽(1)
   と、該反応槽(1) から排出された菌体グラニュールと処
   理水が共に導入され処理水と菌体グラニュールを分離す
   る分離槽(7) とを具備し、且つ該分離槽(7) 内には、前
   記菌体グラニュールを浮上性グラニュールと沈降性グラ
   ニュールとに分離する下部が開口した分離体(12)が設け
   られ、しかも該分離体(12)内に導入された菌体グラニュ
   ールのうち、浮上性グラニュールが該分離体(12)の下部
   開口部から外側へ移動することを防止可能な移動防止手
   段が具備されてなることを特徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】 前記移動防止手段が、前記菌体グラニュ
   ールと処理水が導入されることにより分離槽(7) 内に生
   じる下向流を阻止すべく前記分離体(12)への導入部(13)
   の近傍に設けられた整流部材(14)である請求項１記載の
   水処理装置。
3. 【請求項３】 反応槽(1) 内で原水を菌体グラニュール
   と反応させて処理水とし、該菌体グラニュールと処理水
   とを反応槽(1) から排出し、該処理水と菌体グラニュー
   ルを分離槽(7) において分離し、且つ前記菌体グラニュ
   ールを分離槽(7) 内に設けられた下部が開口した分離体
   (12)で浮上性グラニュールと沈降性グラニュールとに分
   離し、しかも該分離体(12)内に導入された菌体グラニュ
   ールのうち、浮上性グラニュールが該分離体(12)の下部
   開口部から外側へ移動することを防止することを特徴と
   する水処理方法。
4. 【請求項４】 前記浮上性グラニュールが分離体(12)の
   下部開口部から外側へ移動するのを防止する手段が、前
   記菌体グラニュールと処理水が導入されることにより分
   離槽(7) 内に生じる下向流を阻止すべく前記分離体(12)
   への導入部(13)の近傍に設けられた整流部材(14)である
   請求項３記載の水処理方法。