JP2000254682A - 生物学的反応装置 - Google Patents

生物学的反応装置

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JP2000254682A
JP2000254682A JP6707899A JP6707899A JP2000254682A JP 2000254682 A JP2000254682 A JP 2000254682A JP 6707899 A JP6707899 A JP 6707899A JP 6707899 A JP6707899 A JP 6707899A JP 2000254682 A JP2000254682 A JP 2000254682A
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water
carrier
treated
stirring blade
air
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JP6707899A
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English (en)
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Kazuyuki Kisaka
一幸 木坂
Hideo Kato
英夫 加藤
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Suido Kiko Kaisha Ltd
Original Assignee
Suido Kiko Kaisha Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 嫌気性微生物を担持した担体が空気に触れ
ず、嫌気性微生物に好ましい環境を維持できる生物学的
反応装置を提供する。 【解決手段】 嫌気性微生物を担持した担体7を常に水
中に留め水面に浮上するのを防止する多孔板4を設け
る。被処理水の回転流が空気を巻き込むことを阻止する
めくら板6を設ける。反応槽1の底部に設けた攪拌翼2
と反応槽1の上方に設けた固定翼5とで、反応槽1の周
辺に回転上昇流を作り、反応槽1の中央に強い下降流を
作る。 【効果】 担体が空気に触れず、嫌気性微生物に好まし
い環境を提供できる。また、比較的小さな攪拌翼が被処
理水中で回転するだけだから、構成が簡単になり且つ運
転に大きな回転動力を必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、生物学的反応装置
に関し、さらに詳しくは、嫌気性微生物を担持した担体
が空気に触れず、嫌気性微生物に好ましい環境を提供で
きる生物学的反応装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特許第2798007号において提案さ
れている生物学的反応装置は、反応槽内に貯留した被処
理水中に、垂直な管の下端部を横に曲げたドラフトチュ
ーブを設置し、そのドラフトチューブを回転させること
により、ドラフトチューブの下端開口から流出し、ドラ
フトチューブ外を上昇し、ドラフトチューブの上端開口
から流入し、ドラフトチューブ内を下降する被処理水の
流れを作り、その流れに、微生物を担持した担体を乗せ
ることで、微生物と被処理水とを接触させ、生物学的反
応を起こさせるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特許第279
8007号において提案されている生物学的反応装置で
は、担体が水面に浮上して空気に触れるため、嫌気性微
生物に対して好ましくない影響を与える問題点がある。
また、比較的大きなドラフトチューブを水中で回転させ
なければならず、構成が複雑になると共に運転に(特に
始動時に)大きな回転動力を必要とする問題点がある。
【0004】そこで、本発明の目的は、嫌気性微生物を
担持した担体が空気に触れず、嫌気性菌に好ましい環境
を維持できると共に、構成が簡単で、運転に大きな回転
動力を必要としない生物学的反応装置を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、被処理液を貯留する反応槽と、その反応槽の底部よ
り少し上方に位置する攪拌翼と、その攪拌翼を回転させ
るモータと、前記反応槽を仕切るように張設された多孔
板と、その多孔板の中央に放射状に固設された固定翼
と、その固定翼の上側に設置されためくら板と、嫌気性
微生物を担持し前記多孔板より下側の被処理水中に投入
される担体とを具備することを特徴とする生物学的反応
装置を提供する。前記反応槽は、通常の処理槽でよく、
円筒形が好ましいが特に限定するものではない。前記攪
拌翼は、回転することによって中央から周辺への被処理
水の流れを作る働きをする遠心ファンまたはプロペラで
ある。攪拌翼の長さは、反応槽の周辺まで届かない程度
(例えば反応槽の半径の半分程度)とし、被処理水の上
昇流を妨げないようにするのが好適である。反応の進行
によって担体の比重が変化することがあるため、攪拌翼
の回転速度を制御し、循環速度を調整してもよい。前記
多孔板は、担体が水面に浮上して空気に触れることを防
止する働きをするもので、水および反応により生成した
気体は通すが担体は通さない多数の小孔を備えた板であ
り、パンチングメタル,エキスパンドメタル,網などで
ある。前記固定翼は、前記攪拌翼の回転による被処理水
の回転流を止めて周辺から中央への流れを促進する働き
をする固定された板である。前記めくら板は、下降流が
生じる前記固定翼の上側を覆い、被処理水の回転流によ
る空気の巻き込み(ボルテックス)を阻止する働きをす
る板である。前記担体は、水の中で浮遊流動するため、
被処理水に近い比重をもつものが好ましい。材質として
は、例えば、セルロース系多孔質体、無機系多孔体、ゲ
ル状担体等である。上記第1の観点の生物学的反応装置
では、嫌気性微生物を担持した担体が多孔板で常に水中
に留められ、水面に浮上しない。また、めくら板が空気
の巻き込みを阻止する。このため、担体が空気に触れ
ず、嫌気性微生物に好ましい環境を提供できる。また、
比較的小さな攪拌翼が被処理水中で回転するだけだか
ら、構成が簡単になり、かつ、運転に大きな回転動力を
必要としない。
【0006】第2の観点では、本発明は、上記第1の観
点の生物学的反応装置において、前記めくら板を省いた
ことを特徴とする生物学的反応装置を提供する。前記攪
拌翼の回転速度が比較的遅い場合は、被処理水の回転流
による空気の巻き込みを生じにくいので、めくら板を省
いて、構成を簡単化してもよい。
【0007】第3の観点では、本発明は、上記第1また
は第2の観点の生物学的反応装置において、前記嫌気性
微生物が、脱窒菌であることを特徴とする生物学的反応
装置を提供する。脱窒菌を担持させることにより、電気
透析濃縮排水中の硝酸性窒素を脱窒除去することが出来
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて説明する。なお、これにより本発明が限
定されるものではない。
【0009】−第1の実施形態− 図1は、本発明の第1の実施形態の生物学的反応装置を
示す概略断面図である。この生物学的反応装置100
は、被処理水入口1aを底部に有し処理水出口1bを側
壁上部に有し滞留水Wを貯留する反応槽1と、その反応
槽1の底部より少し上方に位置する攪拌翼2と、その攪
拌翼2を回転させるモータ3と、前記反応槽1を仕切る
ように前記処理水出口1bよりも少し低い位置に張設さ
れた多孔板4と、その多孔板4の中央下面に放射状に固
設された固定翼5と、前記多孔板4の中央上面に固設さ
れためくら板6と、滞留水W中に投入された担体7と、
薬剤添加部8と、pH計9とを具備して構成されてい
る。図1は、攪拌翼2が回転していない状態を示してお
り、滞留水Wは静止している。前記担体7は、脱窒菌を
付着させた例えば多孔質セルロースの小塊であり、水面
に浮き上がろうとするが、多孔板7により水面下に抑え
られている。これは、嫌気性の脱窒菌を空気に触れさせ
ないためである。前記薬剤添加部8からは、脱窒反応を
起こさせるための有機物(例えばメタノール)と、脱窒
菌の栄養(例えばリン酸溶液)と、pH調整液(例えば
塩酸)とが、滞留水Wに加えられる。
【0010】図2は、前記多孔板4の上面図である。多
孔板4は、例えばステンレス板に、水は通すが担体7は
通さない多数の小孔4aと、攪拌翼2の回転軸が貫通す
る中央孔4bとを穿設したものである。前述のように、
多孔板4の中央下面には、4枚の固定翼5が放射状に配
設されている。また、多孔板4の中央上面には、前記固
定翼5を覆うように、めくら板6が設置されている。め
くら板6で塞がれるため、開孔率は比較的小さくなる
(例えば約46%)。
【0011】図3は、生物学的反応装置1によって、硝
酸性窒素を含有した被処理水を脱窒処理している状態を
示す説明図である。攪拌翼2が回転すると、反応槽1の
底部近傍では中央から周辺への流れを生じ、反応槽1の
周辺では回転上昇流を生じ、水面近傍では固定翼5によ
り周辺から中央へ集まる流れを生じ、反応槽1の中央で
は強い下降流を生じる。この強い下降流により担体7が
沈み込み、滞留水W中に分散する。滞留水W中に分散し
た担体7では、脱窒菌により次の反応が生じる。 NO3 -+1.08CH3OH+0.24H2CO3=0.56
57NO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3 - 被処理水は、被処理水入口1aから反応槽1に導入さ
れ、滞留水Wとなって反応槽1に例えば2時間くらい滞
留し、その間に上述の反応により硝酸性窒素が脱窒除去
され、処理水となって処理水出口1bから排出される。
【0012】なお、回転する流れのため、周辺より中央
の水面が下がるが、多孔板4よりも下がらないように、
攪拌翼2の回転速度を制限するのが好ましい。
【0013】[実施例]図1の生物学的反応装置100
を用いて実験を行った。反応槽1には、脱窒菌を付着さ
せた多孔質セルロース製の担体(4mm角の立方体)7
を反応槽1の容量の40%投入した。被処理水として、
硝酸カリウムで硝酸性窒素濃度を調整した人工濃縮排水
を反応槽1に連続投入した。滞留水Wへのメタノール添
加量をC/N比で1.2、PO4添加濃度を3〜10mg
/l、pH=7、滞留時間2hとした。図4に、硝酸性
窒素濃度と除去率の経日変化を示す。硝酸性窒素濃度
を、最初の3週間は100mg/lとし、次の2週間は
200mg/lとし、その後は300mg/lとした
が、定常運転に達してからは、いずれの場合も、処理水
の硝酸性窒素濃度が3〜24mg/lとなり、除去率9
0%以上を達成できた。なお、攪拌翼2の回転速度が3
50rpm以下では回転流による滞留水Wへの空気の巻
き込みは見られなかったが、380rpm以上では回転
流による滞留水Wへの空気の巻き込みが発生した。
【0014】−第2の実施形態− 図5に示すように、めくら板6(図2参照)を省いても
よい。この場合、構成を簡単化できると共に開孔率を比
較的大きくできる(例えば約53%)。ただし、攪拌翼
2の回転速度が250rpm以下では回転流による滞留
水Wへの空気の巻き込みは見られなかったが、300r
pm以上では回転流による滞留水Wへの空気の巻き込み
が発生した。
【0015】
【発明の効果】本発明の生物学的反応装置によれば、次
の効果が得られる。 (1)嫌気性微生物を担持した担体が多孔板で常に水中
に留められ、水面に浮上しない。また、めくら板が空気
の巻き込みを阻止する。このため、担体が空気に触れ
ず、嫌気性微生物に好ましい環境を提供できる。また、
比較的小さな攪拌翼が被処理水中で回転するだけだか
ら、構成が簡単になり、かつ、運転に大きな回転動力を
必要としない。 (2)攪拌翼の回転速度が比較的遅い場合は、被処理水
の回転流による空気の巻き込みを生じにくいので、めく
ら板を省いて、構成を簡単化できる。 (3)脱窒菌を担持させることにより、電気透析濃縮排
水中の硝酸性窒素を脱窒除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる生物学的反応
装置を示す概略断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態にかかる多孔板の上面
図である。
【図3】本発明の第1の実施形態にかかる生物学的反応
装置の動作を示す概略断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態にかかる生物学的反応
装置による硝酸性窒素の除去率を示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施形態にかかる多孔板の下面
図である。
【符号の説明】
1 反応槽 2 攪拌翼 3 モータ 4 多孔板 5 固定翼 6 めくら板 7 担体 8 薬剤添加部 100 生物学的反応装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理液を貯留する反応槽と、その反応
    槽の底部より少し上方に位置する攪拌翼と、その攪拌翼
    を回転させるモータと、前記反応槽を仕切るように張設
    された多孔板と、その多孔板の中央に放射状に固設され
    た固定翼と、その固定翼の上側に設置されためくら板
    と、嫌気性微生物を担持し前記多孔板より下側の被処理
    水中に投入される担体とを具備することを特徴とする生
    物学的反応装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の生物学的反応装置にお
    いて、前記めくら板を省いたことを特徴とする生物学的
    反応装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の生物学
    的反応装置において、前記嫌気性微生物が、脱窒菌であ
    ることを特徴とする生物学的反応装置。
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