JP2001170631A - 膜型反応槽の攪拌方法および装置 - Google Patents
膜型反応槽の攪拌方法および装置Info
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
と膜分離装置の膜面洗浄とを同時に行なうことができる
膜型反応槽の攪拌方法および装置を提供する。 【解決手段】 メタン発酵槽1の外部循環流路2に配置
した散気装置6から作動気体を散気し、作動気体によっ
て気液混相の駆動流を生起し、外部循環流路2の一端開
口からメタン発酵槽1に駆動流を吐出してメタン発酵槽
1の槽内の発酵汚泥を攪拌するとともに、メタン発酵槽
1の下部領域の発酵汚泥を他端開口から外部循環流路2
に吸い込んで、メタン発酵槽1と外部循環流路2とにわ
たって発酵汚泥を循環させ、外部循環流路2に配置した
膜分離装置7で発酵汚泥を固液分離し、駆動流を掃流と
して膜分離装置7の膜面に作用させて洗浄する。
Description
方法および装置に関し、高濃度有機性廃棄物(し尿、浄
化槽汚泥、生ごみ等)の処理技術に係るものである。
濃度有機性廃棄物を処理する方法として嫌気性消化法が
ある。この嫌気性消化法であるメタン発酵法では、発酵
槽(反応槽)内に原料となる高濃度有機性廃棄物を投入
し、メタン菌による発酵によって高濃度有機性廃棄物を
処理している。この発酵槽における攪拌には、機械式攪
拌方式、ポンプを用いた循環攪拌方式、ブロアによるガ
ス攪拌方式が主として行なわれている。
発酵汚泥を引き抜くと、発酵汚泥とともに、メタン菌が
槽外へ流出し、メタン発酵槽内のSS(メタン菌)濃度
を高濃度に調整することができず、特に生ごみのような
分解率の高い原料を多く含む場合には、発酵汚泥の引抜
によって槽内のSS濃度が低くなってしまい、良好な処
理を維持できない問題があるので、メタン発酵汚泥を膜
分離装置で固液分離し、分離液だけを発酵槽(反応槽)
外へ取り出し、槽内のSS濃度を高く保持している。
散気し、洗浄ガスのエアリフト作用によって気液混相の
上向流を生起し、この上向流を掃流として作用させて膜
面の洗浄を行なっている。このため、攪拌と膜面洗浄と
に別途の動力を要し、処理設備の機器点数が多くなり、
制御因子の増加によって運転操作が煩雑となる問題があ
った。
り、少ない機器点数によって反応槽における攪拌と膜分
離装置の膜面洗浄とを同時に行なうことができる膜型反
応槽の攪拌方法および装置を提供することを目的とす
る。
めに、請求項1に係る本発明の膜型反応槽の攪拌方法
は、反応槽の外部循環流路内に配置した散気装置におい
て作動気体を散気し、作動気体のエアリフト作用によっ
て気液混相の駆動流を外部循環流路内に生起し、外部循
環流路の一端開口から反応槽に駆動流を吐出して反応槽
内を攪拌するとともに、反応槽の下部領域の槽内液を他
端開口から外部循環流路内に吸い込んで、反応槽と外部
循環流路とにわたって槽内液を循環させ、外部循環流路
に配置した膜分離装置で槽内液を固液分離し、駆動流を
掃流として膜分離装置の膜面に作用させて洗浄するもの
である。
分離装置の膜面洗浄を外部循環流路に配置した散気装置
で一元的に行なうことができるので、機器点数および動
力の削減を行なうことができ、制御因子の削減によって
運転操作を簡略化することができる。また、従来のよう
に反応槽内で散気する場合にあっては、散気した気体が
上昇するにしたがって槽内に拡散するので、槽内の攪拌
に必要な十分な攪拌力を得るには大きな散気量が必要と
なるが、本発明のように、作動気体を外部循環流路内で
散気することにより、作動気体は拡散することなくその
全量が駆動流の発生に無駄なく寄与し、外部循環流路内
で発生する駆動流は分散した流れとならず一方向に集中
した強い流れとなって反応槽内に流れ出るので、反応槽
内を攪拌するに必要な動力を低減することができる。
装置は、反応槽に槽の下部領域と上部領域に連通する外
部循環流路を設け、外部循環流路内に膜分離装置を内嵌
し、膜分離装置の下方に散気装置を配置したものであ
る。上記した構成により、膜分離装置を外部循環流路内
に内嵌することで、散気装置から散気する作動気体の全
量が膜面洗浄に寄与するので、膜分離装置の膜面を洗浄
するに必要な動力を低減することができる。
装置は、密閉型の反応槽の気相部と散気装置とを連通し
て、反応槽内で発生するバイオガスを作動気体として散
気装置へ供給する作動気体供給系を設けたものである。
に基づいて説明する。本実施の形態においては完全嫌気
性メタン発酵槽を例に説明するが、本発明は嫌気槽、好
気槽を問わずあらゆる反応槽に適用可能である。図1に
おいて、メタン発酵槽1は側部に外部循環流路2を有
し、メタン発酵槽1と外部循環流路2とで密閉した閉鎖
領域を形成している。メタン発酵槽1は、底部にピット
1aへ向けて下り勾配の傾斜面1bを形成しており、上
部に原料汚泥供給系3を接続し、ピット1aに発酵汚泥
を取り出す汚泥排出系4を接続し、槽内の気相に連通す
る作動気体供給系5を天井部に接続している。作動気体
供給系5はブロア5aを有し、先端側が後述する散気装
置6に接続している。
体部2aと、本体部2aを槽内の上部領域と下部領域と
に連通する上部連絡部2b、下部連絡部2cからなり、
本体部2aに散気装置6を配置し、散気装置6の上方位
置に膜分離装置7を配置している。膜分離装置7には、
浸漬型平膜、中空糸膜等を外圧式の形態において適用で
きる。本実施の形態における膜分離装置7は、平行に配
置する複数枚の平板状膜カートリッジを鉛直方向に配置
し、各平板状膜カートリッジの相互間に流路を形成した
ものである。各平板状膜カートリッジは、ABS樹脂製
の濾板の両表面に濾過膜を配置し、透過液流路を集水管
に連通しており、集水管は膜透過液を導出する透過液導
出管8に連通している。
して平板状膜カートリッジにより重力濾過し(透過液導
出管8に吸引ポンプを介装することで吸引濾過も可能で
ある)、膜カートリッジの膜面を透過した透過液を処理
水として透過液導出管8を通じて槽外へ導出する。外部
循環流路2は、本体部2aの下端にドレーン9を設けて
おり、上部連絡部2b、下部連絡部2cのそれぞれに開
閉バルブ10a、10bを設けている。また、上部連絡
部2bには熱交換器11を介装している。
酵槽1の気相部と外部循環流路2の頂部とを連通するガ
ス戻し配管12を設けることも可能である。この場合
に、循環流は液の見掛け比重差によるエアリフト効果の
みにより生じる。以下、上記した構成における作用を説
明する。原料汚泥供給系3からメタン発酵槽1へ原料汚
泥を供給して槽内でメタン発酵させる。発酵過程におい
ては、槽内で発生するバイオガスを、ブロア5aの駆動
により作動気体供給系5を通して散気装置6へ作動気体
として供給する。
aに散気した作動気体は、そのエアリフト作用によって
気液混相の駆動流を外部循環流路2に生起する。この駆
動流を外部循環流路2の本体部2aから上部連絡部2b
を通ってメタン発酵槽1に吐出し、駆動流によってメタ
ン発酵槽1の発酵汚泥を攪拌する。一方で、メタン発酵
槽1の下部領域の槽内液を下部連絡部2cから本体部2
aに吸い込み、メタン発酵槽1と外部循環流路2とにわ
たって発酵汚泥を循環させる。このとき、必要に応じて
熱交換器11で発酵汚泥を加熱し、メタン発酵槽1の槽
内温度を適温に制御する。
る発酵汚泥は、気液混相の駆動流となってその全量が膜
分離装置7の膜間の流路にクロスフローで供給される。
膜分離装置7で発酵汚泥を固液分離し、透過液を透過液
導出管8を通して系外へ取り出すとともに、駆動流を掃
流として膜分離装置7の膜面に作用させて洗浄する。こ
のように、メタン発酵槽1の内部に貯留する発酵汚泥を
攪拌する作用、膜分離装置7の膜面を洗浄する作用、発
酵汚泥を循環する作用、発酵汚泥を熱交換器11に供給
する作用等の複数の作用を外部循環流路2に配置した散
気装置6で一元的に行なうことができるので、機器点数
および動力の削減および、制御因子の削減による運転操
作の簡略化を図ることができる。
で散気する場合にあっては、散気した気体が上昇するに
したがって槽内に拡散するので、十分な散気量を供給し
なければ槽内の攪拌に必要な十分な攪拌力を得ることは
できないが、本実施の形態のように、作動気体を外部循
環流路2の内部で散気することにより、作動気体は拡散
することなくその全量が駆動流の発生に無駄なく寄与
し、外部循環流路2で発生する駆動流は分散した流れと
ならず一方向に集中した強い流れとなってメタン発酵槽
1に流れ出るので、メタン発酵槽1の発酵汚泥を攪拌す
るに必要な動力を低減することができる。
嵌することで、散気装置6から散気する作動気体の全量
が膜面洗浄に寄与するので、膜分離装置7の膜面を洗浄
するに必要な動力を低減することができる。メタン発酵
槽1の発酵汚泥は、発酵過程の終了後に汚泥排出系4を
通して槽外へ取り出す。膜分離装置7の点検等を行なう
場合には、バルブ10a、10bを閉栓し、メタン発酵
槽1と外部循環流路2との連通を遮断し、外部循環流路
2に滞留する発酵汚泥をドレーン9を通して排出して行
なう。このように、膜分離装置7をメタン発酵槽1の外
部に設ける外部循環流路2に配置することで、メタン発
酵槽1の運転を停止して槽内の発酵汚泥を排出すること
なく、膜分離装置7の点検等の作業を行なうことができ
るので、メンテナンスが容易となる。
み7.5トン、余剰汚泥3.75トン、希釈水7.5ト
ン、返送汚泥3.75トンのメタン発酵処理を行なうに
際して、膜分離装置7を使用しない場合には、水理学的
滞留時間を16日とすればメタン発酵槽1の槽容量は3
60m3となる。一方、膜分離装置7として150枚の
浸漬型平膜を使用する場合には、水理学的滞留時間4.
6日で、槽容量は100m3となり、先のものに比べて
約3割となる。
cの口径を600mmとすれば、膜面洗浄に必要なガス
攪拌量は90m3/hで、送水量は19m3/hとなり、
一日当たりの送水量はメタン発酵槽1の約4.6倍とな
る。膜分離装置7を使用しない場合には、送水量はメタ
ン発酵槽1の約1.3倍しかなく、膜分離装置7を用い
ることにより、メタン発酵槽1の槽容量が小さくなるの
で十分な攪拌が可能となる。
応槽内の攪拌、膜分離装置の膜面洗浄を外部循環流路に
配置した散気装置で一元的に行なえるので、機器点数お
よび動力の削減を行なうとともに、制御因子の削減によ
って運転操作を簡略化することができる。作動気体を外
部循環流路内で散気することにより、作動気体が拡散す
ることなくその全量が駆動流の発生に無駄なく寄与し、
駆動流が強い流れとなって反応槽内に流れ出るので、反
応槽内を攪拌するに必要な動力を低減することができ
る。膜分離装置を外部循環流路内に内嵌することで、散
気装置から散気する作動気体の全量が膜面洗浄に寄与し
膜分離装置の膜面を洗浄するに必要な動力を低減するこ
とができる。
成を示す摸式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 反応槽の外部循環流路内に配置した散気
装置において作動気体を散気し、作動気体のエアリフト
作用によって気液混相の駆動流を外部循環流路内に生起
し、外部循環流路の一端開口から反応槽に駆動流を吐出
して反応槽内を攪拌するとともに、反応槽の下部領域の
槽内液を他端開口から外部循環流路内に吸い込んで、反
応槽と外部循環流路とにわたって槽内液を循環させ、外
部循環流路に配置した膜分離装置で槽内液を固液分離
し、駆動流を掃流として膜分離装置の膜面に作用させて
洗浄することを特徴とする膜型反応槽の攪拌方法。 - 【請求項2】 反応槽に槽の下部領域と上部領域に連通
する外部循環流路を設け、外部循環流路内に膜分離装置
を内嵌し、膜分離装置の下方に散気装置を配置したこと
を特徴とする膜型反応槽の攪拌装置。 - 【請求項3】 密閉型の反応槽の気相部と散気装置とを
連通して、反応槽内で発生するバイオガスを作動気体と
して散気装置へ供給する作動気体供給系を設けたことを
特徴とする請求項2に記載の膜型反応槽の攪拌装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36356399A JP2001170631A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 膜型反応槽の攪拌方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP36356399A JP2001170631A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 膜型反応槽の攪拌方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001170631A true JP2001170631A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18479633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36356399A Pending JP2001170631A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 膜型反応槽の攪拌方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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- 1999-12-22 JP JP36356399A patent/JP2001170631A/ja active Pending
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