JP2002239589A - 上向流嫌気性処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生成ガスの分離及びグラニュールの沈降分離を
より確実に効率よく行うことができためグラニュ−ルの
流出を防止することができ、有機性排水の高効率処理が
可能な上向流嫌気性処理装置を提供する。 【解決手段】上向流嫌気性処理装置の三層分離部が、嫌
気性処理槽の適宜液深部からガス滞留部まで延設されて
回転可能に支持された回転外筒と、回転外筒内に挿通さ
れ、上端が液面に位置し、下端が回転外筒の下端よりも
下方まで延設された固定内筒と、回転外筒の液面下外周
部の少なくとも一部に巻回された螺旋板部材と、固定内
筒の下端が貫通して固定内筒の外周部に係着する上部ガ
ス回収フ−ドと、上部ガス回収フ−ドの下方に所定間隔
を持って位置し、処理槽内壁の水平方向に沿って設けら
れ、ガス排出管を備えた下部ガス回収フ−ドから構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性排水を、嫌
気性処理槽内に形成された微生物の自己造粒汚泥床（以
下単に汚泥床という。）を上向流通させて、排水中の有
機物を微生物の生物学的作用で分解処理する上向流嫌気
性処理装置（以下単に処理装置という。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、食品加工排水、醗酵工場排水、化
学工場排水及び紙パルプ工場排水などの有機性産業排水
や下水を処理する装置として、下部に被処理水供給手
段、上部に処理水及びガス排出手段を設け、内部の下方
にメタン菌を主体として微生物が粒子化した汚泥（以下
グラニュールという。）で汚泥床を形成し、汚泥床の下
部に被処理水供給手段から有機性排水を上向流通させる
ことにより、排水中の有機物を嫌気性で生物学的に分解
し、発生したメタンガスなどの生成ガスと処理水を上部
で分離し、処理水は処理水排出手段から排出し、また、
生成ガスはガス排出手段から排出する処理装置が用いら
れている。

【０００３】前記処理装置は、排水中の有機物を生物学
的に分解する嫌気性微生物が、微生物自体又は微細粒子
を核として粒子化するため、微生物が高密度で保持で
き、高濃度の有機性排水を効率的に処理することができ
ることにより、装置の設置面積の縮小化が図れ、また、
生成するメタンガスを燃料や化学製品製造用原料などと
して利用できる利点があるため、多数設置されている。

【０００４】従来の一般的な処理装置では、生成したメ
タンガスによって処理装置内の液に乱流が生じるため、
被処理水の上昇流速を速めるとグラニュールが処理水に
伴われて処理水排出手段から流出する恐れがあると共
に、局部的に汚泥負荷が過負荷状態になり、肥大化した
グラニュールが生成され、また、グラニュール表面に酸
生成菌が密集増殖し、グラニュールの構造がガスの透過
しにくい構造となるため、ガスを内包し、グラニュール
の比重が軽くなるなどによって流出しやすくなる。従っ
て、従来の処理装置では、グラニュールの流出を防止す
るため、通常は、被処理水の上昇流速を１〜１．５ｍ／
Ｈと遅く維持して処理をしている。そのため、高速、高
負荷条件で処理効率を上げることが困難であった。

【０００５】前記問題点に鑑みて、処理装置の高さを高
くし、また、生成ガスやグラニュールの分離を効率よく
行うことでグラニュールの流出を抑え、被処理水の供給
量を多くすることができ、有機物負荷を従来の処理装置
よりも高くできる改良された装置（以下高効率処理装置
という。）として、高さ方向に複数のガス回収フ−ドを
設けたガス分離部を上下２段に設け、回収ガスを液の内
部循環流発生用に使用した高効率処理装置が特開昭６１
−７１８９６号公報に記載されており、また、特開昭６
１−２０４０９３号公報には、高さ方向の千鳥状位置に
３段のガス回収フ−ドによるガス分離部を設けた高効率
処理装置が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭６１−７１
８９６号公報及び特開昭６１−２０４０９３号公報に、
それぞれ記載された高効率処理装置の構成では、処理槽
内に多数のパイプやガス回収用フ−ドが配置されるた
め、装置が必要以上に複雑となり、また設備費も嵩む問
題がある。また、従来の高効率処理装置では、汚泥負荷
が高いため肥大化グラニュ−ルが生成しやすくなり、更
に、グラニュ−ルと排水の接触効率を高めるために、液
の上昇流速を５〜８ｍ／Ｈと早くしているため、肥大化
グラニュ−ルの流出が起こりやすい問題もある。本発明
は前記の各種問題に鑑みてなされたものであり、生成ガ
スの分離及びグラニュールの沈降分離をより確実に効率
よく行うことができ、肥大化グラニュ−ル、ガス内包グ
ラニュ−ル及び微細グラニュ−ルなどの流出を防止する
ことができ、有機性排水の高効率処理が可能な上向流嫌
気性処理装置を提供する目的で成されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の要旨は、請求項１に記載の発明においては、
底部に被処理水供給手段、上部に処理水排出手段及び生
成ガス排出手段を設け、下方に自己造粒汚泥により形成
された汚泥床、汚泥床の上方部にガス、液及び汚泥の三
層を分離する三層分離部及び頂上部にガス滞留部が形成
された嫌気性処理槽で有機性排水を上向流通させて処理
する上向流嫌気性処理装置において、前記上向流嫌気性
処理槽の適宜液深部からガス滞留部まで延設され、下端
が開口し、上部にガス連通口が設けられて回転可能に支
持された回転外筒と、前記回転外筒内に所定の間隙を持
って挿通され、上端及び下端が開口し、上端が液面に位
置し、下端が前記回転外筒の下端よりも下方まで延設さ
れた固定内筒と、前記回転外筒の液面下外周部の少なく
とも一部に巻回された螺旋板部材と、前記固定内筒が貫
通し、下端が前記固定内筒の下端よりも下方に位置して
前記固定内筒の外周部に係着した上部ガス回収フ−ドと
が前記嫌気性処理槽の軸心部に設けられ、且つ、ガス排
出管を備え、前記上部ガス回収フ−ドの下方に所定間隔
を持って位置し、前記嫌気性処理槽内壁の水平方向に沿
って設けられた下部ガス回収フ−ドから前記三層分離部
が構成されたことを特徴とする上向流嫌気性処理装置で
ある。

【０００８】また、請求項２に記載の発明においては、
請求項１記載の下部ガス回収フ−ドに備えられたガス排
出管が上部ガス回収フ−ド内に連通して設けられた上向
流嫌気性処理装置であり、請求項３に記載の発明におい
ては、請求項１又は請求項２記載の発明において、嫌気
性処理槽内の液面上に位置する回転外筒内周部の上下方
向に適宜間隔で突設して傾斜バッフル板を設けた上向流
嫌気性処理装置であり、請求項４に記載の発明において
は、請求項１〜請求項４のいづれか１項に記載の発明に
おいて、嫌気性処理槽内の液面下に位置する回転外筒内
周部及び固定内筒の外周部の上下方向に適宜間隔で夫々
突設して水平ピケットを設けた上向流嫌気性処理装置で
あり、また、請求項５に記載の発明においては、請求項
１〜請求項４のいづれか１項に記載の発明において、嫌
気性処理槽内壁と下部ガス回収フ−ドの間の位置に上下
に長尺のダウンカマ−を立設した上向流嫌気性処理装置
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の一実施の形態の上向流嫌
気性処理装置の説明図、図２は本発明の要部の部分構成
図である。

【００１０】図１において、１は密閉構造で円筒形状の
嫌気性処理槽（以下単に処理槽という。）である。処理
槽１の底部には、被処理水供給手段２が配設され、上部
には、前段に処理水がオ−バ−フロ−で排出される処理
水オ−バ−フロ−部材を具備した処理水排出手段３が設
けられ、また、頂部には、図示しないガス吸引装置が具
備されたガス排出手段４が設けられている。更に、処理
槽１の下方にグラニュ−ルにより形成された汚泥床Ａ、
汚泥床Ａの上方部にガス、液及び汚泥の三層を分離する
三層分離部Ｂ及び頂上部に生成ガスのガス滞留部Ｃが形
成されている。

【００１１】前記三層分離部Ａは、処理槽１の適宜液深
部からガス滞留部Ｂまで延設され、下端が開口し、上部
にスリット状のガス連通口１１が設けられ、回転可能に
支持された回転外筒５と、回転外筒５内に所定の間隙を
持って挿通され、上端及び下端が開口し、上端が液面に
位置すると共に、下端が回転外筒５の下端よりも下方ま
で延設された固定内筒６と、回転外筒５の液面下外周部
の少なくとも一部に巻回された螺旋板部材９と、固定内
筒６の下端が貫通して下端が固定内筒６の下端よりも下
方に位置し、固定内筒６の外周部に係着された上部ガス
回収フ−ド７とが処理槽１の軸心部に設けられ、且つ、
ガス排出管１０を備え、上部ガス回収フ−ド７の下方に
所定間隔を持って位置し、処理槽１内壁の水平方向に沿
って設けられた下部ガス回収フ−ド８から構成されてい
る。

【００１２】また、下部ガス回収フ−ド８に備えられた
ガス排出管１０が、上部ガス回収フ−ド７内に連通して
設けられ、回転外筒５には、処理槽１液面上に位置する
回転外筒５内周部の上下方向に適宜間隔で突設して傾斜
バッフル板１２が設けられ、また、処理槽１液面下に位
置する回転外筒５内周部及び固定内筒６の外周部の上下
方向に適宜間隔で夫々突設して水平ピケット１３が設け
られ、更に、処理槽１内壁と下部ガス回収フ−ド８の間
の位置には、上下に長尺で処理槽１内壁に沿って円形の
ダウンカマ−１４が立設されている。

【００１３】前記回転外筒５の液面下外周部の少なくと
も一部に巻回された螺旋板部材９は、図２において、板
状部材を回転外筒５外周部の上下方向に、螺旋状に巻回
することにより、傘状に拡がって螺旋流路が形成され
る。なお、螺旋板部材９の半径方向最外周部は、処理槽
内壁近傍まで延設されている。回転外筒５を回転させる
回転駆動装置１５としては、プ−リとベルトを介して回
転外筒５の上端部に接続した可変モ−タが用いられ、処
理槽外部に配置されているが、本発明の回転駆動装置１
５はそれには限定されない。

【００１４】なお、固定内筒６の内径は、上昇するガス
によりエアリフト効果を起こすことがない径とするのが
好ましい。また、上部ガス回収フ−ド７の形状は、下部
が円筒状、上部が截頭円錐状の下面が開放された傘状フ
−ドであり、截頭部を回転外筒５が貫通して回転外筒５
外周部に固定されている。また、下部ガス回収フ−ド８
の形状は、縦断面形状が、上部ガス回収フ−ドの半部縦
断面形状と略同一の下面が開放された処理槽１内周に沿
った円形のフードであるが、本発明のガス回収フ−ド
７、８の形状はそれらの形状には限定されない。更に、
円形ダウンカマ−１４は、上端が拡開しているのが好ま
しい。

【００１５】被処理水供給手段２は、被処理水を処理槽
１の水平断面全体を均一に上向流通させるのが好ましい
ため、処理槽１の底面に多数の供給口を設けた格子状部
材を底面の略全面にわたって配置するの好ましく、ま
た、被処理水を処理槽１内の接線方向に供給する部材で
あってもよいが、これらには限定されない。また、処理
水排出手段３に設けられる処理水オ−バ−フロ−部材
は、処理水が流入する側面が、ノッチ、スリット状、格
子状、又は金網などで形成された部材であるが、グラニ
ュ−ルが被処理水に同伴されて浮上してくる可能性があ
るため、グラニュ−ルが流出しない構造が好ましい。

【００１６】以下に本発明の作用を図に基づいて説明す
る。食品加工排水などの有機性排水の被処理水を、被処
理水供給手段２から処理槽１内の下部に供給し、処理槽
１内を均一な上向流として流通させることにより、初期
に充填された下水汚泥などを種菌として自己造粒したメ
タン菌などの微生物によるグラニュールの汚泥床Ａが形
成される。なお、初期に下水汚泥などを種菌とするほか
に、他の装置からのグラニュールを直接充填することに
より、汚泥床Ａの形成を早めることができる。

【００１７】処理槽１内に供給された被処理水は、汚泥
床Ａを上向流通する間に被処理水中の有機物が微生物の
生物学的作用で分解処理され、メタンガスや炭酸ガスな
どが生成される。なお、被処理水の上昇流速は、従来の
処理装置にあっては、肥大化グラニュールやガス内包グ
ラニュールなどの浮上しやすいグラニュールが生成しや
すく、汚泥床Ａの膨張展開に伴うグラニュールの流出を
防止するため、１〜１．５ｍ／Ｈ程度で運転され、汚泥
負荷も低いため、高速、高負荷条件で処理効率を上げる
ことが困難であったが、本発明の処理装置では、三相分
離が効率よく行われるため、微細なグラニュ−ルでも分
離できるため、５〜８ｍ／Ｈと速い流速とすることがで
き、被処理水とグラニュールとの接触効率を高めること
ができる。また、被処理水供給量も多くでき、高速、高
負荷条件で処理効率を上げることができる。

【００１８】汚泥床Ａの微生物で有機物が分解された被
処理水は、更に上昇して三層分離部Ｂに至り、下部ガス
回収フ−ド８及び上部ガス回収フ−ド７との間隙部を上
向流通する間に、気泡状のガスが夫々のガス回収フ−ド
７、８で捕集され、下部ガス回収フ−ド８で捕集された
ガスは、ガス排出管１０部まで蓄積し、それ以上のガス
は、ガス排出管１０から上部ガス回収フ−ド７内に導入
されて回収される。また、浮上したグラニュールの多く
も分離され、汚泥床Ａに沈降される。

【００１９】上部ガス回収フ−ド７内に回収されたガス
は、固定内筒６の下端部まで蓄積し、それ以上のガス
は、固定内筒６を上昇し、回転外筒５上部に設けられた
ガス連通口１１からガス滞留部Ｂに導入され、ガス排出
手段４により処理槽１外に排出されて、図示しないガス
ホルダ等に貯留されたのち、燃料や化学製品製造用原料
などとして利用される。ガス連通口１１からガス滞留部
Ｂに導入されるガスは、突沸現象を起こし、液を伴なっ
てガス排出手段４から排出される可能性があるが、突沸
現象を起こしたとしても、回転外筒５内周部に設けられ
た傾斜バッフル板１２により液が分離されるため、液が
ガス排出手段４から排出される恐れはない。

【００２０】また、浮上しやすい肥大化グラニュールや
ガス内包グラニュールは、上部ガス回収フ−ド７内に捕
捉されたのち、上昇ガスに伴なわれて固定内筒６内を上
昇し、固定内筒６上端開口から回転外筒５内に導入さ
れ、固定内筒６と回転外筒５で形成された間隙部を下降
し、下降する間に、回転駆動装置１５により回転する回
転外筒５及び固定内筒６に設けられた水平ピペットによ
り破砕されて微細化し、回転外筒５下端開口部から排出
される。

【００２１】下部ガス回収フ−ド８及び上部ガス回収フ
−ド７との間隙部を上昇した被処理液は、回転外筒５下
端開口部から排出される微細化グラニュ−ルを伴なっ
て、回転外筒５を介して回転する螺旋板部材９に達し、
螺旋板部材９で形成された螺旋流路を上向流通する間
に、微細化グラニュ−ルが分離されるが、螺旋板部材９
を設けたことにより、微細化グラニュ−ルの沈降距離が
極めて少なくなるため、効率的に分離でき、また、螺旋
板部材９の回転方向を螺旋流路の上向流方向と逆とし、
螺旋板部材９の回転速度を液上昇速度と略同一とするこ
とにより、螺旋流路間の被処理液が見掛上静止状態とな
るため、微細化グラニュ−ルは更に効率的に分離でき
る。分離された微細化グラニュ−ルは、螺旋板部材９の
傾斜に沿って下降し、ダウンカマ−１４を経て汚泥床Ａ
に沈降され、グラニュ−ル形成用の種菌として利用され
る。また、螺旋流路を上向流通した被処理液は、処理水
としてオ−バ−フロ−部材を介して処理水排出手段３か
ら処理槽１外に排出される。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、生成ガスの分離及びグラニュ
ールの沈降分離をより確実に効率よく行うことができ、
肥大化グラニュ−ル、ガス内包グラニュ−ル及び微細グ
ラニュ−ルなどの流出を防止することができ、有機性排
水の高効率処理が可能な上向流嫌気性処理装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の上向流嫌気性処理装置
の説明図

【図２】本発明の要部の部分構成図

【符号の説明】

１：嫌気性処理槽 ２：被処理水供給手段 ３：処理水排出手段 ４：ガス排出手段 ５：回転外筒 ６：固定内筒 ７：上部ガス回収フ−ド ８：下部ガス回収フ−ド ９：螺旋板部材 １０：ガス排出管 １１：ガス連通口 １２：傾斜バッフル板 １３：水平ピケット １４：ダウンカマ− １５：回転駆動装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部に被処理水供給手段、上部に処理水排
   出手段及び生成ガス排出手段を設け、下方に自己造粒汚
   泥により形成された汚泥床、汚泥床の上方部にガス、液
   及び汚泥の三層を分離する三層分離部及び頂上部にガス
   滞留部が形成された嫌気性処理槽で有機性排水を上向流
   通させて処理する上向流嫌気性処理装置において、前記
   上向流嫌気性処理槽の適宜液深部からガス滞留部まで延
   設され、下端が開口し、上部にガス連通口が設けられて
   回転可能に支持された回転外筒と、前記回転外筒内に所
   定の間隙を持って挿通され、上端及び下端が開口し、上
   端が液面に位置し、下端が前記回転外筒の下端よりも下
   方まで延設された固定内筒と、前記回転外筒の液面下外
   周部の少なくとも一部に巻回された螺旋板部材と、前記
   固定内筒が貫通し、下端が前記固定内筒の下端よりも下
   方に位置して前記固定内筒の外周部に係着した上部ガス
   回収フ−ドとが前記嫌気性処理槽の軸心部に設けられ、
   且つ、ガス排出管を備え、前記上部ガス回収フ−ドの下
   方に所定間隔を持って位置し、前記嫌気性処理槽内壁の
   水平方向に沿って設けられた下部ガス回収フ−ドから前
   記三層分離部が構成されたことを特徴とする上向流嫌気
   性処理装置。
2. 【請求項２】下部ガス回収フ−ドに備えられたガス排出
   管が上部ガス回収フ−ド内に連通して設けられた請求項
   １記載の上向流嫌気性処理装置。
3. 【請求項３】嫌気性処理槽内の液面上に位置する回転外
   筒内周部の上下方向に適宜間隔で突設して傾斜バッフル
   板を設けた請求項１又は請求項２記載の上向流嫌気性処
   理装置。
4. 【請求項４】嫌気性処理槽内の液面下に位置する回転外
   筒内周部及び固定内筒の外周部の上下方向に適宜間隔で
   夫々突設して水平ピケットを設けた請求項１〜請求項３
   のいづれか１項に記載の上向流嫌気性処理装置。
5. 【請求項５】嫌気性処理槽内壁と下部ガス回収フ−ドの
   間の位置に上下に長尺のダウンカマ−を立設した請求項
   １〜請求項４のいづれか１項に記載の上向流嫌気性処理
   装置。