JP2014176790A - 有機性排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下水、農村集落排水、工場排水等の有機性排水を、嫌気性微生物により浄化処理する際に、有機性排水と嫌気性微生物との接触効率を向上させ、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止する。
【解決手段】実施形態の有機性排水処理装置は、底部に有機性排水を導入するための導入口、並びに上部に処理水を排出するための排出口及び生成したバイオガスを収集して排出するためのバイオガス収集排出管を有するリアクタと、前記リアクタの下部に配設された嫌気性微生物の凝集体からなる汚泥床部と、前記リアクタの上部に配設された前記嫌気性微生物を担持する担体からなる担体部とを具える。また、前記リアクタ内に、前記導入口を介して前記有機性排水を供給するための有機性排水供給手段と、前記リアクタの下部に供給された前記有機性排水を吸引し、前記リアクタの下部中を循環させるための有機性排水循環手段とを具える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、有機性排水処理装置に関する。

嫌気性微生物であるメタン発酵細菌を用いた有機性排水の嫌気性水処理法は、好気性細菌を用いた活性汚泥法などと比較して、余剰汚泥発生量が少ないこと、曝気のための動力が不要であること、メタンが発生するためエネルギー回収が可能であることなどの利点がある。一方、有機性排水と嫌気性微生物との接触効率が低く、その結果、有機排水中の有機物の分解速度が遅くなり、処理水の水質悪化をもたらすという問題があった。

かかる問題を改善するために、メタン発酵細菌の高濃度化を行い、処理時間の短縮を図った嫌気性水処理装置として、担体の表面などにメタン発酵細菌を付着固定化した流動床型水処理装置やメタン発酵細菌を凝集物（グラニュール）化した生物床型（ＵＡＳＢ型）水処理装置が提案され、主に産業廃水等の高濃度廃水を対象として実用化されつつある（特許文献１及び特許文献２）。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、グラニュールに、有機性排水中の有機物が嫌気性微生物を接触することによって生成したバイオガス（メタンガスやＣＯ_２ガス等）が付着して比重が小さくなり、リアクタ系外にグラニュールが流出しやくなって、有機性排水と嫌気性微生物との接触効率が低下してしまうので、処理水の水質悪化を十分に改善することができない。

特許文献２に記載の技術では、リアクタの中央部に気固液分離ゾーンを形成し、その気固液分離ゾーンより上方にあるリアクタ内の排水をグラニュールとともにリアクタ下部に戻す循環ラインを設け、グラニュールの系外への流出を防止するようにしている。しかしながら、このような循環ラインにより高い上昇線速度を有するメタンガス付着グラニュール及びガス付着浮遊物質をとらえることは難しく、この従来装置の循環ラインだけではグラニュール及び浮遊物質の系外流出を十分に防止することはできない。結果として、有機性排水と嫌気性微生物との接触効率が低下してしまい、処理水の水質悪化を十分に改善することができない。

特開２００９−２８７２０号 特開２００８−２９９９３号

本発明は、下水、農村集落排水、工場排水等の有機性排水を、嫌気性微生物により浄化処理する際に、有機性排水と嫌気性微生物との接触効率を向上させ、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することを目的とする。

実施形態の有機性排水処理装置は、底部に有機性排水を導入するための導入口、並びに上部に処理水を排出するための排出口及び生成したバイオガスを収集して排出するためのバイオガス収集排出管を有するリアクタと、前記リアクタの下部に配設された嫌気性微生物の凝集体からなる汚泥床部と、前記リアクタの上部に配設された前記嫌気性微生物を担持する担体の配置された担体部とを具える。また、前記汚泥床部の下方に、前記導入口を介して前記有機性排水を供給するための有機性排水供給手段と、前記汚泥床部の上方の前記有機性排水を吸引し、前記汚泥床部の下方に供給させる有機性排水循環手段と、を具える。

第１の実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。 第２の実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。 第３の実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。 第４の実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。 第５の実施形態における有機性排水処理装置の有機性排水供給手段の概略構成図である。 第６の実施形態における有機性排水処理装置の有機性排水供給手段の概略構成図である。

本発明を実施するための好ましい形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。
図１に示す有機性排水処理装置１０は、例えば円筒状のリアクタ１１、リアクタ１１の下部に配設されたメタン発酵細菌などの嫌気性微生物の凝集体である汚泥床部１２、並びにリアクタ１１の上部に配設された上記の嫌気性微生物を担持した担体の配置された円筒状担体部１３を有している。担体部１３の中心には、以下に説明するように、有機性排水中の有機物と汚泥床部１２の嫌気性微生物との反応によって生成したバイオガスが通過するためのバイオガス通気孔１３Ａが鉛直方向に貫通配置されている。

担体部を構成する担体は、例えばプラスチック製の円筒状担体とすることができる。但し、嫌気性微生物が付着しやすいものであれば材料について特に限定されず、セラミックや金属等でもよい。また、形状についても球形、矩形等、任意の形状とすることができ、さらにはスポンジ状とすることもできる。これらの担体は、例えばメッシュ状の金網で上下及び左右を固定する。

また、汚泥床部１２及び担体部１３間には、気固分離部として機能する円錐状又は四角錐状の板状部材１４がバイオガス通気孔１３Ａの下端から下方に向けて拡開するようにして設けられており、同じく気固分離部として機能する凸状部１５がリアクタ１１の内壁面上に設けられている。なお、板状部材１４の拡開の角度θは、例えば（45）度から（60）度とすることができ、凸状部１５は、リアクタ１１の内壁面の周面の全体に亘って設けることもできるし、内壁面の周面の複数の箇所において非連続的に、例えば島状に設けることもできる。

さらに、リアクタ１１内の、担体部１３の上方には気固液分離部として機能する沈降分離部１６が設けられている。

また、リアクタ１１の下部には有機性排水を導入するための導入口１１Ａが設けられており、リアクタ１１の上部には、沈降分離部１６の下部に設けられた処理水を排出するための排出口１１Ｂが設けられているとともに、バイオガス通気孔１３Ａと連通するようにしてバイオガス収集排出管１１Ｃが設けられている。

リアクタ１１の下部には、有機性排水供給手段１７としての供給ポンプ１７１及び供給配管１７２が設けられている。供給配管１７２は、リアクタ１１の導入口１１Ａを介して、リアクタ１１内部に導出されている。図１から明らかなように、供給配管１７２には複数の供給口１７２Ａが設けられており、リアクタ１１内に有機性排水を均一に供給できるように構成されている。

また、リアクタ１１の下部、具体的には、汚泥床部１２が配設された空間内には、リアクタ１１内に供給された有機性排水を吸引し、リアクタ１１の下部中を循環させるための有機性排水循環手段１８である循環ポンプ１８１及び循環配管１８２が設けられている。循環配管１８２にも複数の吸引口１８２Ａが設けられており、リアクタ１１内に供給された有機性排水を均一に吸引し、リアクタ１１の下部中を循環させるように構成されている。

次に、図１に示す装置を用いた有機性排水の処理方法について説明する。
最初に、供給ポンプ１７１によって処理に供すべき有機性排水を、供給配管１７２及びその供給口１７２Ａを通ってリアクタ１１内に導入し、汚泥床部１２と接触させる。汚泥床部１２中には嫌気性微生物である、加水分解を行う加水分解菌、酸生成を行う酸生成菌、メタン生成を行うメタン生成菌等が存在する。これら菌により、有機性排水中の有機物、例えば高分子蛋白質、炭水化物及び脂肪などの有機汚濁物質は、加水分解菌による加水分解反応の過程を経て低分子化され、酸生成菌により、低分子のプロピオン酸や酢酸の有機酸（ＶＦＡ）に分解され、さらにメタン生成菌によりメタン、二酸化炭素まで分解される。

有機汚濁物質（高分子の蛋白質、炭水化物、脂肪）
（加水分解反応）
→アミノ酸、単糖類、脂肪酸（Ｒ−ＣＯＯＨ、Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ_６、ＲＣＨＮＨ_２ＣＯＯＨ）
（酸生成反応）
→プロピオン酸、酢酸（Ｃ_２Ｈ_５ＣＯＯＨ、ＣＨ_３ＣＯＯＨ）
（メタン生成反応）
→メタン（ＣＨ_４） ＋ 二酸化炭素（ＣＯ_２）

この反応により有機性排水中の有機物は分解され、有機性排水の処理が行われることになる。一方、上記反応により生成したメタン、二酸化炭素はガス化し、バイオガスとしてリアクタ１１内を上昇する。この際、バイオガスは、汚泥床部１２中の嫌気性微生物あるいは導入した有機性排水中の浮遊固形物に付着し、その比重を小さくすることから、当該嫌気性微生物等を伴う。しかしながら、本実施形態における有機性排水処理装置１０は、リアクタ１１内部に、バイオガス通気孔１３Ａの開口部から下方に向けて拡開した気固分離部としての板状部材１４、及びリアクタ１１の内壁面上に凸状部１５を設けている。

したがって、上記バイオガスが板状部材１４及び凸状部１５と衝突することにより、バイオガスが付着して上昇してきた嫌気性微生物等は、衝突の際の衝撃によって下方に向けて落とされ、リアクタ１１内で処理された有機性排水の処理水中に混入するようになる。この際、比重の比較的大きい嫌気性微生物は再度汚泥床部１２を構成する。一方、嫌気性微生物の一部及び浮遊固形物は、汚泥床部１２において処理された有機性排水の処理水とともにリアクタ１１内を上昇し、板状部材１４及び凸状部１５間の隙間から担体部１３内に導入される。

付随した嫌気性微生物等が除去されたバイオガスは、バイオガス通気孔１３Ａを通り、バイオガス収集排出管１１Ｃを介して、リアクタ１１、すなわち有機性排水処理装置１０の外部に取り出される。取り出されたバイオガスは捕集されて、電気若しくは熱エネルギー源として使用される。

また、担体部１３では、上述した例えばプラスチック製の円筒状担体に上述した嫌気性微生物が担持されているので、汚泥床部１２で処理された有機性排水の処理水が担体部１３を通過する際には、処理水中に残留する有機物、例えば高分子蛋白質、炭水化物及び脂肪などの有機汚濁物質が、加水分解を行う加水分解菌、酸生成を行う酸生成菌、メタン生成を行うメタン生成菌等の嫌気性微生物と再度接触することになる。したがって、上述した反応式に基づき、処理水中に残留した有機物は再度分解されて処理水が精製されることになる。

一方、残留有機物がさらに分解除去されて再度メタンガス及び二酸化炭素ガス（バイオガス）が生成する。このバイオガスは、嫌気性微生物等を含む精製された処理水及びバイオガスが付着した嫌気性微生物等とともに、気固液分離部である沈降分離部１６に導入される。沈降分離部１６において、精製した処理水中の嫌気性微生物等は沈降によって分離され、嫌気性微生物等が分離された精製処理水は、沈降分離部１６の越流堰１６Ａの下方に位置する排出口１１Ｂよりリアクタ１１、すなわち有機性排水処理装置１０の外部に排出される。

また、バイオガスが付着した嫌気性微生物等は、沈降分離部１６の越流水面部１６Ｂと衝突し、その際の衝撃によってバイオガスから分離除去される。嫌気性微生物等が分離除去されたバイオガスは、リアクタ１１の上部に設けられたバイオガス収集排出管１１Ｃを介して、リアクタ１１、すなわち有機性排水処理装置１０の外部に取り出される。取り出されたバイオガスは捕集されて、電気若しくは熱エネルギー源として使用される。除去された嫌気性微生物等の内、汚泥床部１２を構成する嫌気性微生物は比重が大きいので沈降分離部１６で沈降する。その結果、沈降した嫌気性微生物を回収することにより、汚泥床部１２中の嫌気性微生物として再利用に供することができる。

このように、本実施形態では、有機性排水は、有機性排水処理装置１０の汚泥床部１２及び担体部１３で含有される有機物が分解されて処理されるので、処理後の処理水中の残留有機物の量を十分に削減することができ、処理水の水質を十分に向上させることができ、処理水の水質悪化を防止することができる。

また、本実施形態の有機性排水処理装置１０においては、リアクタ１１の下部、具体的には、汚泥床部１２が配設された空間内に、有機性排水循環手段１８である循環ポンプ１８１及び循環配管１８２が設けられているので、リアクタ１１内に供給された有機性排水を循環配管１８２及びその吸引口１８２Ａを介して吸引し、リアクタ１１の下部中を循環させる。したがって、リアクタ１１内に導入した有機性排水の循環によって、汚泥床部１２が流動し、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率が向上する。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

すなわち、有機性排水処理装置１０を汚泥床部１２及び担体部１３の２段構成とし、有機性排水中の有機物を嫌気性微生物と２段階で接触させるとともに、リアクタ１１内の下部に導入された有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させているので、処理水の水質悪化をより効果的に防止することができ、処理水の水質向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、循環配管１８２には、複数の吸引口を設けるようにしているので、リアクタ１１内に供給された有機性排水の偏流を抑制し、均一に吸引することができる。その結果、有機性排水と汚泥床部１２との接触効率をより高めることができ、処理水の水質悪化を防止して、水質の向上を図ることができる。

循環ポンプ１８１は連続的に運転してもよいが間欠的に運転することもできる。例えば、タイマにより、１０分運転、５０分停止等の形で間欠的に運転してもよい。これによって、常時循環運転する場合に比べ、ポンプの運転コストを低減することができる。

また、本実施形態においては、汚泥床部１２及び担体部１３間に、気固分離部としての円錐状又は四角錐状の板状部材１４及び凸状部１５が設けられているが、このような気固分離部は、有機性排水処理後の処理水の処理に関するものであるので、本実施形態における必須の構成要件ではない。しかしながら、このような気固分離部を設けることにより、上述したように、汚泥床部１２中の嫌気性微生物を回収することができるので、嫌気性微生物のロスを抑制することができる。

さらに、本実施形態においては、リアクタ１１内の、担体部１３の上方に気固液分離部としての沈降分離部１６を設けているが、このような気固液分離部は、有機性排水処理後の処理水の処理に関するものであるので、本実施形態における必須の構成要件ではない。しかしながら、このような気固液分離部を設けることにより、上述したように、有機性排水と汚泥床部１２とを接触した際に発生するバイオガスの収集及び排出と、有機性排水の処理水の排出とを簡略に行うことができ、さらに嫌気性微生物の回収が容易となってそのロスを抑制することができる。

（第２の実施形態）
図２は、本実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。なお、図１に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同じ符号を用いている。

図２に示す有機性排水処理装置２０は、リアクタ１１と供給ポンプ１７１との間に流量計２１及びＵＶ計２２が設けられ、さらに流量計２１及びＵＶ計２２と電気的に接続された有機物負荷量計測器２３が設けられている点を除き、図１に示す有機性排水処理装置１０と同様の構成を有している。

有機物負荷量計測器２３では、流量計２１及びＵＶ計２２の計測値を乗じることにより、単位時間当たりにリアクタ１１に導入される有機性排水中の有機物負荷量が計算される。一方、有機性排水処理装置２０には、通常、有機物負荷量の設計値があるため、その設計値に対して計算された有機物負荷量が所定の値（閾値）以下、例えば７０％以下となった場合に、循環ポンプ１８１を運転する。

バイオガスの発生量は上記有機物負荷量に依存するので、これが設計値よりも低い場合、バイオガスの発生量が減少してしまい、汚泥床部１２のバイオガス攪拌が期待できなくなる。しかしながら、本実施形態では、このような場合、循環ポンプ１８１を駆動させるようにしているので、汚泥床部１２を流動させ、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率を向上させることができる。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

また、循環ポンプ１８１は、有機物負荷量計測器２３において、有機物負荷量が閾値以下となった場合のみ運転させればよいので、常時循環運転する場合に比べ、ポンプの運転コストを低減することができる。

水質センサ２２としては、ＵＶ計を利用する構成としたが、有機物負荷量と相関のあるセンサであれば、ＢＯＤ計、ＣＯＤ計、濁度計などを適宜用いることができる。

なお、本実施形態でも、有機性排水処理装置２０を汚泥床部１２及び担体部１３の２段構成とし、有機性排水中の有機物を嫌気性微生物と２段階で接触させるとともに、リアクタ１１内の下部に導入された有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させているので、処理水の水質悪化をより効果的に防止することができ、処理水の水質向上を図ることができる。

その他の構成及び特徴については第１の実施形態における有機性排水処理装置１０と同様であるので、説明を省略する。

（第３の実施形態）
図３は、本実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。なお、図１に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同じ符号を用いている。

図３に示す有機性排水処理装置３０は、リアクタ１１と供給ポンプ１７１との間に水温計３１が設けられ、さらに水温計３１と電気的に接続された水温計測器３３が設けられている点を除き、図１に示す有機性排水処理装置１０と同様の構成を有している。

バイオガスの発生量は、上述した有機物負荷量のみならず、有機性排水の水温にも依存する。したがって、例えば下水を無加温で処理するような場合、リアクタ１１の水温は流入する下水の水温に依存する。水温が低い場合は、汚泥床部１２のバイオガス攪拌が期待できなくなる。

しかしながら、本実施形態では、このような場合、循環ポンプ１８１を駆動させるようにしているので、汚泥床部１２を流動させ、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率を向上させることができる。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

例えば、水温計３１の測定値が、水温計測器３３に設定した閾値以下になった場合に循環ポンプ１８１を運転するよう作用する。通常、有機性排水処理装置３０には水温の設計値があるため、その設計値に対して、例えば２℃以下等の判断基準を基に閾値を設定すればよい。

なお、本実施形態でも、有機性排水処理装置２０を汚泥床部１２及び担体部１３の２段構成とし、有機性排水中の有機物を嫌気性微生物と２段階で接触させるとともに、リアクタ１１内の下部に導入された有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させているので、処理水の水質悪化をより効果的に防止することができ、処理水の水質向上を図ることができる。

その他の構成及び特徴については第１の実施形態における有機性排水処理装置１０と同様であるので、説明を省略する。

（第４の実施形態）
図４は、本実施形態における有機性排水処理装置の概略構成図である。なお、図１に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同じ符号を用いている。

図４に示す有機性排水処理装置４０は、リアクタ１１のバイオガス収集排出口１１Ｃにガス流量計４１が設けられ、ガス流量計４１と電気的に接続されたガス量計測器４３が設けられている点を除き、図１に示す有機性排水処理装置１０と同様の構成を有している。

ガス流量計４１で計測したバイオガスの発生量がガス量計測器４３で設定した閾値よりも少ないと汚泥床部１２のバイオガス攪拌が期待できなくなる。しかしながら、本実施形態では、このような場合、循環ポンプ１８１を駆動させるようにしているので、汚泥床部１２を流動させ、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率を向上させることができる。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

例えば、ガス流量計４１の測定値が、ガス量計測器４３に設定した閾値以下になった場合に循環ポンプ１８１を運転するよう作用する。通常、有機性排水処理装置４０にはバイオガス発生量の設計値があるため、その設計値に対して、例えば７０％以下等の判断基準を基に閾値を設定すればよい。

なお、本実施形態でも、有機性排水処理装置２０を汚泥床部１２及び担体部１３の２段構成とし、有機性排水中の有機物を嫌気性微生物と２段階で接触させるとともに、リアクタ１１内の下部に導入された有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させているので、処理水の水質悪化をより効果的に防止することができ、処理水の水質向上を図ることができる。

その他の構成及び特徴については第１の実施形態における有機性排水処理装置１０と同様であるので、説明を省略する。

（第５の実施形態）
図５は、本実施形態における有機性排水処理装置の有機性排水供給手段の概略構成図である。なお、図１に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同じ符号を用いている。

図５に示す有機性排水供給手段２７は、特に図示しないが、第１の実施形態の有機性排水処理装置１０の場合と同様に、リアクタ１１の下部に設けられている。

本実施形態の有機性排水供給手段２７は、図５に示すように、供給ポンプ１７１及び供給配管１７２を有している。供給配管１７２からは３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３が分岐して配設されており、各配管にはバルブ１７４−１、１７４−２及び１７４−３が設けられている。

本実施形態では、処理に供すべき有機性排水は、供給ポンプ１７１及び供給配管１７２を介してリアクタ１１内に供給されるが、どの配管から供給されるかはバルブ１７４−１〜１７４−３のいずれを開とするかに依存する。

例えば、バルブ１７４−１を開とし、バルブ１７４−２及び１７４−３を閉とすれば、有機性排水は配管１７３−１の供給口１７３−１Ａを介してリアクタ１１内に供給される。また、バルブ１７４−２を開とし、バルブ１７４−１及び１７４−３を閉とすれば、有機性排水は配管１７３−２の供給口１７３−２Ａを介してリアクタ１１内に供給される。さらに、バルブ１７４−３を開とし、バルブ１７４−１及び１７４−２を閉とすれば、有機性排水は配管１７３−３の供給口１７３−３Ａを介してリアクタ１１内に供給される。

したがって、上述のようなバルブ開閉操作を順次に行うことにより、リアクタ１１内には有機性排水が配管１７３−１、１７３−２及び１７３−３並びにそれらの供給口１７３−１Ａ、１７３−２Ａ及び１７３−３Ａを介して順次に供給されることになる。この場合、リアクタ１１の汚泥床部１２が配設されている下部には偏流が形成されるので、このような偏流によって汚泥床部１２を流動させ、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率を向上させることができる。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

なお、リアクタ１１の下部に上述のような偏流を形成することができれば、バルブ１７４−１〜１７４−３の開閉順序は上述のような順序に限定されず、任意の順序とすることができる。例えば、バルブ１７４−１→１７４−３→１７４−２やバルブ１７４−２→１７４−１→１７４−３の順序で開閉することもできる。

また、本実施形態では、配管の数を３とし、バルブの数を３としているが、これらの数は、上述のように、リアクタ１１の下部において偏流を生ぜしめ、この偏流によって有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させることができれば特に限定されるものではない。

さらに、本実施形態は、第１の実施形態における有機性排水処理装置１０を基本構成としており、当該装置１０は汚泥床部１２及び担体部１３の２段構成であり、有機性排水中の有機物を嫌気性微生物と２段階で接触させるとともに、リアクタ１１内の下部に導入された有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させているので、処理水の水質悪化をより効果的に防止することができ、処理水の水質向上を図ることができる。

その他の構成及び特徴については第１の実施形態における有機性排水処理装置１０と同様であるので、説明を省略する。

（第６の実施形態）
図６は、本実施形態における有機性排水処理装置の有機性排水供給手段の概略構成図である。なお、図１及び図５に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては同じ符号を用いている。

図６に示す有機性排水供給手段３７は、特に図示しないが、第１の実施形態の有機性排水処理装置１０の場合と同様に、リアクタ１１の下部に設けられている。

本実施形態の有機性排水供給手段３７は、図６に示すように、供給ポンプ１７１及び枝分かれした２本の供給配管１７２を有している。また、一方の供給配管１７２から分岐した３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３が設けられており、枝分かれした他方の供給配管１７２は、３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３の前後において、枝分かれした他方の供給配管１７２に接続されている。さらに、一方の供給配管１７２には、枝分かれした他方の供給配管１７２が接続部の前後、すなわちこれら接続部の外方においてバルブ１７４−１及び１７４−２が設けられている。

本実施形態では、処理に供すべき有機性排水は、供給ポンプ１７１及び供給配管１７２、具体的には３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３を介してリアクタ１１内に供給される。

この場合、バルブ１７４−１を開とし、バルブ１７４−２を閉とすると、有機性排水は、３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３の供給口ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１及びｃ２から供給される有機性排水の量が、３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３の供給口ａ３，ａ４，ｂ３，ｂ４，ｃ３及びｃ４から供給される有機性排水の量よりも多くなる。同様に、バルブ１７４−２を開とし、バルブ１７４−１を閉とすると、有機性排水は、３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３の供給口ａ２，ａ４，ｂ３，ｂ４，ｃ３及びｃ４から供給される有機性排水の量が、３つの配管１７３−１，１７３−２及び１７３−３の供給口ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１及びｃ２から供給される有機性排水の量よりも多くなる。

したがって、上述のようなバルブ開閉操作を順次に行うことにより、リアクタ１１の汚泥床部１２が配設されている下部には偏流が形成されるので、このような偏流によって汚泥床部１２を流動させ、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率を向上させることができる。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

また、本実施形態では、配管の数を３とし、バルブの数を２としているが、これらの数は、上述のように、リアクタ１１の下部において偏流を生ぜしめ、この偏流によって有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させることができれば特に限定されるものではない。

さらに、本実施形態の態様は単独で用いることもできるが、第５の実施形態の態様と組み合わせて用いることもできる。この場合、リアクタ１１の汚泥床部１２が配設されている下部に比較的大きな偏流を簡易に形成することができるので、このような偏流によって汚泥床部１２を流動させ、汚泥床部１２内に蓄積していたメタンガス抜きにより、有機性排水と汚泥床部１２の嫌気性微生物との接触効率を向上させることができる。その結果、有機排水中の有機物の分解速度を向上させて、処理水の水質悪化を防止することができる。

本実施形態は、第１の実施形態における有機性排水処理装置１０を基本構成としており、当該装置１０は汚泥床部１２及び担体部１３の２段構成であり、有機性排水中の有機物を嫌気性微生物と２段階で接触させるとともに、リアクタ１１内の下部に導入された有機性排水と汚泥床部１２との接触効率を向上させているので、処理水の水質悪化をより効果的に防止することができ、処理水の水質向上を図ることができる。

その他の構成及び特徴については第１の実施形態における有機性排水処理装置１０と同様であるので、説明を省略する。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，２０，３０，４０ 有機性排水処理装置
１１ リアクタ
１２ 汚泥床部
１３ 担体部
１４ 板状部材
１５ 凸状部
１６ 沈降分離部
１７，２７，３７ 有機性排水供給手段
１７１ 供給ポンプ
１７２ 供給配管
１８ 有機性排水循環手段
１８１ 循環ポンプ
１８２ 循環配管
２１ 流量計
２２ ＵＶ計
２３ 有機物負荷量計測器
３１ 水温計
３３ 水温計測器
４１ ガス流量計
４３ ガス量計測器

Claims (12)

1. 底部に有機性排水を導入するための導入口、並びに上部に処理水を排出するための排出口及び生成したバイオガスを収集して排出するためのバイオガス収集排出管を有するリアクタと、
   前記リアクタの下部に配設された嫌気性微生物の凝集体からなる汚泥床部と、
   前記リアクタの上部に配設された前記嫌気性微生物を担持する担体からなる担体部と、
   前記リアクタ内に、前記導入口を介して前記有機性排水を供給するための有機性排水供給手段と、
   前記リアクタの下部に供給された前記有機性排水を前記リアクタ内の担体部より下部に設置された吸引口より、吸引し、前記リアクタの下部に循環水を循環させるための有機性排水循環手段と、
   を具えることを特徴とする、有機性排水処理装置。
2. 前記有機性排水循環手段は、吸引口が形成された循環配管及びこの循環配管に連結された循環ポンプを含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機性排水処理装置。
3. 前記循環配管において、前記吸引口が複数形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の有機性排水処理装置。
4. 前記循環ポンプの運転を間欠的に行うように構成したことを特徴とする、請求項２又は３に記載の有機性排水処理装置。
5. 前記リアクタと前記有機性排水供給手段との間に前記有機性排水に対する流量計及び水質センサを具えるとともに、前記流量計及び前記水質センサと電気的に接続された有機物負荷量計測器とを具え、
   前記流量計及び前記水質センサによって計測された単位時間当たりの前記有機性排水中に含まれる有機物の量が、前記有機物負荷量計測器に設定された前記有機物の処理量の閾値以下の場合において、前記有機性排水循環手段を駆動させるように構成したことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。
6. 前記リアクタと前記有機性排水供給手段との間に前記有機性排水に対する水温計を具えるとともに、前記水温計と電気的に接続された水温計測器とを具え、
   前記水温計測器によって計測された前記有機性排水の温度が、前記水温計測器に設定された温度の閾値以下の場合において、前記有機性排水循環手段を駆動させるように構成したことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。
7. 前記リアクタの前記バイオガス収集排出口にガス流量計を具えるとともに、前記ガス流量計と電気的に接続されたガス量計測器とを具え、
   前記ガス流量計によって計測された前記バイオガスの量が、前記ガス量計測器に設定されたガス量の閾値以下の場合において、前記有機性排水循環手段を駆動させるように構成したことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。
8. 前記有機性排水供給手段は供給ポンプ及び供給配管を含み、前記供給配管は前記供給ポンプから分岐してなる複数の配管を含み、各配管にはバルブが設けられ、前記バルブの開閉制御によって前記有機性排水を供給すべき前記配管を選択して、前記リアクタ内に前記有機性排水を供給するように構成したことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。
9. 前記有機性排水供給手段は供給ポンプ及び供給配管を含み、前記供給配管は前記供給ポンプから分岐してなる複数の配管を含み、前記供給配管の両端にはバルブが設けられ、前記バルブの開閉制御によって前記有機性排水を供給すべき前記配管を選択して、前記リアクタ内に前記有機性排水を供給するように構成したことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。
10. 前記配管には複数の供給口が形成されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の有機性排水処理装置。
11. 前記汚泥床部及び前記担体部間に、前記バイオガスが付着した前記嫌気性微生物を分離するための気固分離部を具えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。
12. 前記リアクタ内の、前記担体部の上方において、前記バイオガスが付着した前記嫌気性微生物及び前記有機性排水の処理水中に含まれる前記嫌気性微生物を分離するための気固液分離部を具えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一に記載の有機性排水処理装置。

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