JP2017013006A - 担体界面検知装置、担体界面検知方法及び排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理において、反応槽内の担体の界面を適切に検知することが可能な担体界面検知装置、担体界面検知方法、及び排水処理装置を提供する。【解決手段】微生物を保持した担体を貯留する流動床式反応槽内に設けられ、上部が開放された有底状の測定室３４と、測定室３４内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部３６と、を有する担体界面検知装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、担体界面検知装置、担体界面検知方法及び排水処理装置の技術に関する。

嫌気性流動床式排水処理は、担体に微生物を固着させ、反応槽内で流動させることにより、排水と担体との接触効率を高め、安定且つ高効率な処理を可能とする処理方法である。しかし、担体の流動状態を適切に管理しなければ、担体が反応槽外へ流出し、処理が不安定となる場合がある。

担体の流動状態を管理するためには、担体の界面を検知し、流動用ポンプや攪拌機を制御する必要がある（例えば、特許文献１参照）。

例えば、特許文献２には、界面計を用いて担体界面を検知する方法が提案されており、また、特許文献３には、硅砂を担体として用いた嫌気性流動床式排水処理において用いられる界面計として、超音波式界面計が有効であることが開示されており、また、特許文献４には、スラグを担体として用いた嫌気性流動床式排水処理において用いられる界面計として、振動式界面計が有効であることが開示されている。

近年、嫌気性流動床式排水処理には硅砂やスラグなどの無機系担体では無く、ポリビニルアルコールやポリオレフィンなどの有機系担体が多く用いられている。有機系担体は、無機系担体と比較して、微生物の付着性、担体の流動性等が改善されるため、より高い容積負荷での排水処理が可能となる。また、高い容積負荷が可能となることで、脱窒処理や有機性排水の嫌気性処理によって反応槽内で発生する窒素ガスやバイオガス（メタン、二酸化炭素など）等のガス発生量も増大傾向となっている。

特開平４−３３０９９６号公報 特許第４５４４５８３号公報 特開平２−６３５９７号公報 特開平４−４０９６号公報

しかし、このような有機系担体の利用、担体の流動性の向上、及びガス発生量の増大等から、従来の界面計では、反応槽内の担体の界面を適切に検知することが困難である。

そこで、本発明の目的は、微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理において、反応槽内の担体の界面を適切に検知することが可能な担体界面検知装置、担体界面検知方法、及び排水処理装置を提供することにある。

（１）本発明の担体界面検知装置は、微生物を保持した担体を貯留する流動床式反応槽内に設けられ、上部が開放された有底状の測定室と、前記測定室内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部と、を有する。

（２）上記（１）記載の担体界面検知装置において、前記測定室内を洗浄する洗浄手段を備えることが好ましい。

（３）本発明の担体界面検知方法は、上記（１）又は（２）に記載の担体界面検知装置を用いて前記流動床式反応槽内の担体の界面を検知する方法である。

（４）本発明は、微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理装置であって、前記担体を貯留する流動床式反応槽と、前記流動床式反応槽内に設けられ、上部が開放された有底状の測定室、前記測定室内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部、を有する担体界面検知装置と、を備える排水処理装置である。

（５）上記（４）記載の排水処理装置において、前記担体は有機系担体であることが好ましい。

（６）上記（４）又は（５）記載の排水処理装置において、前記流動床式反応槽内に設けられ、前記担体を撹拌する撹拌装置を備えることが好ましい。

（７）上記（４）〜（６）のいずれか１つに記載の排水処理装置において、前記排水のＳＳ濃度は１００ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましい。

（８）上記（４）〜（７）のいずれか１つに記載の排水処理装置において、前記測定室内を洗浄する洗浄手段を備えることが好ましい。

（９）本発明の担体界面検知装置は、微生物を保持した担体を貯留する流動床式反応槽内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部と、前記検知部の鉛直下方に配置される底部壁と、を備え、前記検知部の側方周囲及び上部は開放されている担体界面検知装置である。

（１０）本発明の担体界面は、上記（９）に記載の担体界面検知装置を用いて前記流動床式反応槽内の担体の界面を検知することを特徴とする担体界面検知方法である。

（１１）本発明は、微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理装置であって、前記担体を貯留する流動床式反応槽と、前記流動床式反応槽内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部、前記検知部の鉛直下方に配置される底部壁、を有する担体界面検知装置と、を備え、前記検知部の側方周囲及び上部は開放されている排水処理装置である。

本発明によれば、微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理において、反応槽内の担体の界面を適切に検知することが可能な担体界面検知装置、担体界面検知方法、及び排水処理装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る排水処理装置を示す模式断面図である。 （Ａ）は、図１に示す検知本体部の構成の一例を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、図１に示す検知本体部の構成の一例を示す模式上面図である。 本発明の他の実施形態に係る排水処理装置を示す模式断面図である。 本実施形態で用いられる検知本体部の構成の他の一例を示す模式断面図である。 本実施形態で用いられる検知本体部の構成の他の一例を示す模式上面図である。 （Ａ）は、比較例１で用いた検知本体部を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、比較例２で用いた検知本体部を示す模式断面図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る排水処理装置を示す模式断面図である。図１に示す排水処理装置１は、微生物担体を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する装置である。図１に示す排水処理装置１は、撹拌型の流動床式反応槽１０を備えており、流動床式反応槽１０内には微生物を保持した担体１２が貯留されている。流動床式反応槽１０の入口には、排水流入ライン１４が設置され、処理対象となる排水は排水流入ライン１４から槽内に供給される。また、流動床式反応槽１０の出口には、処理水排出ライン１６が設置され、排水を嫌気処理することで得られた処理水が処理水排出ライン１６から系外へ排出される。

図１に示す流動床式反応槽１０は、槽内に略垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブ１８と、槽内の担体１２を撹拌する撹拌装置２０とを備える。図１に示す撹拌装置２０は、モータ２２、撹拌翼２４、モータ２２と撹拌翼２４を接続するシャフト２６を備えており、撹拌翼２４がドラフトチューブ１８内に配置されている。撹拌装置２０は、流動床式反応槽１０内の担体１２を撹拌する装置構成であれば、上記構成に制限されるものではない。また、ドラフトチューブ１８を設置して、撹拌装置２０を作動させることによって、ドラフトチューブ１８内に下向流が形成され、ドラフトチューブ１８の外壁面と流動床式反応槽１０の内壁面との間に上向流が形成されるため、担体１２の流動性を向上させることが可能となるが、必ずしもドラフトチューブ１８を設置する必要はない。

図１に示す排水処理装置１は担体界面検知装置２８を備えている。図１に示す担体界面検知装置２８は、流動床式反応槽１０内に設けられた検知本体部３０と、変換部３２と、を備えている。

図２（Ａ）は、図１に示す検知本体部の構成の一例を示す模式断面図であり、図２（Ｂ）は、図１に示す検知本体部の構成の一例を示す模式上面図である。図２に示す検知本体部３０は、上部が開放された有底状の測定室３４を備えている。図２に示す測定室３４は、筒状の側壁３４ａと、筒状の側壁３４ａの下部の開口を塞ぐ底部壁３４ｂとから構成されている。測定室３４を構成する筒状の側壁３４ａと底部壁３４ｂはそれぞれ別々に成型されたものでもよいし、一体成型されたものでもよい。測定室３４の上部は流動床式反応槽１０の液面側であり、反対側の下部（底部）は流動床式反応槽１０の底部側である。図２に示す測定室３４では、流動床式反応槽１０内を流動する担体１２が、主に開放された上部から測定室３４内に流入し、側面や底面からの流入が側壁３４ａや底部壁３４ｂにより制限される。

図２に示す検知本体部３０は、測定室３４内に設けられる検知部３６を備えている。検知部３６は、流動床式反応槽１０内に形成される担体１２の界面を検知するものである。検知部３６は図１に示す変換部３２と電気接続されており、検知部３６の検知信号が変換部に送信される。なお、担体１２の界面は、例えば、撹拌装置２０を備える撹拌型の反応槽の場合、撹拌装置２０の出力を上げれば、担体１２の界面は上昇し、出力を下げれば、低下し、また、例えば、反応槽に流入する排水の流量を上げれば、担体１２の界面は上昇し、流量を下げれば、担体１２の界面は低下する。

図２に示す検知部３６は、発光部３６ａ及び受光部３６ｂを備えており、発光部３６ａと受光部３６ｂとが対向するように測定室３４内の側面に設置されている。図２に示す検知部３６は光学式センサである。発光部３６ａから出た光は担体１２等により散乱する。このため、例えば、担体の界面が測定室３４まで上昇せず、測定室３４内に担体１２が無い場合には、受光部３６ｂで受光する透過光の強度が高く、散乱光の強度が低い検知信号が出力される。また、同様の理由から、例えば、担体の界面が測定室３４まで上昇し、測定室３４内に担体１２が流入する場合には、受光部３６ｂで受光する透過光の強度が低く、散乱光の強度が高い検知信号が出力される。

図１に示す担体界面検知装置２８は、図２に示す検知部３６からの検知信号を受信する変換部３２を備えている。変換部３２は、例えば、検知部３６からの検知信号を数値として表示、例えば透過光強度値、散乱光強度値、透過光強度／散乱光強度の比等を表示する表示部を備えている。或いは、透過光強度／散乱光強度の比等を利用して、ＭＬＳＳ濃度、ＳＳ濃度、又は濁度に変換して表示する表示部を備えていてもよい。作業者等は、変換部３２により表示された数値を見て、検知部３６が担体界面を検知したか否か、すなわち、担体界面が検知部３６を設置した測定室３４まで上昇したか否かを判断することが可能である。

また、変換部３２は、例えば、検知部３６からの検知信号に基づいて、検知部３６が担体界面を検知したか否か、すなわち、担体界面が検知部３６を設置した測定室３４まで上昇したか否かを判断し、担体界面が測定室３４まで上昇した場合には、ブザー等で警告する警報機や、撹拌装置２０の出力を制御する制御部等を備えていてもよい。

検知部３６が担体界面を検知したか否かは、例えば、以下のようにして判断される。撹拌装置２０を停止した状態で、排水を流動床式反応槽１０の入口より流動床式反応槽１０に導入する。この状態では、担体１２は、反応槽底部に堆積しており、測定室３４内には主に排水が流入しており、担体１２はほとんど流入していない。そして、変換部３２は、この状態で、検知部３６により検知された透過光強度、散乱光強度値、透過光強度／散乱光強度の比、或いはＭＬＳＳ濃度、ＳＳ濃度、又は濁度等を基準値として設定する。排水流入後は、撹拌装置２０を作動させ、微生物を保持した担体１２を流動させながら、排水の嫌気処理を行うが、撹拌装置２０の作動により、担体１２が撹拌されると、担体１２の界面が上昇する。変換部３２は、随時検知部３６により検知された透過光強度、散乱光強度値、透過光強度／散乱光強度の比、或いはＭＬＳＳ濃度、ＳＳ濃度、又は濁度等を上記基準値と比較して、この差分（絶対値）が閾値より大きいか否かを判断する。そして、大きい場合には、検知部３６が担体界面を検知した、すなわち、担体界面が検知部３６を設置した測定室３４まで上昇したと判定する。なお、変換部３２は、例えば、担体界面が検知部３６を設置した測定室３４まで上昇したと判定した場合には、警報機による警告、制御部等による撹拌装置２０の出力制御等を行う。閾値は適宜設定されればよいが、例えば、担体の存在率（反応槽内の処理水１Ｌあたりの担体体積の割合）が１０％〜３０％の範囲となるように設定されることが好ましい。例えば、担体の存在率が１０％となるように閾値を設定した場合、上記差分（絶対値）が該設定した閾値より大きくなれば、担体界面より上部では、担体の存在率が１０％未満となっており、担体界面より下部では担体の存在率が１０％超となっている。なお、担体の存在率は、反応槽のある水深にて１Ｌの被処理水及び担体をサンプリングして、メスシリンダーに被処理水及び担体を入れて、担体の占める体積を測定することにより算出される。

一般的に、反応槽内における担体１２の流動性が高い状態で、担体界面が検知部３６まで上昇すると、検知部３６を通過する担体１２の速度も高くなるため、また、嫌気処理による発生した多量のガスが検知部３６を通過するため、担体１２の検知精度が低下する傾向にある。すなわち、担体１２を流動させ、担体１２の界面が上昇して、その担体１２の界面が検知部３６に達しても、担体１２の界面を検知することができなかったり、担体１２の界面が検知部３６に達していなくても、多量のガスが検知部３６を通過すること等によって誤って担体１２の界面を検知したと判断してしまったりする場合がある。しかし、図１に示す排水処理装置１では、上部が開放した有底状の測定室３４内に検知部３６が設けられているため、測定室３４まで担体界面が上昇した状態において、槽内を流動する担体１２は、主に開放された上部から沈降状態で測定室３４内に流入する。上部から沈降状態で測定室３４内に流入する担体１２の流動性は、測定室３４外の担体１２の流動性より低下するため、検知部３６にて担体１２を適切に検知することが可能となる。また、測定室３４の側壁３４ａや底部壁３４ｂ等により、例えば、嫌気処理により発生したガスの侵入が制限されたり、撹拌等により生じた水流の影響も低減されたりするため、測定室３４内に流入した担体１２の流動性は、測定室３４外の担体１２の流動性より低下しており、検知部３６にて担体１２を適切に検知することが可能となる。

図３は、本発明の他の実施形態に係る排水処理装置を示す模式断面図である。図３に示す排水処理装置２において、図１に示す排水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図３に示す排水処理装置２は、上向流型の流動床式反応槽３８を備えており、流動床式反応槽３８内には微生物を保持した担体１２が貯留されている。図３に示す流動床式反応槽３８は、槽内の底部付近に設けられる排水供給部４０を供え、排水供給部４０には排水流入ライン１４が接続されており、排水流入ライン１４及び排水供給部４０を通して槽内に排水が流入される。また、図３に示す流動床式反応槽３８は、槽内の上部に設けられる越流式の処理水取出部４２を備え、処理水取出部４２には、処理水排出ライン１６が接続されおり、排水を嫌気処理することで得られた処理水が処理水取出部４２、処理水排出ライン１６を通して系外に排出される。また、図３に示す流動床式反応槽３８は、循環ライン４４及び循環ポンプ４６を備えており、循環ライン４４の一端は流動床式反応槽３８に接続され、他端は、排水流入ライン１４に接続され、槽内の排水は、循環ライン４４を介して循環される。

図３に示す排水処理装置２では、排水が、排水供給部４０から流動床式反応槽３８内に導入され、また、循環ポンプ４６の作動により、循環ライン４４を介して循環されながら、微生物を保持した担体１２等により嫌気処理が行われる。そして、この排水の流動と共に、槽内の担体１２も流動し、槽内の担体界面は上昇する。上向流型の流動床式反応槽３８内に形成される担体１２の界面は、担体界面検知装置２８により検知される。担体界面検知装置２８の検知方法は、前述した通りである。

本実施形態で用いられる流動床式反応槽としては、排水と担体１２との接触効率が高い点、高い油脂濃度やＳＳ濃度を有する排水でも処理が可能である点等から、上向流型より撹拌型の流動床式反応槽が好ましい。また、流動床式反応槽は、上向流型、撹拌型に制限されるものではなく、担体１２が流動する形式のものであれば特に制限されるものではない。また、上向流型の流動床式反応槽は、排水を上向流で嫌気処理する装置構成であれば特に制限されるものではなく、図３に示す流動床式反応槽３８の装置構成に限定されるものではない。また、撹拌型の流動床式反応槽は、排水を撹拌しながら嫌気処理する装置構成であれば特に制限されるものではなく、図１に示す流動床式反応槽１０の装置構成に限定されるものではない。

本実施形態で用いられる検知部は、担体１２を検知することができるものであれば、図２に示す光学式の検知部３６に制限されるものではなく、例えば、超音波式、振動式等が挙げられる。超音波式の検知部は、例えば、超音波の発信部と受信部を有し、超音波の受信強度を測定することで担体１２を検知するものである。超音波式の検知部では、担体１２が無い場合は受信強度が高く、担体１２が検知部に到達すると受信強度が低下する。振動式の検知部は、例えば、検知部の振動強度を測定することで担体界面の有無を検知する。振動式の検知部では、担体１２が無い場合は振動強度が高く、担体界面が検知部に接触すると振動強度が低下する。また、本実施形態で用いられる検知部は、例えば、光学式、超音波式の原理を活用した汚泥濃度、ＳＳ濃度、濁度等を測定出来るセンサ等であってもよい。

本実施形態で用いられる測定室３４は、上部が開放された有底状であれば、図２に示すように、上部のみが開放された形状に限定されるものではない。図４は本実施形態で用いられる検知本体部の構成の他の一例を示す模式断面図である。例えば、図４に示す測定室３４のように、筒状の側壁３４ａと、筒状の側壁３４ａの下部に配置された底部壁３４ｂとの間に所定の隙間を設けてもよい。側壁３４ａと底部壁３４ｂとの間に隙間を設ける場合、側壁３４ａと底部壁３４ｂとの間から担体１２の侵入が制限される隙間にすることが望ましく、例えば、使用する担体１２の大きさの２倍以下に設定されることが好ましい。筒状の側壁３４ａの断面形状は、円形に制限されるものではなく、多角形等特に限定されない。測定室３４の側壁３４ａや底部壁３４ｂは板状であってもよいし複数の孔が形成されたメッシュ状等であってもよい。なお、メッシュ状とした場合、孔の大きさは、担体１２の侵入が制限される大きさであることが望ましく、例えば、使用する担体１２の大きさの２倍以下に設定されることが好ましい。図５は本実施形態で用いられる検知本体部の構成の他の一例を示す模式上面図である。側壁３４ａは、測定室３４の側面全周に設けられる必要はなく、図５に示すように、測定室３４の側面の一部に設けられればよい。図５に示す側壁３４ａは、所定の間隔を設けて対向配置した一対の円弧状の側壁である。いずれにしろ、上部が開放された有底状の測定室により、担体は、主に開放された上部から測定室内に沈降状態で流入させることが可能となり、また、側面や底面からの担体やガスの侵入が制限され、また、撹拌等により生じた水流の影響も低減されるため、検知部３６にて担体１２を適切に検知することが可能となる。また、排水のＳＳ濃度が高いと、担体の検知精度が低下する傾向にあるが、本実施形態では、例えば、排水のＳＳ濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上でも、検知部３６にて担体１２を適切に検知することが可能である。

他の実施形態としては、検知部３６の側方周囲に配置される測定室３４を設けていない検知本体部３０であってもよい。すなわち、検知部３６と、検知部３６の鉛直下方に配置される底部壁３４ｂと、を備え、検知部３６の側方周囲及び上部が開放されている検知本体部３０でもよい。検知部３６と底部壁３４ｂとの間は所定の間隔が設けられてもよいし、底部壁３４ｂ上に検知部３６が設けられていてもよい。検知部３６と底部壁３４ｂとの間に間隔が設けられる場合、検知部３６の下方から担体１２の侵入が制限される隙間にすることが望ましく、例えば、使用する担体１２の大きさの２倍以下に設定されることが好ましい。このような構成によっても、担体は開放された上部から沈降状態で検知部３６を通過させることが可能となるため、検知部の上部及び下部が開放された検知本体部や、検知部の上部が覆われ下部が開放された検知本体部より、検知部にて担体を適切に検知することが可能となる。検知部３６の鉛直下方に底部壁３４ｂを設置し、検知部３６の側方周囲及び上部が開放されている検知本体部は、例えば、水流及びガスが主として槽底部から水面に向った流れとなる流動床式反応槽（例えば、ドラフトチューブを設置した撹拌型及び上向流型の反応槽等）に設置されることが望ましい。

測定室３４の材質は特に限定しないが、流動床式反応槽内で腐食、劣化などが発生しない材質が好ましく、例えば、コーティングされた鉄、プラスチック、或いはステンレスなどが挙げられる。

本実施形態の担体界面検知装置２８は、測定室３４及び検知部３６を槽内の特定の箇所に固定し、その固定箇所に担体１２の界面が到達したか否かを検知するものであってもよいし、測定室３４及び検知部３６を昇降させる駆動部に取り付けて、変動する担体１２の界面の位置を検知するものであってもよい。測定室３４及び検知部３６を槽内の特定の箇所に固定する場合、担体１２の流動性、排水との接触性、担体の流出防止の観点から、槽内水面高さの４分の１〜４分の３の高さに測定室３４及び検知部３６を固定することが好ましい。

本実施形態の担体界面検知装置２８では、測定室３４内に担体１２等が蓄積し易いため、測定室３４内を洗浄する洗浄装置を備えることが望ましい。洗浄装置は、測定室３４内に蓄積した担体１２等を除去できるものであれば特に制限されるものではないが、例えば、測定室３４内に水やガス噴射する機構を備えた洗浄装置等が好ましい。

本実施形態で用いられる担体１２としては、従来嫌気性生物処理で使用される担体であれば特に制限されるものではなく、例えば、プラスチック製担体、スポンジ状担体、ゲル状担体等の有機系担体、硅砂やスラグなどの無機系担体等が挙げられる。担体の流動性の点で、無機系担体より有機系担体を用いることが好ましい。特に、ゲル状担体を用いることで、高分子ポリマーを産出しないメタン発酵菌がゲル状担体の３次元の網目構造の孔に入り込む、またはゲル状担体の形状、荷電等の関係で付着しやすく、また、撹拌による担体の流動性も高いため、プラスチック製担体、スポンジ状担体と比較して、高負荷処理が可能となる。

ゲル状担体としては、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等を含んでなる吸水性高分子ゲル状担体等が挙げられる。

担体１２の形状は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の径の球状または立方体状（キューブ状）、長方体、円筒状等のものが好ましい。特に、３〜８ｍｍ程度の径の球状、または円筒状のゲル状担体が好ましい。担体１２の径が０．５ｍｍ未満の場合、担体１２と処理水を分離するスクリーン等のセパレータで目詰まりが生じやすくなる。担体１２の径が１０ｍｍを超える場合、表面積が小さくなり処理速度が低くなる場合がある。

流動床式反応槽内部において担体１２の流動状態を形成するために、例えば、担体１２の比重は少なくとも１．０より大きく、真比重として、１．１以上、あるいは見かけ比重として１．０１以上のものが好ましい。

流動床式反応槽への担体１２の投入量は、流動床式反応槽の容積に対して１０〜５０％の範囲が好ましい。担体１２の投入量が流動床式反応槽の容積に対して１０％未満であると反応速度が小さくなる場合があり、５０％を超えると担体１２が流動しにくくなり、長期運転において汚泥による閉塞等で原水がショートパスし処理水質が悪くなる場合がある。

担体１２の沈降速度は、１００〜５００ｍ／ｈｒであることが好ましい。担体１２の沈降速度が１００ｍ／ｈｒ未満であると、担体１２が浮上し、流動床式反応槽から流出しやすくなり、また、分離スクリーンの閉塞が発生する可能性がある。５００ｍ／ｈｒを超えると、流動状態が悪くなり、担体１２がショートパスしたり、撹拌のエネルギーが大きくなったりする場合がある。

本実施形態では、有機物含有排水を生物処理するに当たり、排水のｐＨは６．０〜８．０の範囲が好ましく、７．０〜８．０の範囲がより好ましい。排水のｐＨ調整は、例えば、ｐＨ調整剤供給ライン（図示せず）から原水槽（図示せず）にｐＨ調整剤を供給することにより行われる。有機物含有排水のｐＨが上記範囲外であると、生物処理による有機物の分解反応速度が低下する場合がある。

ｐＨ調整剤としては、塩酸等の酸剤、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤等、特に制限されるものではない。また、ｐＨ調整剤は、例えば、緩衝作用を持つ重炭酸ナトリウム、燐酸緩衝液等であってもよい。

本実施形態では、装置の立ち上げ時に流動床式反応槽内に担体１２と共に消化汚泥や嫌気グラニュール等を少なくとも１，０００ｍｇ／Ｌ以上投入することが好ましく、１，０００〜１０，０００ｍｇ／Ｌ投入することがより好ましい。流動床式反応槽内の汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌを超えると、担体１２にグラニュール汚泥等が付着しにくく、担体１２を投入する効果が小さくなる場合がある。

本実施形態では、排水の嫌気処理するに当たり、嫌気性生物汚泥の分解活性を良好に維持する点等から、例えば、排水に栄養剤を添加することが好ましい。栄養剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素源、窒素源、その他無機塩類（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等）等が挙げられる。

本実施形態では、流動床式反応槽内の水温を２０℃以上となるように温度調整することが好ましい。通常、２０℃未満であると、分解反応速度が低下する傾向にある。流動床式反応槽内の水温の温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、流動床式反応槽にヒータ等の加熱装置を設置して、ヒータ等の熱により流動床式反応槽内の水温を調整してもよい。

本実施形態の処理対象である排水は、例えば、食品加工工場排水、化学工場排水、半導体工場排水、機械工場排水、下水、し尿等の生物分解性有機物を含有する有機性排水等である。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（比較例１）
図１に示す撹拌型の流動床式反応槽を用いて試験を行った。生物処理する排水として、食品製造工場から排出された有機物含有排水を用いた。有機物含有排水のＣＯＤｃｒ濃度は１，５００〜３，０００ｍｇ／Ｌであり、ＳＳ濃度は５０〜１，８００ｍｇ／Ｌであった。次に、内部にドラフトチューブを有する容積６０Ｌのアクリル製反応槽に、球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ）を反応槽の容積に対して３０％投入した。ドラフトチューブ内には攪拌翼を設置し、４００〜５００ｒｐｍで撹拌することで担体を流動させた。概ね反応槽高さの半分程度の部分に担体界面が維持された。

図６（Ａ）に、比較例１で用いた検知本体部（検知部及び測定室）示す。比較例１で用いた検知本体部５０は、上部及び下部が開放した筒状体の測定室５２内に、発光部５４ａ及び受光部５４ｂを有する光学式の検知部としてのＭＬＳＳ計（横河電機株式会社製、品名：ＳＳ４００Ｇ）を設置したものである。ＭＬＳＳ計を設置した測定室５２を、担体界面が存在する部分に設置した。攪拌機を停止させ、担体を槽下部に静置させた状態で測定した結果、ＭＬＳＳ計の数値は１１０〜１９０ｍｇ／Ｌを示した。次に、攪拌機を稼働させ（４００〜５００ｒｐｍ）、担体界面を検知本体部５０に到達させたが、ＭＬＳＳ計の数値は２４０〜３５０ｍｇ／Ｌと若干の上昇に留まった。一般的に、排水ＳＳ濃度は５０〜１，８００ｍｇ／Ｌの範囲で変動するため、処理状況によっては、担体界面の無い状況でＭＬＳＳ計の数値が２００ｍｇ／Ｌ以上を示す可能性があるため、担体界面の検知が困難となる場合があると言える。

（比較例２）
図６（Ｂ）に、比較例２で用いた検知本体部（検知部及び測定室）示す。比較例２では、上部を天板で覆い、下部を開放した筒状体の測定室５８を有する検知本体部６０を用いたこと以外は、比較例１と同じ条件で試験した。攪拌機を稼働させ（４００〜５００ｒｐｍ）、担体界面を検知本体部６０に到達させた状態で測定した結果、ＭＬＳＳ計の数値は、担体を槽下部に静置させた状態で測定した結果と変わらず、１１０〜１９０ｍｇ／Ｌであった。上部を天板で覆い、下部を開放した測定室５８では、担体が測定室５８内に流入しない状況となり、担体界面の検知が困難であった。これは、測定室５８に流入した水流が天板で反発し、測定室５８から出て行く水流が発生したためであると考えられる。

（実施例）
図２に示すように、上部が開放された有底状の測定室３４を有する検知本体部３０を用いたこと以外は、比較例１と同じ条件で試験した。担体界面を検知本体部３０に到達させた状態で測定した結果、ＭＬＳＳ計の数値は、６，０００〜１９，０００ｍｇ／Ｌの値を示した。これは、一般的に排水ＳＳ濃度の最大値である１，８００ｍｇ／Ｌに対して、３倍以上の高い数値である。したがって、排水を流動床式反応槽で処理する系において、反応槽内に形成される担体の界面を適切に検知することが可能であると言える。

１，２ 排水処理装置、１０，３８ 流動床式反応槽、１２ 担体、１４ 排水流入ライン、１６ 処理水排出ライン、１８ ドラフトチューブ、２０ 撹拌装置、２２ モータ、２４ 撹拌翼、２６ シャフト、２８ 担体界面検知装置、３０，５０，６０ 検知本体部、３２ 変換部、３４，５２，５８ 測定室、３４ａ 側壁、３４ｂ 底部壁、３６ 検知部、３６ａ，５４ａ 発光部、３６ｂ，５４ｂ 受光部、４０ 排水供給部、４２ 処理水取出部、４４ 循環ライン、４６ 循環ポンプ。

Claims (11)

1. 微生物を保持した担体を貯留する流動床式反応槽内に設けられ、上部が開放された有底状の測定室と、
   前記測定室内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部と、を有することを特徴とする担体界面検知装置。
2. 前記測定室内を洗浄する洗浄手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の担体界面検知装置。
3. 請求項１又は２に記載の担体界面検知装置を用いて前記流動床式反応槽内の担体の界面を検知することを特徴とする担体界面検知方法。
4. 微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理装置であって、
   前記担体を貯留する流動床式反応槽と、
   前記流動床式反応槽内に設けられ、上部が開放された有底状の測定室、前記測定室内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部、を有する担体界面検知装置と、を備えることを特徴とする排水処理装置。
5. 前記担体は有機系担体であることを特徴とする請求項４に記載の排水処理装置。
6. 前記流動床式反応槽内に設けられ、前記担体を撹拌する撹拌装置を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の排水処理装置。
7. 前記排水のＳＳ濃度は１００ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の排水処理装置。
8. 前記測定室内を洗浄する洗浄手段を備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の排水処理装置。
9. 微生物を保持した担体を貯留する流動床式反応槽内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部と、
   前記検知部の鉛直下方に配置される底部壁と、を備え、
   前記検知部の側方周囲及び上部は開放されていることを特徴とする担体界面検知装置。
10. 請求項９に記載の担体界面検知装置を用いて前記流動床式反応槽内の担体の界面を検知することを特徴とする担体界面検知方法。
11. 微生物を保持した担体を用いて排水を嫌気処理する排水処理装置であって、
    前記担体を貯留する流動床式反応槽と、
    前記流動床式反応槽内に設けられ、前記流動床式反応槽内に形成される担体の界面を検知する検知部、前記検知部の鉛直下方に配置される底部壁、を有する担体界面検知装置と、を備え、
    前記検知部の側方周囲及び上部は開放されていることを特徴とする排水処理装置。