JP2540547B2 - バイオリアクタ− - Google Patents
バイオリアクタ−Info
- Publication number
- JP2540547B2 JP2540547B2 JP14089187A JP14089187A JP2540547B2 JP 2540547 B2 JP2540547 B2 JP 2540547B2 JP 14089187 A JP14089187 A JP 14089187A JP 14089187 A JP14089187 A JP 14089187A JP 2540547 B2 JP2540547 B2 JP 2540547B2
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- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- main body
- valve
- pressure
- reactor main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固形物や可溶性有機物を多く含む水溶性有
機系廃棄物を嫌気性菌群を使って効率よく分解するバイ
オリアクターに関するものである。
機系廃棄物を嫌気性菌群を使って効率よく分解するバイ
オリアクターに関するものである。
従来の技術 これまで、バイオリアクターとしては、原料液を満た
した密閉容器状のリアクター主体内に嫌気性の菌体を菌
体が付着しやすい粒子径の多孔質材料からなる担体とと
もに収容し、これをかきまぜるとともに濃縮して嫌気性
菌の菌体濃度を高めつつ原料液を供給して廃棄物を分解
するものが一般的であり、通常リアクター主体内にかき
まぜ装置ならびに菌体と担体を接触させる装置を設け、
かつリアクター主体に濃縮装置を付設して形成されてい
る。
した密閉容器状のリアクター主体内に嫌気性の菌体を菌
体が付着しやすい粒子径の多孔質材料からなる担体とと
もに収容し、これをかきまぜるとともに濃縮して嫌気性
菌の菌体濃度を高めつつ原料液を供給して廃棄物を分解
するものが一般的であり、通常リアクター主体内にかき
まぜ装置ならびに菌体と担体を接触させる装置を設け、
かつリアクター主体に濃縮装置を付設して形成されてい
る。
発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来の装置では、かきまぜ機により内部
液をかきまぜたのち、その内部液を取り出して濃縮し、
その分だけ原料液を補給して行くという手加減によるも
のであるから、効率的な作業が望めず、かつ装置全体が
大きくなる不利があった。本発明は、このような従来の
バイオリアクターの欠点を改善するためになされたもの
である。
液をかきまぜたのち、その内部液を取り出して濃縮し、
その分だけ原料液を補給して行くという手加減によるも
のであるから、効率的な作業が望めず、かつ装置全体が
大きくなる不利があった。本発明は、このような従来の
バイオリアクターの欠点を改善するためになされたもの
である。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、小型で、しかも効率的な反応を行いう
るバイオリアクターを開発するために、鋭意研究を重ね
た結果、リアクター主体内部あるいは外部に特殊のろ過
膜を設けて、これにリアクター主体内で発生したガス圧
を利用して液の流動時におけるろ過膜面の内圧力を増加
し、かつろ過膜外圧をリアクター主体の内圧に近く保
ち、ろ過膜内側の液の流動時の内圧を小さくして、リア
クター主体内の液のかきまぜを同時に行いうるようにす
ることにより、その目的を達成しうることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明をなすに至った。
るバイオリアクターを開発するために、鋭意研究を重ね
た結果、リアクター主体内部あるいは外部に特殊のろ過
膜を設けて、これにリアクター主体内で発生したガス圧
を利用して液の流動時におけるろ過膜面の内圧力を増加
し、かつろ過膜外圧をリアクター主体の内圧に近く保
ち、ろ過膜内側の液の流動時の内圧を小さくして、リア
クター主体内の液のかきまぜを同時に行いうるようにす
ることにより、その目的を達成しうることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、下方に近く原料供給ポンプ、底
部に内部液取出口を設けた密閉容器状のリアクター主体
に、リアクター主体内の内圧を一定に保持する制御弁を
設け、さらに微細孔ろ過膜からなるろ過機構に連なる液
流動ポンプを設けてろ過機構の膜外面のろ過液を別に設
けた気液分離器に誘導するとともに、膜内面の液をリア
クター主体内に戻す管路を設け、この管路には管路の開
閉を行う電磁機構付き弁及び上記弁と別個にバイパス管
を設けて、このバイパス管に液の流動時の内圧を随時小
さくすべき調圧弁を付設してなるバイオリアクターを提
供するものである。
部に内部液取出口を設けた密閉容器状のリアクター主体
に、リアクター主体内の内圧を一定に保持する制御弁を
設け、さらに微細孔ろ過膜からなるろ過機構に連なる液
流動ポンプを設けてろ過機構の膜外面のろ過液を別に設
けた気液分離器に誘導するとともに、膜内面の液をリア
クター主体内に戻す管路を設け、この管路には管路の開
閉を行う電磁機構付き弁及び上記弁と別個にバイパス管
を設けて、このバイパス管に液の流動時の内圧を随時小
さくすべき調圧弁を付設してなるバイオリアクターを提
供するものである。
実施例 次に本発明の実施例を図面について説明すると、第１
図において１はリアクター主体であって、円筒状の密閉
容器として作られ底部に近く原料供給ポンプ２、下端に
内部液取出し用の弁３、上部にガス抜き用の圧力スイッ
チ４付き制御弁５を有している。またリアクター主体１
を貫通して設けられた円筒６の内部には中間管７を囲ん
で円筒状のろ過膜８が設けられ、その中空管７とリアク
ター主体１を連ねる管路に液流動ポンプ９が付設されて
いる。そしてろ過膜８は可溶性ガスを含んでいるので気
液分離器10が取り付けられ、この気液分離器は液位を一
定に保つ必要から液位制御機構11に連なる開閉弁12、な
らびに気液分離器内のガスを取り出す電磁機構13付き弁
14、圧力スイッチ15付き制御弁16が各付設されている。
さらに、中空管７の上端とリアクター主体１内を結ぶ管
路17には電磁機構あるいは電磁機構18付きの弁19及びバ
イパス管20を介して、これに手動で作動される調圧弁21
が設けられ管路17の開閉を行うようになっている。
図において１はリアクター主体であって、円筒状の密閉
容器として作られ底部に近く原料供給ポンプ２、下端に
内部液取出し用の弁３、上部にガス抜き用の圧力スイッ
チ４付き制御弁５を有している。またリアクター主体１
を貫通して設けられた円筒６の内部には中間管７を囲ん
で円筒状のろ過膜８が設けられ、その中空管７とリアク
ター主体１を連ねる管路に液流動ポンプ９が付設されて
いる。そしてろ過膜８は可溶性ガスを含んでいるので気
液分離器10が取り付けられ、この気液分離器は液位を一
定に保つ必要から液位制御機構11に連なる開閉弁12、な
らびに気液分離器内のガスを取り出す電磁機構13付き弁
14、圧力スイッチ15付き制御弁16が各付設されている。
さらに、中空管７の上端とリアクター主体１内を結ぶ管
路17には電磁機構あるいは電磁機構18付きの弁19及びバ
イパス管20を介して、これに手動で作動される調圧弁21
が設けられ管路17の開閉を行うようになっている。
第２図は、第１図の変形例を示し、第１図の内筒６、
中空管７、ろ過膜８からなるろ過装置が第２図では円板
状ろ過膜８′として形成されている。他の部分は第１図
と同じ符号で示されている。
中空管７、ろ過膜８からなるろ過装置が第２図では円板
状ろ過膜８′として形成されている。他の部分は第１図
と同じ符号で示されている。
作用、効果 この発明は、リアクター主体１内部のガス圧を利用し
て、ろ過膜面上の内圧を高めることにより、ろ過速度を
高め、このろ過液より分離されるガス圧の制御により、
ろ過膜面側の圧力を高めることができるとともに、これ
らを制御し、かつろ過膜内流動液の出口側圧力、すなわ
ち液流動ポンプ９による流動時の静圧を制御することに
より、リアクター主体１内の液のかきまぜとろ過を交互
に行うことができるものであって、この目的を達成させ
るために、ろ過膜出口にバイパス管20を設置してこれに
調圧弁21を設け、また出口側の管路に電磁弁または電磁
弁からなる弁19を設置し、この管路の開閉を行うもので
ある。すなわちかきまぜとろ過においては液流動ポンプ
９によって、リアクター主体１内の液はろ過膜８
（８′）へ導かれ正の圧力P2が発生するが、このときの
圧力の大きさは液流動ポンプ９の揚程の開閉ならびにバ
イパス管20の管径と調圧弁21の開度とによって決まる。
いま、リアクター主体１内の内圧をP1、液流動ポンプ９
出口における内圧をP2、気液分離器10内の圧力をP3とし
た場合、 （１） 液流動ポンプの作動においてP3の圧力制御は以
下のとおりである。
て、ろ過膜面上の内圧を高めることにより、ろ過速度を
高め、このろ過液より分離されるガス圧の制御により、
ろ過膜面側の圧力を高めることができるとともに、これ
らを制御し、かつろ過膜内流動液の出口側圧力、すなわ
ち液流動ポンプ９による流動時の静圧を制御することに
より、リアクター主体１内の液のかきまぜとろ過を交互
に行うことができるものであって、この目的を達成させ
るために、ろ過膜出口にバイパス管20を設置してこれに
調圧弁21を設け、また出口側の管路に電磁弁または電磁
弁からなる弁19を設置し、この管路の開閉を行うもので
ある。すなわちかきまぜとろ過においては液流動ポンプ
９によって、リアクター主体１内の液はろ過膜８
（８′）へ導かれ正の圧力P2が発生するが、このときの
圧力の大きさは液流動ポンプ９の揚程の開閉ならびにバ
イパス管20の管径と調圧弁21の開度とによって決まる。
いま、リアクター主体１内の内圧をP1、液流動ポンプ９
出口における内圧をP2、気液分離器10内の圧力をP3とし
た場合、 （１） 液流動ポンプの作動においてP3の圧力制御は以
下のとおりである。
（イ）ろ過時:P1＋P2＋P3の圧力が数気圧から数10気圧
となるように、P3圧力が常圧近くなるように弁14を解放
する。
となるように、P3圧力が常圧近くなるように弁14を解放
する。
（ロ）かきまぜ時：ろ過膜面上の内圧と外圧とほぼ等し
くなるように弁14を閉じる。したがってP3＝P1＋P2で、
制御弁16の開度がP3＝P1＋P2となるように圧力スイッチ
15は決められる。
くなるように弁14を閉じる。したがってP3＝P1＋P2で、
制御弁16の開度がP3＝P1＋P2となるように圧力スイッチ
15は決められる。
（２） 液流動ポンプの作動時において、P2圧力の制御
は以下のとおりである。
は以下のとおりである。
（イ）ろ過時:P2圧力が発生するように弁19を閉じ調圧
弁21を若干開放する。
弁21を若干開放する。
（ロ）かきまぜ時:P2圧力が非常に高くならないように
弁19を開放する。
弁19を開放する。
（３） 液流動ポンプを作動させないときは、かきまぜ
もろ過も行わない流動休止期は、 （イ）弁14閉，弁19開 （ロ）弁14閉，弁19閉 のいずれかを選択するが、ろ過膜内の原料のガス発生速
度に応じて異なり、発生速度が大きい場合、（１）を小
さい場合（２）がとられるが、休止時間によっても異な
る。
もろ過も行わない流動休止期は、 （イ）弁14閉，弁19開 （ロ）弁14閉，弁19閉 のいずれかを選択するが、ろ過膜内の原料のガス発生速
度に応じて異なり、発生速度が大きい場合、（１）を小
さい場合（２）がとられるが、休止時間によっても異な
る。
（４） ろ過液は可溶性ガスを含んでいるので、気液分
離器を取り付け、これによってガスと液とを分離する。
本装置では液位を一定に保つ必要があるので、液位制御
装置により弁３をON−OFFする。
離器を取り付け、これによってガスと液とを分離する。
本装置では液位を一定に保つ必要があるので、液位制御
装置により弁３をON−OFFする。
（５） 原料は、ろ過液量の流速と等量または正比例し
て供給する。
て供給する。
（６） 本装置のスタートアップ時のP1圧力は常圧に近
いので、この時ろ過液量は少なくなる。したがって原料
の供給が少なくなるので、低負荷運転に自動的になって
運転は安全側となる。また、何らかの理由で、ガスの発
生が悪くなり、リアクター主体１内の圧力低下をきたし
たときにも原料の供給量も減少するので、装置の運転は
安全となる。
いので、この時ろ過液量は少なくなる。したがって原料
の供給が少なくなるので、低負荷運転に自動的になって
運転は安全側となる。また、何らかの理由で、ガスの発
生が悪くなり、リアクター主体１内の圧力低下をきたし
たときにも原料の供給量も減少するので、装置の運転は
安全となる。
（７） ガス量・ガス圧が十分であって、ろ過液量が少
ない場合には、ろ過膜の閉塞が考えられる。したがっ
て、これらのデータをとることによってろ過膜の交換時
期を知ることができる。
ない場合には、ろ過膜の閉塞が考えられる。したがっ
て、これらのデータをとることによってろ過膜の交換時
期を知ることができる。
本発明は、以上説明したように、リアクター主体に菌
体、固形物や高分子有機物を分離する特殊膜からなるろ
過装置を装着し、かつろ過速度を増加させるため、リア
クター主体内で発生したガス圧を利用して、この膜面の
内圧力を液の流動時に必要な圧力を加えて高くするよう
に保ち、しかも膜外圧をリアクター内圧に近く保ち、膜
面内側の液の流動時の内圧を小さくするようにすること
で、リアクター主体内部の液のかきまぜを行わせ、かつ
膜面の菌体による汚染や劣化を防止することが可能とな
る。そして、これらの圧力を制御はリアクター主体に付
属した弁及び膜の出口側に設置する弁の制御によって行
われるから、このようにして、リアクター主体内部の圧
力を常圧より常時高く保つことができ、したがって、嫌
気性菌群によって分解、発生したガスのうち、可溶性ガ
スを液相に封じ込めることができるので、不溶性ガス濃
度を高めることが可能となり、さらに、有機系廃棄物の
嫌気性菌による分解により発生するアンモニアはこの可
溶性ガスと容易に反応するので、嫌気性菌群の増殖速度
の阻害を緩和する。また、ろ過膜により嫌気性菌群はリ
アクター主体内に回収され、アンモニアなどの低分子物
質はリアクター主体外に分離されるので、これらの物質
による阻害も軽減されリアクター主体内の嫌気性菌の菌
体濃度を短時間に高めることが可能となる。これによっ
て基質消費速度は非常に高くなり、高い有機物質荷を維
持できる。
体、固形物や高分子有機物を分離する特殊膜からなるろ
過装置を装着し、かつろ過速度を増加させるため、リア
クター主体内で発生したガス圧を利用して、この膜面の
内圧力を液の流動時に必要な圧力を加えて高くするよう
に保ち、しかも膜外圧をリアクター内圧に近く保ち、膜
面内側の液の流動時の内圧を小さくするようにすること
で、リアクター主体内部の液のかきまぜを行わせ、かつ
膜面の菌体による汚染や劣化を防止することが可能とな
る。そして、これらの圧力を制御はリアクター主体に付
属した弁及び膜の出口側に設置する弁の制御によって行
われるから、このようにして、リアクター主体内部の圧
力を常圧より常時高く保つことができ、したがって、嫌
気性菌群によって分解、発生したガスのうち、可溶性ガ
スを液相に封じ込めることができるので、不溶性ガス濃
度を高めることが可能となり、さらに、有機系廃棄物の
嫌気性菌による分解により発生するアンモニアはこの可
溶性ガスと容易に反応するので、嫌気性菌群の増殖速度
の阻害を緩和する。また、ろ過膜により嫌気性菌群はリ
アクター主体内に回収され、アンモニアなどの低分子物
質はリアクター主体外に分離されるので、これらの物質
による阻害も軽減されリアクター主体内の嫌気性菌の菌
体濃度を短時間に高めることが可能となる。これによっ
て基質消費速度は非常に高くなり、高い有機物質荷を維
持できる。
さらに、リアクター主体内の菌体の濃度を高めるため
に、菌体が付着しやすい直径0.3〜1mm程度の粒子径を持
つ多孔質の特殊な担体をリアクター有効容積の５〜30％
程度投入し、流動させることによって、菌体濃度を更に
高めることが可能となるので、非常に大きな有機物負荷
をリアクターに与えることができ、かつ、装置容積を格
段に小さくすることができる。
に、菌体が付着しやすい直径0.3〜1mm程度の粒子径を持
つ多孔質の特殊な担体をリアクター有効容積の５〜30％
程度投入し、流動させることによって、菌体濃度を更に
高めることが可能となるので、非常に大きな有機物負荷
をリアクターに与えることができ、かつ、装置容積を格
段に小さくすることができる。
第１図はこの発明の実施例を示す断面説明図、第２図は
第１図の変形例を示す断面説明図である。 １……リアクター主体、２……原料供給ポンプ、３……
内部液取出し用の弁、5,16……制御弁、６……内筒、７
……中空管、8,8′……ろ過膜、９……液流動ポンプ、1
0……気液分離器、19……弁、20……バイパス管、21…
…調圧弁
第１図の変形例を示す断面説明図である。 １……リアクター主体、２……原料供給ポンプ、３……
内部液取出し用の弁、5,16……制御弁、６……内筒、７
……中空管、8,8′……ろ過膜、９……液流動ポンプ、1
0……気液分離器、19……弁、20……バイパス管、21…
…調圧弁
Claims (1)
- 【請求項１】下方に近く原料供給ポンプ、底部に内部液
取出口を設けた密閉容器状のリアクター主体に、リアク
ター主体内の内圧を一定に保持する制御弁を設け、さら
に微細孔ろ過膜からなるろ過機構に連なる液流動ポンプ
を設けてろ過機構の膜外面のろ過液を別に設けた気液分
離器に誘導するとともに、膜内面の液をリアクター主体
内に戻す管路を設け、この管路には管路の開閉を行う電
磁機構付き弁及び上記弁と別個にバイパス管を設けて、
このバイパス管に液の流動時の内圧を随時小さくすべき
調圧弁を付設してなるバイオリアクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14089187A JP2540547B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | バイオリアクタ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14089187A JP2540547B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | バイオリアクタ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305993A JPS63305993A (ja) | 1988-12-13 |
| JP2540547B2 true JP2540547B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=15279188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14089187A Expired - Lifetime JP2540547B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | バイオリアクタ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540547B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2248771B1 (en) | 2009-05-04 | 2015-09-16 | Paques I.P. B.V. | Bioreactor comprising a mixing chamber |
-
1987
- 1987-06-05 JP JP14089187A patent/JP2540547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63305993A (ja) | 1988-12-13 |
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Legal Events
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