JP3369714B2 - 嫌気性水処理装置 - Google Patents

嫌気性水処理装置

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JP3369714B2 JP08136694A JP8136694A JP3369714B2 JP 3369714 B2 JP3369714 B2 JP 3369714B2 JP 08136694 A JP08136694 A JP 08136694A JP 8136694 A JP8136694 A JP 8136694A JP 3369714 B2 JP3369714 B2 JP 3369714B2
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    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業廃水などの有機性廃
水を、嫌気性微生物の作用で浄化する嫌気性水処理装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】廃水処理方法のうち、メタン発酵細菌な
どの嫌気性微生物を用いた嫌気性処理法は、好気性細菌
を用いた活性汚泥法に比べ、余剰汚泥量が少ない、曝気
の為の動力が不要である、メタンが発生するためエネル
ギー回収が可能である、等の利点があるが、その反面、
有機物の分解速度が遅く、処理時間が長い等の欠点があ
る。
【0003】このような問題点を解決するために、メタ
ン発酵細菌の高濃度化を行って、処理時間の短縮を図っ
ている。このためのメタン発酵装置として、メタン発酵
細菌を自己造粒化した嫌気性汚泥床型(UASB型)水
処理装置が提案され、主に産業廃水などの高濃度有機性
廃水を対象として実用化されつつある。
【0004】図6は従来のUASB型のメタン発酵処理
装置の構成図である。図6において、廃水は原水ポンプ
21によって反応槽22の下部から導入される。反応槽
22内の反応部23にはメタン菌造粒物24が流動して
いる。反応部23中を廃水が上向流で流動する間に廃水
中の有機物が分解され、メタンおよび炭酸ガスを主成分
とするバイオガスが生成される。
【0005】バイオガスは反応部23とその上部に形成
される清澄部25内を上昇し、気固液分離装置30a,
30b,ガス管路26を介して水トラップ槽27に導入
される。水トラップ槽27は水封されており、気固液分
離装置30a,30b内の水位が調整される。バイオガ
スは水トラップ槽27から出た後、ガスホルダー28に
一時的に貯留され、ガスボイラーなどの燃料として有効
利用される。浄化された処理水は反応槽22の上部から
オーバーフローし、処理水管路29を介して系外に引き
抜かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したU
ASB型メタン発酵処理装置によって廃水を処理する場
合、廃水に脂質やタンパク質を多量に含んでいると気固
液分離装置30a,30b内にスカムが溜まることがあ
る。このような場合には気固液分離装置30a,30b
内でメタン菌造粒物に付着しているバイオガスの離脱が
うまく行われず、このため気固液分離装置30a,30
b内にメタン菌造粒物4が溜まり、徐々に処理水中に流
出する。このようにメタン菌造粒物24が処理水中に流
出すると、十分な菌体量を反応部23に保持できないた
め処理効率が低下する。また、気固液分離装置30a,
30bでのメタン菌造粒物とバイオガスの分離が良好に
行われないと、メタン菌造粒物4の形成もうまくいかな
いという問題もある。
【0007】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、気固液分離装置内にスカムやメタン菌造粒
物が溜まることなく、バイオガスをメタン菌造粒物から
良好に離脱させることができる嫌気性水処理装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、気固液分離
装置をその両端が反応槽液相部に開口するように設置
し、かつ反応槽上部の水面近傍にスカムを除去するまた
はスカムの生成を阻止する手段を設置することによって
達成される。
【0009】すなわち、本発明は、嫌気性微生物を用い
てメタンなどのバイオガスを発生させながら有機性廃水
を浄化する反応槽と、上記反応槽の上部に設置された両
端が反応槽液相部に開口している気固液分離装置と、上
記反応槽上部の水面近傍に設置されたスキマーと、を備
えたことを特徴とする嫌気性水処理装置に関する。
【0010】さらに本発明は、上記においてスキマーの
代わりに、水面に浮上したスカムを崩壊させるための清
水噴射シャワー管を反応槽上部の天板に備えたことを特
徴とする嫌気性水処理装置に関する。
【0011】上記したスキマーや清水噴射シャワーは常
時運転でもよいが、スカムの発生量等を勘案して適正な
間欠運転にすることが望ましい。間欠運転にするには運
転のためのモーターにタイマーを設置する等の方法があ
る。また、清水噴射シャワー管を設置した装置では、こ
れに消泡剤添加装置を接続させて清水シャワーに消泡剤
を混入することによって、スカム崩壊効果をさらに促進
することができる。
【0012】
【作用】本発明の嫌気性水処理装置では、気固液分離装
置がその両端を反応槽液相部に開口しているので、スカ
ムが気固液分離装置内に溜まらず、該装置内を通過して
反応槽の水面まで上昇する。水面近傍にはスキマーがあ
るので、水面まで上昇したスカムは堆積する前にスキマ
ーで掻き取られ、処理水と共に系外へ排出される。この
ため、メタン菌造粒物はスカムに付着することなくバイ
オガスから離脱し、反応槽の下部へ沈降させることがで
きる。
【0013】また、スキマーの代わりに清水噴射シャワ
ーを備えた装置では、清水のシャワー噴射によりスカム
やバイオガスを崩壊させる。気固液分離装置でバイオガ
スから離脱できずに水面に浮上していたメタン菌造粒物
を、これによりバイオガスから離脱させ、反応槽の下部
へ沈降させることができる。
【0014】本発明の装置ではこのようにしてスカムを
反応槽内に蓄積させないので、バイオガスとメタン菌造
粒物との分離が促進され、メタン菌造粒物の流出を防止
できる。その結果反応槽内の菌体量を充分に保持して浄
化処理効率を上げることができる。
【0015】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は本発明による嫌気性水処理装置の第1の実施例を
示す図である。この図において、嫌気性水処理装置は反
応槽2からなり、反応槽2はメタン菌造粒物4の嫌気性
微生物を用いてバイオガスを生成させながら有機性廃水
を処理する反応部3と、この反応部3の上方に位置する
清澄部5とからなる。反応槽2の上部には気固液分離装
置10a,10a’,10b,10b’,10c,10
c’が設置されており、さらにその上の水面近傍にはス
キマー11が処理設置され、モーター12によって回転
されるようになっている。反応槽の上部には浄化された
処理水をオーバーフローさせて系外に排出させる処理水
管9が設置されている。また、発生したバイオガスを系
外に排出するためのガス管路6が設置されている。
【0016】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。図1に示したように、廃水は原水
ポンプ1によって反応槽2の下部から流入し、上向流で
反応槽2の上部に向かって流動する。反応槽2内の反応
部3にはメタン菌造粒物4が流動しており、廃水中の有
機物はこのメタン菌造粒物4によって分解されてメタン
および炭酸ガスを主成分とするバイオガスを生成する。
このようにして廃水が浄化され、浄化された処理水は清
澄部5の上部から処理水管路9を経て外部に排出され
る。反応部3で生成されたバイオガスの一部はメタン菌
造粒物4に付着し、メタン菌造粒物4を上昇させる。メ
タン菌造粒物4に付着したバイオガスは、気固液分離装
置10に衝突してメタン菌造粒物から離脱し、メタン菌
造粒物4は反応部3内へ沈降する。バイオガスはガス管
路6を経て、ガスホルダー8に一時的に貯留されて、ガ
スボイラーなどに有効に利用される。
【0017】廃水中に脂質やタンパク質が多量に含まれ
る場合には、これらの物質がバイオガスの周辺に付着し
て上昇する。従来の装置ではこれらが気固液分離装置に
溜まってスカムとなり、これにバイオガスから離脱させ
ることができなかったメタン菌造粒物が付着してメタン
菌造粒物が反応部へ沈降しなくなるという弊害があっ
た。
【0018】本発明では、気固液分離装置10が、反応
槽2上部の液中に両端を開口した状態で設置してあるた
め、スカムは気固液分離装置10内を通過し、反応槽の
水面まで上昇してそこでスキマー11により掻き取ら
れ、処理水と共に系外に排出される。このため、メタン
菌造粒物4はスカムに付着することなく、バイオガスの
破裂時に反応部3へ沈降させることができる。気固液分
離装置10は、本実施例では図1に示すように格子状構
造にしたが、これに限定されるものではなく、気固液分
離装置10の両端が液中に開口され、スカムが気固液分
離装置10内に蓄積、堆積しない構造であればよい。ま
た気固液分離装置10の傾斜は、メタン菌造粒物4がそ
の上面に堆積しないように、60°程度の角度を持たせ
ることが望ましい。
【0019】本発明の装置は、このようにしてスカムを
反応槽内に蓄積させないような構造となっているので、
バイオガスとメタン菌造粒物4の分離が促進され、メタ
ン菌造粒物4の流出を防止でき、反応部3内の菌体量を
十分に保持して効率よく処理を行うことができる。
【0020】次に図2により本発明の第2の実施例につ
いて説明する。図2において、図1に示す第1の実施例
と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。図2に示す第2の実施例では、第1の実施例に加
え、スキマー11を回転させるためのモーター12にタ
イマー13が接続されている。タイマー13によって、
スキマー12の回転は間欠的に行なわれ、反応槽2の水
面に浮上したスカムは掻き取られる。スキマー12の適
正な回転頻度は、廃水中の脂質、タンパク質濃度などに
よって異なるため、予備テストなどによって事前に決め
ることが望ましい。概ね5〜10分間に2回転程度が望
ましい。
【0021】次に、図3により本発明により嫌気性水処
理装置の第3の実施例について説明する。図3におい
て、図1に示す第1の実施例と同一部分には同一符号を
付して詳細な説明は省略する。図3に示す第3の実施例
は、反応槽2の上方にシャワー管14が設置され、この
管路中に清水ポンプ15が設置されている。また、シャ
ワー管14の一端は反応槽2内の気相部に開口してお
り、その先端には複数の噴射口16a〜16gが設置さ
れている。
【0022】この装置における廃水の浄化機構は図1お
よび図2の場合と同じであるので省略し、清水シャワー
について説明する。廃水中に多量に含まれる脂質やタン
パク質はバイオガスの周辺に付着し、反応槽2の水面に
浮上してスカムを形成する。このスカムが蓄積する前
に、噴射口16a〜16gから清水シャワーを噴射し、
スカムおよびバイオガスを崩壊する。この時、気固液分
離装置10でバイオガスから離脱できず水面まで浮上し
たメタン菌造粒物4は、スカムやバイオガスから離脱し
て反応部3へ沈降する。
【0023】このようにして、スカムを反応槽内に蓄積
させないため、バイオガスとメタン菌造粒物の分離が促
進され、メタン菌造粒物4の流出を防止でき、反応部3
内の菌体量を十分に保持して効率よく処理を行うことが
できる。
【0024】次に、図4により本発明の第4の実施例に
ついて説明する。図4において、図1に示す第1の実施
例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。図4に示す第4の実施例は、第3の実施例に加え、
反応槽2の上方のシャワー管14に設置されている清水
ポンプ15にタイマー17が接続されている。タイマー
17によって、清水ポンプ15の運転を間欠的に行い、
反応槽2の水面に浮上したスカムおよびバイオガスの崩
壊を行う。清水ポンプ15の運転周期は、廃水中の脂
質、タンパク質濃度などによって異なるため、予備テス
トなどによって事前に決めることが望ましい。概ね、1
0分間に1〜2分間運転するのが望ましい。
【0025】次に、図5により本発明による嫌気性水処
理装置の第5の実施例について説明する。図5におい
て、図1に示す第1の実施例と同一部分には同一符号を
付して詳細な説明は省略する。図5に示す第5の実施例
は、第3の実施例に加え、消泡剤タンク18および消泡
剤ポンプ19が設置され、消泡剤ポンプ19の吐出端が
シャワー管14に接続されている。清水ポンプ15が運
転されるとき消泡剤ポンプ19も運転され、清水中に消
泡剤が添加される。これによって、反応槽2の水面に浮
上したスカムおよびバイオガスの崩壊がさらに促進さ
れ、メタン菌造粒物4は反応部3へ効率よく沈降させる
ことができる。
【0026】また反応槽2の水面にシャワーされる消泡
剤濃度は、廃水中の脂質、タンパク質濃度などによって
異なるため、予備テストなどによって事前に決めること
が望ましい。概ね、消泡剤濃度は50〜1,000mg
/lが望ましい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置によ
れば、気固液分離装置内にスカムが堆積するのを防止で
きるので、メタン菌造粒物をバイオガスから容易に離脱
させて反応部へ沈降させることができる。このため、メ
タン菌造粒物が処理水中に流出することがなく、反応部
に十分なメタン菌造粒物を確保できるので、廃水の浄化
処理を効率よく安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の嫌気性水処理装置の第1の実施例を示
す概略図。
【図2】本発明の嫌気性水処理装置の第2の実施例を示
す概略図。
【図3】本発明の嫌気性水処理装置の第3の実施例を示
す概略図。
【図4】本発明の嫌気性水処理装置の第4の実施例を示
す概略図。
【図5】本発明の嫌気性水処理装置の第5の実施例を示
す概略図。
【図6】従来の嫌気性水処理装置を示す概略図。
【符号の説明】
1…原水ポンプ、2…反応槽、3…反応部、4…メタン
菌造粒物、5…清澄部、6…ガス管路、7…水トラッ
プ、8…ガスホルダー、9…処理水管路、10…気固液
分離装置、11…スキマー、12モーター、13…タイ
マー、14…シャワー管、15…清水ポンプ、16…噴
射口、17…タイマー、18…消泡剤タンク、19…消
泡剤ポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛受 卓 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 平6−254588(JP,A) 実開 昭60−179398(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 嫌気性微生物を用いてメタンなどのバイ
    オガスを発生させながら有機性廃水を浄化する反応槽
    と、上記反応槽の上部に設置された両端が反応槽液相部
    に開口している気固液分離装置と、上記反応槽上部の水
    面近傍に設置されたスキマーと、上記スキマーを間欠運
    転させる運転装置とを備えたことを特徴とする嫌気性水
    処理装置。
  2. 【請求項2】 嫌気性微生物を用いてメタンなどのバイ
    オガスを発生させながら有機性廃水を浄化する反応槽
    と、上記反応槽の上部に設置された両端が反応槽液相部
    に開口している気固液分離装置と、上記反応槽上部の天
    板に設置された清水を噴射させるシャワー管と、上記シ
    ャワー管に接続される消泡剤添加装置と、上記シャワー
    管からの清水噴射を間欠的に行う清水噴射装置とを備え
    たことを特徴とする嫌気性水処理装置。
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