JP6479507B2 - 有機性排水の処理装置 - Google Patents
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Description
・好気微生物は有機物1g除去あたり約0.4〜0.6g増殖するのに対し、嫌気性微生物は有機物1g除去あたり約0.1g程度の増殖であることから、有機物除去あたりの汚泥発生量を大幅に削減できる。
・有機物をメタン生成菌の働きでメタンまで分解するため、出てきた発生ガスからのエネルギー回収が可能である。
・一旦、系外に微生物が流出すると、処理の回復に時間がかかる。
・菌体あたりの有機物除去量は好気微生物よりも少なく、リアクタ内に多くの微生物を確保する必要がある。
嫌気処理リアクタは、嫌気性微生物を付着させる担体が貯留され、かつ処理水が通水される。
微生物付着量判定機構は、担体に対する嫌気性微生物の付着量を判定する。
流量制御機構は、微生物付着量判定部の判定結果に基づき、嫌気処理リアクタに対する処理水の流量を制御する。
微生物量制御機構は、微生物付着量判定部の判定結果に基づき、担体への嫌気性微生物の付着を促進させる促進剤を嫌気処理リアクタに供給する。
微生物付着量判定機構は、サンプリング流路と、撮像装置と、付着量判定部と、を備える。
サンプリング流路は、嫌気処理リアクタから担体の一部を取り出す。
撮像装置は、サンプリング流路に備えられて担体を撮像する。
付着量判定部は、撮像装置の解析結果に基づき担体への嫌気性微生物の付着量を判定する。
本実施形態の有機性排水の処理装置1は、図1に示すように、嫌気性微生物を付着させる担体12が貯留され、かつ処理水が通水される嫌気処理リアクタ11と、担体12への嫌気性微生物の付着量を判定する微生物付着量判定機構21と、嫌気処理リアクタ11に対する処理水の流量を制御する流量制御機構31と、嫌気性微生物の担体12への付着を促進させる促進剤を供給する微生物量制御機構41と、から構成されている。また、処理装置1には、原水供給部32と、嫌気処理リアクタ11にそれぞれ接続された供給路33及び排出路34と、供給路33と排出路34をバイパスする循環路35とが備えられている。
流量制御機構31は、原水供給部32、原水ポンプ32c及び循環ポンプ38と、これらを制御する流量調整部36とから構成され、リアクタ11を通過する原水と循環水の流量を調整する。
通常運転では、流量調整部36からの指令に基づいて原水供給部32の原水ポンプ32c及び循環ポンプ38が運転状態になっている。一方、返送ポンプ40及び促進剤ポンプ44は停止状態になっている。
リアクタ11の入側での処理水の水圧と出側での処理水の水圧との圧力差が所定の範囲から外れた場合、例えば流量Xにおける水圧差の適正範囲の下限値P1未満になるか、上限値P2を超える場合、付着量判定部24がこれを検知し、処理装置1は通常運転から保守運転に移行する。
ステップ1において処理水の水圧差が適正範囲の上限値P2より高い場合は、再びステップ2に進み、循環ポンプ38による処理水の流量を1回目と同程度若しくは1回目よりも上昇させて、所定時間運転する。このように、処理水の水圧差が上限値P2以下になるまで、ステップ1とステップ2の動作を交互に繰り返す。
付着量判定部24において微生物が過剰と判定された場合は、流量調整部36の指令により循環路35を流れる処理水の流量を定常状態よりも増大させることで、リアクタ11における処理水の通水量を増大させ、微生物を担体から剥離させて、担体への微生物の付着量を適量にする。
付着量判定部24において微生物が不足と判定された場合は、流量調整部36からの指令により促進剤を供給させることで、微生物を増殖させて、担体12への微生物の付着量を適量にする。
以上のように、付着量判定部24の判定結果に基づき、流量調整部36が、循環路35を流れる処理水の流量、原水の供給量、及び促進剤の供給量を制御することで、微生物の量を適量に維持しながら処理水の嫌気処理を進めることができる。
次に、第2の実施形態の処理装置101について図3を参照して説明する。図3に示す処理装置101は、微生物量制御機構の促進剤タンクに貯留される促進剤の種類が、第1の実施形態の処理装置1と異なっている。促進剤の種類が異なること以外は、本実施形態の処理装置の構成は第1の実施形態の処理装置1の構成と同一である。そこで、以下の説明では、図3に示す処理装置101の構成のうち、第1の実施形態の処理装置1と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
Qa:進剤の供給流量[m3/min]
Qin:通常運転時の原水の流量[m3/min]
Sa:促進剤の化学的酸素要求量(CODcr)[g/m3]
Sin:処理水の原水の化学的酸素要求量(CODcr)[g/m3]
Qa_cir:付着促進工程における循環流量[m3/min]
Qcir:通常運転における循環流量[m3/min]
その一方で、本実施形態では、促進剤の種類が第1の実施形態と異なるため、促進剤の流量を第1の実施形態の場合より大きくする必要がある。そこで本実施形態では、循環路35を流れる処理水の流量を上記式(2)に従って調整することで、リアクタ11を流れる処理水等の流量を、通常運転の流量と同程度にすることが可能になる。
また、付着促進工程におけるリアクタの入り側と出側の処理水の流量を通常運転時の流量と同じになるように管理することで、水差圧の監視のみで、付着促進工程の停止タイミングを判定できる。
次に、第3の実施形態の処理装置201について図4を参照して説明する。図4に示す処理装置201は、リアクタに、ガスによって担体12を撹拌するためのガス供給部が備えられており、この点において第1の実施形態の処理装置1と異なっている。ガス供給部が設けられていること以外は、本実施形態の処理装置の構成は第1の実施形態の処理装置1の構成と同一である。そこで以下の説明では、図4に示す処理装置201の構成のうち、第1の実施形態の処理装置1と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
通常運転と、保守運転のうちの付着促進工程については、第1の実施形態と同様であり、洗浄工程の動作が第1の実施形態と異なっている。以下、本実施形態の洗浄工程について説明する。
また、ガス供給部212は、第2実施形態の処理装置101に適用してもよい。
次に、第4の実施形態の処理装置301について図5を参照して説明する。図5に示す処理装置301では、微生物の付着量を判定する指標として、処理水の水圧差ではなく、担体の撮像データを用いる。すなわち、微生物付着量判定機構の構成が第1の実施形態の処理装置1と異なっている。その他の構成は、第1の実施形態の処理装置1の構成と同一である。以下の説明では、図5に示す処理装置301の構成のうち、第1の実施形態の処理装置1と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
判定値bは、担体の色の変化に着目した判定値である。微生物が付着することで黒色に変色した担体の個数の百分率を判定値bとする。
微生物の付着量が多くなるほど、判定値a、bがともに高くなる。
また、担体12の色の変化を指標とする判定値bの下限値b1は例えば50%に設定でき、上限値b2は例えば95%に設定できる。
ステップ1において、判定値aが上限値a2を超えていた場合は、ステップ2に進み、洗浄工程を行う。洗浄工程の終了後、再びステップ1に戻り、判定値aが上限値a2を超えていれば、再びステップ2に進んで洗浄工程を行い、判定値aが上限値a2以下であれば、ステップ3に進む。
以上の制御フローを実施すればよい。
Claims (11)
- 嫌気性微生物を付着させる担体が貯留され、かつ処理水が通水される嫌気処理リアクタと、
前記担体に対する前記嫌気性微生物の付着量を判定する微生物付着量判定機構と、
前記微生物付着量判定機構の判定結果に基づき、前記嫌気処理リアクタに対する前記処理水の流量を制御する流量制御機構と、
前記微生物付着量判定機構の判定結果に基づき、前記担体への前記嫌気性微生物の付着を促進させる促進剤を前記嫌気処理リアクタに供給する微生物量制御機構と、を備え、
前記微生物付着量判定機構は、
前記嫌気処理リアクタから前記担体の一部を取り出すサンプリング流路と、前記サンプリング流路に備えられて前記担体を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の解析結果に基づき前記担体への前記嫌気性微生物の付着量を判定する付着量判定部と、を備える有機性排水の処理装置。 - 前記流量制御機構には、
前記嫌気処理リアクタに前記処理水の原水を供給する原水供給部と、
前記原水供給部から前記嫌気処理リアクタに前記原水を送る原水ポンプと、
前記嫌気処理リアクタから排出された前記処理水の一部を、前記嫌気処理リアクタに前記原水を送る供給路に戻す循環ポンプと、
前記微生物付着量判定機構の判定結果に基づき、前記循環ポンプによる前記処理水の流量、前記原水の供給量、及び前記促進剤の供給量を制御する流量調整部と、を備える請求項1に記載の有機性排水の処理装置。 - 前記流量調整部は、前記循環ポンプによる前記処理水の流量、前記原水の供給量、及び前記促進剤の供給量の合計流量を常時一定に制御するように構成された請求項2に記載の有機性排水の処理装置。
- 前記嫌気処理リアクタから前記処理水を排出する排出路と前記排水路を流れる前記処理水の一部を前記嫌気処理リアクタに戻す循環路との分岐箇所に、前記処理水中の固形分を沈降させ、固形分沈降後の前記処理水の上澄みの一部を前記循環路に送り、上澄みの残部を系外に排出させる分離槽を備える請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の有機性排水の処理装置。
- 前記分離槽によって分離された前記固形分の一部を前記供給路に戻すための返送路を備える請求項4に記載の有機性排水の処理装置。
- 前記嫌気処理リアクタには、ガスによって前記担体から前記嫌気性微生物の剥離を促進するためのガス供給部を備える請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の有機性排水の処理装置。
- 前記微生物量制御機構には、
前記促進剤が貯留される促進剤タンクと、
前記流量調整部の指令に基づいて前記嫌気処理リアクタへの前記促進剤の供給量を制御する促進剤ポンプと、を備える請求項2乃至請求項6の何れか一項に記載の有機性排水の処理装置。 - 前記微生物量制御機構は、前記嫌気処理リアクタの処理負荷の上限を超えないように、前記促進剤を供給するように構成された請求項7に記載の有機性排水の処理装置。
- 前記促進剤が、クオラムセンシング促進剤である請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の有機性排水の処理装置。
- 前記クオラムセンシング促進剤がAHL(N-アシル-L-ホモセリンラクトン)類である請求項9の有機性排水の処理装置。
- 前記促進剤が、前記原水よりも有機物濃度が高く、かつ、炭水化物、糖類のいずれかまたは両方を含有するものである請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の有機性排水の処理装置。
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