JP6825144B1 - Anaerobic treatment equipment and anaerobic treatment method - Google Patents
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Abstract
【課題】反応槽上部にメンテナンスが必要な撹拌機やスクリーンといった装置を設置することなく、反応槽内で気液分離と固液分離を達成し、反応槽からの担体流出を抑制することができる嫌気性処理装置を提供する。【解決手段】嫌気性処理装置は、反応槽２と、反応槽２内に配置され、下部入口１０ａおよび上部出口１０ｂを有するガスコレクタ１０と、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂを囲むように配置され、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂから流出した担体および被処理液を下方に案内する案内壁２０と、ガスコレクタ１０の下方に配置され、反応槽２の内面に固定されたバッフル３０を備えている。【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve gas-liquid separation and solid-liquid separation in a reaction vessel and suppress carrier outflow from the reaction vessel without installing a device such as a stirrer or a screen which requires maintenance on the upper part of the reaction vessel. An anaerobic processing apparatus is provided. An anaerobic treatment apparatus is arranged in a reaction vessel 2 and a reaction vessel 2 so as to surround a gas collector 10 having a lower inlet 10a and an upper outlet 10b and an upper outlet 10b of the gas collector 10. It is provided with a guide wall 20 for guiding the carrier and the liquid to be treated downward from the upper outlet 10b of the gas collector 10, and a baffle 30 arranged below the gas collector 10 and fixed to the inner surface of the reaction tank 2. .. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、微生物を利用して有機性廃水や下水などの被処理液を処理する技術に関する。 The present invention relates to a technique for treating a liquid to be treated such as organic wastewater and sewage using microorganisms.
微生物を利用した有機性廃水の処理として、好気性生物処理、嫌気性生物処理が挙げられる。嫌気性生物処理の中でもメタン発酵処理は、酸素のない嫌気性環境下で生育する嫌気性微生物の代謝反応を利用して、有機性廃水中の有機物をメタンガスや炭酸ガスなどに分解する生物処理方法である。 Treatment of organic wastewater using microorganisms includes treatment of aerobic organisms and treatment of anaerobic organisms. Among anaerobic biological treatments, methane fermentation treatment is a biological treatment method that decomposes organic matter in organic wastewater into methane gas, carbon dioxide gas, etc. by utilizing the metabolic reaction of anaerobic microorganisms that grow in an anaerobic environment without oxygen. Is.
メタン発酵処理は、好気性生物処理と比べて、汚泥発生量が少なく、ブロワー（曝気）などの電気代が不要なためランニングコストがかからないと言ったメリットがあるほか、発生したメタンガスを有効利用できるなどのメリットがあるため、近年、有機性廃水の処理方法として特に注目されている。 Compared to aerobic biological treatment, methane fermentation treatment has the advantage that it generates less sludge and does not require electricity costs such as blowers (aeration), so running costs are not incurred, and the generated methane gas can be effectively used. In recent years, it has attracted particular attention as a method for treating organic wastewater.
メタン発酵処理の種類としては、例えばＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket（上向流嫌気性汚泥床）の略）法、固定床法、流動床法等のメタン発酵処理方式などが知られている。中でも、ＵＡＳＢ法は、メタン発酵菌等の嫌気性菌をグラニュール状に造粒化することにより、リアクター内のメタン発酵菌の濃度を高濃度に維持できるという特徴があり、その結果、廃水中の有機物の濃度が相当高い場合でも効率よく処理できるため、有機性廃水の処理方法として国内外で普及している。 As a type of methane fermentation treatment, for example, a methane fermentation treatment method such as a UASB (abbreviation of Upflow Anaerobic Sludge Blanket), a fixed bed method, and a fluidized bed method is known. Among them, the UASB method is characterized in that the concentration of methane fermenting bacteria in the reactor can be maintained at a high concentration by granulating anaerobic bacteria such as methane fermenting bacteria into a granule shape, and as a result, wastewater. Since it can be treated efficiently even when the concentration of organic matter is considerably high, it is widely used in Japan and overseas as a method for treating organic wastewater.
しかしながら、グラニュール汚泥は負荷変動時に内部にガスを抱えて浮上し、リアクターから流出することがある。また、メタノールなどの低分子有機物はグラニュール汚泥自体を維持できず、グラニュール汚泥が解体し、リアクターから流出してしまう。結果として、汚泥量の維持管理に多大な労力を割く必要があるという課題を抱えていた。 However, granule sludge may float with gas inside and flow out of the reactor when the load fluctuates. In addition, low-molecular-weight organic matter such as methanol cannot maintain the granule sludge itself, and the granule sludge is disassembled and flows out from the reactor. As a result, there was a problem that it was necessary to devote a great deal of effort to the maintenance of sludge amount.
そこで、ＵＡＳＢ法の改良型として、メタン発酵菌などの嫌気性菌からなる生物膜を付着させた担体を利用し、汚泥量を安定して維持するメタン発酵法が開発されている。以下に説明する特許文献に開示されているように、メタン発酵に適した担体や、嫌気性菌を担体への付着を促進する方法、その担体を流動させる反応槽の開発が進められてきた。 Therefore, as an improved version of the UASB method, a methane fermentation method has been developed in which a carrier having a biological film composed of anaerobic bacteria such as methane fermenting bacteria attached is used to stably maintain the amount of sludge. As disclosed in the patent documents described below, the development of a carrier suitable for methane fermentation, a method for promoting the adhesion of anaerobic bacteria to the carrier, and a reaction vessel for flowing the carrier have been promoted.
・特許文献１
メタン発酵菌からなるグラニュール汚泥を使用するＵＡＳＢにポリビニルアルコール系の担体を投入することで、ＵＡＳＢにおいてグラニュール汚泥の形成が困難な場合においても、安定処理が達成可能とされている。しかし、反応槽の構造についてはＵＡＳＢのみの記載で、担体に適した構造は示唆されていない。
-Patent Document 1
By adding a polyvinyl alcohol-based carrier to UASB that uses granule sludge composed of methane-fermenting bacteria, stable treatment can be achieved even when it is difficult to form granule sludge in UASB. However, the structure of the reaction vessel is described only in UASB, and a structure suitable for a carrier is not suggested.
・特許文献２
嫌気性菌を付着させる担体を投入した処理方法において、処理槽の底部および液面下方付近に設けた回転翼によって、低動力で担体の槽内混合を得られ、さらに槽内で発生したバイオガスを回転翼によって担体から除去することで、担体分離部での処理水と担体の分離性を向上可能とされている。しかし、撹拌モーターが処理槽上部に設置されているため、メンテナンス時に高所作業となり、作業性が悪いといった課題がある。
-Patent Document 2
In the treatment method in which a carrier to which anaerobic bacteria is attached is added, the carrier can be mixed in the tank with low power by the rotor blades provided at the bottom of the treatment tank and near the bottom of the liquid level, and the biogas generated in the tank is further obtained. Is removed from the carrier by a rotary blade, so that the separability between the treated water and the carrier at the carrier separation portion can be improved. However, since the stirring motor is installed in the upper part of the processing tank, there is a problem that the workability is poor due to the work at a high place during maintenance.
・特許文献３
担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置において、担体を分離するスクリーンが設置されている。しかし、多量の担体が嫌気反応槽から流出するとスクリーンの目詰まりが頻発し、メンテナンス作業が頻発するといった課題がある。
-Patent Document 3
In a wastewater treatment apparatus that purifies wastewater under anaerobic conditions using a carrier, a screen for separating the carrier is installed. However, when a large amount of carrier flows out of the anaerobic reaction tank, the screen is frequently clogged and maintenance work is frequently performed.
・特許文献４
流動性の非生物担体を充填した嫌気性処理装置において、処理槽内に整流板を設置することで、嫌気性処理槽からの担体の流出を防ぐことが可能とされている。しかし、処理槽内の流動は制御されていないため、担体戻し流路から担体引き込み流路へ逆流することで、担体が槽外へ流出する。処理水排出部に担体分離スクリーンが設けられた場合は、スクリーンが閉塞する。
-Patent Document 4
In an anaerobic treatment apparatus filled with a fluid non-biological carrier, it is possible to prevent the carrier from flowing out from the anaerobic treatment tank by installing a rectifying plate in the treatment tank. However, since the flow in the treatment tank is not controlled, the carrier flows out of the tank by flowing back from the carrier return flow path to the carrier lead-in flow path. If a carrier separation screen is provided in the treated water discharge section, the screen is closed.
・特許文献５
微生物担体として活性炭を充填した上向流式反応器では、内部に気・液・固分離部を垂直方向に多段に有することで反応器内下部での原水と分解関与微生物の接触反応を促進すると共に、微生物担体の処理水への流出を極力少なくでき、菌体濃度の高い反応器となるとされている。しかし、高負荷時に下方の気・液・固分離部でガス回収が不十分となることで、上部のガス撹拌が過大となり、微生物担体が処理水に流出する。
-Patent Document 5
In the upward flow reactor filled with activated carbon as a microbial carrier, the contact reaction between raw water and the microorganisms involved in decomposition is promoted in the lower part of the reactor by having multiple stages of gas / liquid / solid separation parts in the vertical direction. At the same time, it is said that the outflow of the microbial carrier into the treated water can be minimized, and the reactor has a high cell concentration. However, when the load is high, the gas recovery at the lower gas / liquid / solid separation part becomes insufficient, so that the gas agitation at the upper part becomes excessive and the microbial carrier flows out into the treated water.
・特許文献６
微生物担体を用いた嫌気性処理の立ち上げ方法について、嫌気性微生物が付着している馴致担体と、嫌気性微生物が付着していない新規担体とを混在させることが記載されている。しかし、反応槽内部にはスクリーンと撹拌機以外の構造は示されていない。
-Patent Document 6
As a method for starting up an anaerobic treatment using a microbial carrier, it is described that an acclimatized carrier to which an anaerobic microorganism is attached and a novel carrier to which an anaerobic microorganism is not attached are mixed. However, no structure other than the screen and the stirrer is shown inside the reaction vessel.
・特許文献７
反応槽内部に微生物塊から気泡を分離させる気泡分離部材、分離された気泡を捕集する気泡補修部、微生物塊と処理水を分離する固液分離部材を備える微生物塊を使用した嫌気性処理装置が開示されてる。しかし、微生物担体を使用することは記載されていない。また、気泡分離部材および固液分離部材がスクリーンであり、水の流れを制御するものではない。
-Patent Document 7
An anaerobic treatment device using a microbial mass equipped with a bubble separating member that separates bubbles from the microbial mass inside the reaction vessel, a bubble repair section that collects the separated bubbles, and a solid-liquid separating member that separates the microbial mass from the treated water. Is disclosed. However, the use of microbial carriers is not described. Further, the bubble separating member and the solid-liquid separating member are screens and do not control the flow of water.
上述のように、従来技術では、嫌気性反応槽からの担体の流出を抑止するために、撹拌機やスクリーン、沈澱池が必要とされていた。しかし、撹拌機は機械類のメンテナンス、スクリーンは閉塞防止のための洗浄装置が必要となる。沈澱池は大きな設置面積を必要とするというデメリットがあった。また、撹拌機やスクリーンが不要となるように整流壁や垂直方向の気固液分離を設置しても、反応槽内の流動や高負荷時のガス撹拌を制御できず、担体が流出する課題があった。 As described above, in the prior art, a stirrer, a screen, and a settling pond were required in order to suppress the outflow of the carrier from the anaerobic reaction vessel. However, the stirrer requires maintenance of machinery, and the screen requires a cleaning device to prevent blockage. The sedimentation pond has the disadvantage of requiring a large installation area. In addition, even if a rectifying wall or vertical air-solid-liquid separation is installed so that a stirrer or screen is not required, the flow in the reaction vessel and gas agitation under high load cannot be controlled, and the carrier flows out. was there.
そこで、本発明は、反応槽（嫌気性反応手段）上部にメンテナンスが必要な撹拌機やスクリーンといった装置を設置することなく、反応槽（嫌気性反応手段）内で気液分離と固液分離を達成し、反応槽からの担体流出を抑制することができる嫌気性処理装置を提供する。また、本発明は、そのような嫌気性処理装置を用いた嫌気性処理方法を提供する。 Therefore, the present invention performs gas-liquid separation and solid-liquid separation in the reaction vessel (anaerobic reaction means) without installing a device such as a stirrer or a screen that requires maintenance on the upper part of the reaction vessel (anaerobic reaction means). Provided is an anaerobic treatment apparatus capable of achieving and suppressing the outflow of carriers from the reaction vessel. The present invention also provides an anaerobic treatment method using such an anaerobic treatment device.
一態様では、担体に付着した嫌気性微生物により被処理液を嫌気性処理してガスを発生させる、底面を有する反応槽と、前記反応槽内に配置され、下部入口および上部出口を有するガスコレクタと、前記ガスコレクタの前記上部出口を囲むように配置され、前記ガスコレクタの前記上部出口から流出した前記担体および前記被処理液を下方に案内する案内壁と、前記ガスコレクタの下方に配置され、前記反応槽の内面に固定されたバッフルと、前記バッフルの下方に位置する液体供給部を備え、前記液体供給部は、前記反応槽の前記底面を向いた供給口を有しており、前記供給口は前記反応槽の前記底面の中央に位置しており、前記ガスコレクタは、外側に向かって下方に傾斜した屋根と、前記屋根の頂部から上方に延びる流路構造体を有し、前記案内壁の上端は前記反応槽の液体流出口よりも高い位置にあり、前記バッフルは、前記ガスコレクタの前記下部入口の下方に位置する開口部を有する、嫌気性処理装置が提供される。 In one aspect, a reaction vessel having a bottom surface that anaerobically treats a liquid to be treated with an anaerobic microorganism attached to a carrier to generate gas, and a gas collector arranged in the reaction vessel and having a lower inlet and an upper outlet. And the guide wall which is arranged so as to surround the upper outlet of the gas collector and guides the carrier and the liquid to be treated downward which flowed out from the upper outlet of the gas collector, and is arranged below the gas collector. A baffle fixed to the inner surface of the reaction tank and a liquid supply unit located below the baffle are provided, and the liquid supply unit has a supply port facing the bottom surface of the reaction tank. The supply port is located in the center of the bottom surface of the reaction vessel, and the gas collector has a roof that slopes downward toward the outside and a flow path structure that extends upward from the top of the roof. An anaerobic treatment apparatus is provided in which the upper end of the guide wall is located higher than the liquid outlet of the reaction vessel, and the baffle has an opening located below the lower inlet of the gas collector.
一態様では、前記バッフルは、前記反応槽の中心に向かって上方に傾く下面を有している。
一態様では、前記バッフルの上面と前記下面との間の角度は、５°以上３０°以下である。
一態様では、前記ガスコレクタの前記下部入口の直径は、前記ガスコレクタの前記上部出口の直径の１．５倍〜３倍である。
一態様では、前記屋根の傾斜角度は、４５°〜７５°の範囲内である。
一態様では、前記バッフルの前記開口部は、前記ガスコレクタの前記下部入口と同じ大きさか、前記ガスコレクタの前記下部入口よりも小さい。
In one aspect, the baffle has a lower surface that tilts upward toward the center of the reaction vessel.
In one aspect, the angle between the upper surface of the baffle and the lower surface is 5 ° or more and 30 ° or less.
In one aspect, the diameter of the lower inlet of the gas collector is 1.5 to 3 times the diameter of the upper outlet of the gas collector.
In one aspect, the tilt angle of the roof is in the range of 45 ° to 75 °.
In one aspect, the opening of the baffle is the same size as the lower inlet of the gas collector or smaller than the lower inlet of the gas collector .
一態様では、嫌気性微生物が付着した担体と、被処理液とを、上記嫌気性処理装置の前記反応槽内に供給し、前記嫌気性微生物により前記被処理液を嫌気性処理してガスを発生させる、嫌気性処理方法が提供される。
一態様では、前記嫌気性処理装置の前記反応槽の内面と前記案内壁の外面との間には固液分離流路が形成されており、前記固液分離流路内の前記被処理液の平均上昇流速は、８ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）以上１００ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）以下である。
一態様では、前記嫌気性微生物は、メタン菌を少なくとも含み、前記ガスはメタンガスである。
一態様では、前記嫌気性微生物は、嫌気性アンモニア酸化菌を少なくとも含み、前記嫌気性処理は嫌気性アンモニア酸化処理である。
In one aspect, the carrier to which the anaerobic microorganisms are attached and the liquid to be treated are supplied into the reaction tank of the anaerobic treatment apparatus, and the liquid to be treated is anaerobically treated by the anaerobic microorganisms to generate gas. An anaerobic treatment method to generate is provided.
In one aspect, a solid-liquid separation flow path is formed between the inner surface of the reaction tank of the anaerobic treatment apparatus and the outer surface of the guide wall, and the liquid to be treated in the solid-liquid separation flow path is formed. The average ascending flow velocity is 8 m 3 / (m 2 · hr) or more and 100 m 3 / (m 2 · hr) or less.
In one aspect, the anaerobic microorganism comprises at least methane bacteria and the gas is methane gas.
In one aspect, the anaerobic microorganism comprises at least an anaerobic ammonia-oxidizing bacterium, and the anaerobic treatment is an anaerobic ammonia-oxidizing treatment.
本発明によれば、バッフルにより反応槽の下部には被処理液の旋回流が形成され、被処理液と担体が撹拌される。さらに、ガスコレクタおよび案内壁により反応槽の上部にも被処理液の旋回流が形成される。案内壁は、被処理液の通過を許容しないので、被処理液および担体は、ガスコレクタから流出した後に案内壁に衝突して下向流を形成する。この下向流は担体が反応槽の液体流出口に向かうことを防ぐことができる。さらに、案内壁と反応槽の内面との間には固液分離流路が形成される。担体は固液分離流路内で沈降するので、反応槽からの担体の流出を防止することができる。さらに、バッフルは、気泡が反応槽の液体流出口に向かうことを防ぎ、ガスの回収率を高めることができる。加えて、バッフルは、反応槽の下部と上部に形成された２つの旋回流が衝突することを防ぐ。結果として、反応槽の内部での乱流が起こりにくく、被処理液の安定した処理が達成できる。 According to the present invention, the baffle forms a swirling flow of the liquid to be treated in the lower part of the reaction vessel, and the liquid to be treated and the carrier are agitated. Further, a swirling flow of the liquid to be treated is formed on the upper part of the reaction tank by the gas collector and the guide wall. Since the guide wall does not allow the passage of the liquid to be treated, the liquid to be treated and the carrier collide with the guide wall after flowing out from the gas collector to form a downward flow. This downward flow can prevent the carrier from heading towards the liquid outlet of the reaction vessel. Further, a solid-liquid separation flow path is formed between the guide wall and the inner surface of the reaction vessel. Since the carrier settles in the solid-liquid separation flow path, it is possible to prevent the carrier from flowing out from the reaction vessel. In addition, the baffle can prevent air bubbles from heading towards the liquid outlet of the reaction vessel, increasing the gas recovery rate. In addition, the baffle prevents the two swirling streams formed at the bottom and top of the reaction vessel from colliding. As a result, turbulence is less likely to occur inside the reaction vessel, and stable treatment of the liquid to be treated can be achieved.
以下に説明する実施形態は、担体に付着した嫌気性微生物により有機性廃水を嫌気性処理し、メタンガスを生成する技術に適用された嫌気性処理装置であるが、本発明は、嫌気性条件下で被処理液中のアンモニア性窒素を、嫌気性アンモニア酸化菌の働きにより窒素ガスに変換する脱窒処理（嫌気性アンモニア酸化処理）にも適用することができる。 The embodiment described below is an anaerobic treatment apparatus applied to a technique for anaerobically treating organic waste water with anaerobic microorganisms adhering to a carrier to generate methane gas, but the present invention describes the present invention under anaerobic conditions. It can also be applied to denitrification treatment (anaerobic ammonia oxidation treatment) in which ammonia nitrogen in the liquid to be treated is converted into nitrogen gas by the action of anaerobic ammonia-oxidizing bacteria.
図１は、嫌気性処理装置の全体の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、嫌気性処理装置は、被処理液の一例である有機性廃水を酸発酵処理する酸発酵槽１と、酸発酵槽１から送られた有機性廃水を嫌気性条件下で嫌気性微生物の働きにより嫌気性処理する反応槽２を備える。酸発酵槽１と反応槽２は移送ライン５で連結されている。移送ライン５には移送ポンプ６が接続されており、移送ポンプ６の動作により有機性廃水は酸発酵槽１から反応槽２に移送ライン５を通って移送される。反応槽２の上部には循環ライン７が接続されている。循環ライン７には循環ポンプ８が接続されており、反応槽２内の有機性廃水の一部は循環ポンプ８の動作により反応槽２の上部から移送ライン５に戻される。 FIG. 1 is a schematic view showing an overall embodiment of an anaerobic treatment apparatus. As shown in FIG. 1, the anaerobic treatment apparatus uses an acid fermentation tank 1 for acid fermentation treatment of organic waste water, which is an example of a liquid to be treated, and an organic waste water sent from the acid fermentation tank 1 under anaerobic conditions. The reaction tank 2 is provided with an anaerobic treatment by the action of anaerobic microorganisms. The acid fermentation tank 1 and the reaction tank 2 are connected by a transfer line 5. A transfer pump 6 is connected to the transfer line 5, and the organic wastewater is transferred from the acid fermentation tank 1 to the reaction tank 2 through the transfer line 5 by the operation of the transfer pump 6. A circulation line 7 is connected to the upper part of the reaction tank 2. A circulation pump 8 is connected to the circulation line 7, and a part of the organic wastewater in the reaction tank 2 is returned to the transfer line 5 from the upper part of the reaction tank 2 by the operation of the circulation pump 8.
図１において、有機性廃水（被処理液）を酸発酵槽１にて酸発酵処理した後、反応槽２に導入して嫌気性処理し、処理された有機性廃水を後処理水槽（図示せず）に送る。後処理水槽に一旦送られた処理済みの有機性廃水を酸発酵槽１及び／又は反応槽２に戻し、槽内の上向流速の制御に用いてもよい。 In FIG. 1, organic wastewater (liquid to be treated) is acid-fermented in an acid fermentation tank 1, then introduced into a reaction tank 2 for anaerobic treatment, and the treated organic wastewater is treated in a post-treatment water tank (shown). Send to). The treated organic wastewater once sent to the post-treatment water tank may be returned to the acid fermentation tank 1 and / or the reaction tank 2 and used for controlling the upward flow velocity in the tank.
図２は、反応槽２の断面図であり、図３は、反応槽２の斜視図である。反応槽２は、担体に付着した嫌気性微生物により被処理液を嫌気性処理してガスを発生させる嫌気性処理槽である。図２および図３に示すように、反応槽２の内部には、ガスコレクタ１０、案内壁２０、バッフル３０、および液体供給部４０が配置されている。本実施形態では、反応槽２は、円筒形状を有している。一実施形態では、反応槽２は、直方体の形状を有してもよい。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the reaction tank 2, and FIG. 3 is a perspective view of the reaction tank 2. The reaction tank 2 is an anaerobic treatment tank in which the liquid to be treated is anaerobically treated by anaerobic microorganisms attached to the carrier to generate gas. As shown in FIGS. 2 and 3, a gas collector 10, a guide wall 20, a baffle 30, and a liquid supply unit 40 are arranged inside the reaction tank 2. In the present embodiment, the reaction vessel 2 has a cylindrical shape. In one embodiment, the reaction vessel 2 may have a rectangular parallelepiped shape.
ガスコレクタ１０は、外側に向かって下方に傾斜した屋根１１と、屋根１１の頂部から上方に延びる流路構造体１２を有する。本実施形態では、屋根１１は、円錐台形状を有する屋根である。屋根１１の下端は、下方に開口しており、ガスコレクタ１０の下部入口１０ａを構成する。屋根１１の頂部は、流路構造体１２に接続されている。屋根１１の内部は、流路構造体１２の内部に形成された鉛直流路１２ａに連通している。この鉛直流路１２ａの上端は、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂを構成する。ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂは、反応槽２の側壁の上部に設けられた液体流出口１７よりも低い位置にある。したがって、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂは、反応槽２内の液面よりも低い位置にある。 The gas collector 10 has a roof 11 that is inclined downward toward the outside, and a flow path structure 12 that extends upward from the top of the roof 11. In the present embodiment, the roof 11 is a roof having a truncated cone shape. The lower end of the roof 11 is open downward and constitutes the lower inlet 10a of the gas collector 10. The top of the roof 11 is connected to the flow path structure 12. The inside of the roof 11 communicates with a vertical DC path 12a formed inside the flow path structure 12. The upper end of the vertical DC path 12a constitutes the upper outlet 10b of the gas collector 10. The upper outlet 10b of the gas collector 10 is located lower than the liquid outlet 17 provided in the upper part of the side wall of the reaction tank 2. Therefore, the upper outlet 10b of the gas collector 10 is located at a position lower than the liquid level in the reaction vessel 2.
案内壁２０は、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂを囲むように配置されている。案内壁２０の上端は、反応槽２の液体流出口１７よりも高い位置にあり、案内壁２０の下端は、液体流出口１７よりも低い位置にある。したがって、案内壁２０の上端は、反応槽２内の被処理液の液面よりも高い位置にあり、案内壁２０の下端は、反応槽２内の被処理液の液面よりも低い位置にある。ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂの全体は、案内壁２０によって囲まれており、流路構造体１２と案内壁２０とによりラビリンス型二重壁が構成される。本実施形態では、案内壁２０の下端は、ガスコレクタ１０の屋根１１の上方に位置している。 The guide wall 20 is arranged so as to surround the upper outlet 10b of the gas collector 10. The upper end of the guide wall 20 is located higher than the liquid outlet 17 of the reaction tank 2, and the lower end of the guide wall 20 is located lower than the liquid outlet 17. Therefore, the upper end of the guide wall 20 is located higher than the liquid level of the liquid to be treated in the reaction tank 2, and the lower end of the guide wall 20 is located lower than the liquid level of the liquid to be treated in the reaction tank 2. is there. The entire upper outlet 10b of the gas collector 10 is surrounded by the guide wall 20, and the flow path structure 12 and the guide wall 20 form a labyrinth type double wall. In the present embodiment, the lower end of the guide wall 20 is located above the roof 11 of the gas collector 10.
バッフル３０は、ガスコレクタ１０の下方に配置され、反応槽２の内面に固定されている。バッフル３０は、ガスコレクタ１０の下部入口１０ａの下方に位置する開口部３０ｃを有する。バッフル３０は、反応槽２の内面から反応槽２の中心に向かって張り出している。本実施形態では、反応槽２は円筒形状であり、バッフル３０は反応槽２の内周面に沿った環状である。バッフル３０は、反応槽２の内面の全周に亘って延びており、切れ目のない形状を有している。 The baffle 30 is arranged below the gas collector 10 and fixed to the inner surface of the reaction vessel 2. The baffle 30 has an opening 30c located below the lower inlet 10a of the gas collector 10. The baffle 30 projects from the inner surface of the reaction tank 2 toward the center of the reaction tank 2. In the present embodiment, the reaction vessel 2 has a cylindrical shape, and the baffle 30 has an annular shape along the inner peripheral surface of the reaction vessel 2. The baffle 30 extends over the entire inner surface of the reaction vessel 2 and has a continuous shape.
バッフル３０の下面３０ａは、反応槽２の中心に向かって上方に傾いている。これは、被処理液から発生したメタンガスからなる気泡がバッフル３０の下面３０ａに捕捉されないようにするためである。水平方向に対するバッフル３０の下面３０ａの角度は、５〜３０°の範囲内である。バッフル３０の上面３０ｂは、水平である。一実施形態では、バッフル３０の上面３０ｂは水平に対して傾いてもよい。バッフル３０の上面３０ｂと下面３０ａとの間の角度θは、５°以上３０°以下である。 The lower surface 30a of the baffle 30 is inclined upward toward the center of the reaction vessel 2. This is to prevent bubbles made of methane gas generated from the liquid to be treated from being captured by the lower surface 30a of the baffle 30. The angle of the lower surface 30a of the baffle 30 with respect to the horizontal direction is in the range of 5 to 30 °. The upper surface 30b of the baffle 30 is horizontal. In one embodiment, the top surface 30b of the baffle 30 may be tilted with respect to the horizontal. The angle θ between the upper surface 30b and the lower surface 30a of the baffle 30 is 5 ° or more and 30 ° or less.
液体供給部４０は反応槽２の底面を向いた供給口４１を有している。有機性廃水（被処理液）は、バッフル３０の下方に位置する液体供給部４０から反応槽２内に供給される。 The liquid supply unit 40 has a supply port 41 facing the bottom surface of the reaction tank 2. The organic wastewater (liquid to be treated) is supplied into the reaction tank 2 from the liquid supply unit 40 located below the baffle 30.
［反応槽２内の流れ］
図２において、メタンガスからなる気泡の流れを点線の矢印、担体の流れを一点鎖線の矢印、液体の流れを実線矢印で示す。
有機性廃水は、液体供給部４０の供給口４１から反応槽２の底面に向かって供給される。有機性廃水は、反応槽２の底面に沿って外側に流れ、さらに反応槽２の内面に沿って上昇する。有機性廃水の上昇流は、バッフル３０の下面３０ｂに衝突し、有機性廃水は反応槽２の中央に導かれた後、反応槽２の中央で下降する。このようにして、有機性廃水は反応槽２の下部に旋回流を形成する。
[Flow in reaction tank 2]
In FIG. 2, the flow of bubbles made of methane gas is indicated by a dotted arrow, the flow of a carrier is indicated by a chain arrow, and the flow of liquid is indicated by a solid arrow.
The organic wastewater is supplied from the supply port 41 of the liquid supply unit 40 toward the bottom surface of the reaction tank 2. The organic wastewater flows outward along the bottom surface of the reaction tank 2 and further rises along the inner surface of the reaction tank 2. The ascending flow of the organic wastewater collides with the lower surface 30b of the baffle 30, and the organic wastewater is guided to the center of the reaction tank 2 and then descends at the center of the reaction tank 2. In this way, the organic wastewater forms a swirling flow in the lower part of the reaction tank 2.
嫌気性微生物が付着した担体は、有機性廃水が反応槽２に供給される前に、反応槽２の頂部に設けられた図示しない投入口から反応槽２内に投入される。嫌気性微生物は、メタン菌および酸生成菌を含む。有機性廃水および担体は、旋回流によって混合されながら、担体に付着した嫌気性微生物の働きによりメタン発酵が起こり、メタンガスが発生する。メタンガスの一部は気泡として担体に付着し、残りのメタンガスは有機性廃水内に気泡として存在する。気泡が付着した担体、および有機性廃水内に浮遊する気泡は、バッフル３０によって反応槽２の中央に誘導され、バッフル３０の開口３０ｃを通り、ガスコレクタ１０の下部入口１０ａからガスコレクタ１０内に流入する。 The carrier to which the anaerobic microorganisms are attached is charged into the reaction tank 2 from a charging port (not shown) provided at the top of the reaction tank 2 before the organic wastewater is supplied to the reaction tank 2. Anaerobic microorganisms include methanogens and acid-producing bacteria. While the organic wastewater and the carrier are mixed by a swirling flow, methane fermentation occurs by the action of anaerobic microorganisms adhering to the carrier, and methane gas is generated. A part of the methane gas adheres to the carrier as bubbles, and the remaining methane gas exists as bubbles in the organic wastewater. The carrier to which the bubbles are attached and the bubbles suspended in the organic wastewater are guided to the center of the reaction vessel 2 by the baffle 30, pass through the opening 30c of the baffle 30, and enter the gas collector 10 from the lower inlet 10a of the gas collector 10. Inflow.
ガスコレクタ１０内に流入した気泡および担体は、ガスリフト効果によって、有機性廃水を同伴してガスコレクタ１０内を上昇する。ガスコレクタ１０の屋根１１は、その流路断面積が徐々に小さくなる形状を有しているので、担体の速度が徐々に上昇し、流路構造体１２の鉛直流路１２ａ内で最大に達する。担体および気泡は、鉛直流路１２ａ内を高速で上昇し、結果として、担体には大きなせん断力が作用する。このせん断力により担体に付着した気泡が分離する。このようにして、ガスコレクタ１０内で固気分離が達成される。 The bubbles and carriers that have flowed into the gas collector 10 rise in the gas collector 10 with organic wastewater due to the gas lift effect. Since the roof 11 of the gas collector 10 has a shape in which the cross-sectional area of the flow path gradually decreases, the speed of the carrier gradually increases and reaches the maximum in the vertical DC path 12a of the flow path structure 12. .. The carrier and bubbles rise at high speed in the vertical DC path 12a, and as a result, a large shearing force acts on the carrier. The shearing force separates the bubbles adhering to the carrier. In this way, solid air separation is achieved in the gas collector 10.
有機性廃水、担体、および気泡は、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂから流出する。ガスコレクタ１０上方では、気泡は、メタンガスとして液面から放出され、反応槽２の上壁に接続された気体出口５０を通って排出され回収される。ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂから流出した有機性廃水および担体は、案内壁２０に向かって外側に流れる。案内壁２０は、被処理液および担体の通過を許容しない構造物である。したがって、有機性廃水および担体は、案内壁２０の内面に衝突した後、下方に案内され、下向流を形成する。有機性廃水および担体は、ガスコレクタ１０の流路構造体１２と案内壁２０との間の流路を下向きに流れる。 Organic wastewater, carriers, and bubbles flow out of the upper outlet 10b of the gas collector 10. Above the gas collector 10, the bubbles are released from the liquid surface as methane gas, discharged and recovered through the gas outlet 50 connected to the upper wall of the reaction vessel 2. The organic wastewater and the carrier flowing out from the upper outlet 10b of the gas collector 10 flow outward toward the guide wall 20. The guide wall 20 is a structure that does not allow the passage of the liquid to be treated and the carrier. Therefore, the organic wastewater and the carrier collide with the inner surface of the guide wall 20 and then are guided downward to form a downward flow. The organic wastewater and the carrier flow downward in the flow path between the flow path structure 12 of the gas collector 10 and the guide wall 20.
下向流を形成する有機性廃水の一部は、担体から分離されながら、案内壁２０の外面と反応槽２の内面との間の流路６０を上昇し、液体流出口１７から流出する。担体の一部は、有機性廃水の流れに追随して流路６０に流入するが、担体は、有機性廃水よりも比重が大きいので、流路６０内を沈降し、液体流出口１７には到達しない。このように、案内壁２０の外面と反応槽２の内面との間の流路６０は、有機性廃水と担体とを分離する固液分離流路を構成する。 A part of the organic wastewater forming the downward flow rises in the flow path 60 between the outer surface of the guide wall 20 and the inner surface of the reaction tank 2 while being separated from the carrier, and flows out from the liquid outlet 17. A part of the carrier flows into the flow path 60 following the flow of the organic wastewater, but since the carrier has a higher specific gravity than the organic wastewater, it settles in the flow path 60 and reaches the liquid outlet 17. Not reachable. As described above, the flow path 60 between the outer surface of the guide wall 20 and the inner surface of the reaction tank 2 constitutes a solid-liquid separation flow path for separating the organic wastewater and the carrier.
バッフル３０は、反応槽２の下部からの固液分離流路６０への気泡の流入を阻止することで、固液分離流路６０においてガス撹拌を起こさせないため、固液分離効果を高めている。反応槽２の下部に向かう下向流は、バッフル３０の上面３０ｂによって反応槽２の中央に案内される。上述したように、バッフル３０の上面３０ｂと下面３０ａとの間の角度θは、５°以上３０°以下であるので、バッフル３０の上面３０ｂおよび下面３０ａによって案内される有機性廃水の２つの流れは、互いに衝突せず、乱流が起きにくい。結果として、反応槽２の全体において安定した流れが形成され、安定した処理が達成される。 The baffle 30 prevents gas from flowing into the solid-liquid separation flow path 60 from the lower part of the reaction tank 2 to prevent gas agitation in the solid-liquid separation flow path 60, thus enhancing the solid-liquid separation effect. .. The downward flow toward the lower part of the reaction tank 2 is guided to the center of the reaction tank 2 by the upper surface 30b of the baffle 30. As described above, since the angle θ between the upper surface 30b and the lower surface 30a of the baffle 30 is 5 ° or more and 30 ° or less, two flows of organic wastewater guided by the upper surface 30b and the lower surface 30a of the baffle 30. Do not collide with each other and turbulence is unlikely to occur. As a result, a stable flow is formed in the entire reaction vessel 2, and a stable treatment is achieved.
反応槽２では、嫌気性反応により発生するバイオガス（メタンガス）が反応槽２内を上昇して、反応槽２から気体出口５０を通って外部に排出されて回収される。反応槽２から回収されたバイオガスは、必要に応じて脱硫などのガス精製を行った後に、ボイラーなどで利用することができる。反応槽２は、３０℃〜４０℃を至適温度とした中温メタン発酵処理槽、５０℃〜６０℃を至適温度とした高温メタン発酵処理槽など、すべての温度範囲の嫌気性処理槽を制限無く用いることができる。 In the reaction tank 2, biogas (methane gas) generated by the anaerobic reaction rises in the reaction tank 2 and is discharged from the reaction tank 2 to the outside through the gas outlet 50 and recovered. The biogas recovered from the reaction vessel 2 can be used in a boiler or the like after performing gas purification such as desulfurization as needed. The reaction tank 2 includes an anaerobic treatment tank in the entire temperature range, such as a medium temperature methane fermentation treatment tank having an optimum temperature of 30 ° C to 40 ° C and a high temperature methane fermentation treatment tank having an optimum temperature of 50 ° C to 60 ° C. It can be used without limitation.
［反応槽２（嫌気性処理槽）の運転条件］
反応槽２が上向流型嫌気性処理槽の場合のＬＶは１ｍ／ｈ以上２０ｍ／ｈ以下、特に２ｍ／ｈ以上１０ｍ／ｈ以下が好ましい。反応槽２内を所定のＬＶに調整するために、嫌気性反応（メタン発酵）が行われた有機性廃水の一部を、反応槽２の下部に設けられている液体供給部４０に循環させることができる。循環させる有機性廃水は、反応槽２から流出した処理済みの有機性廃水や、担体を含む反応槽２内の有機性廃水でもよい。担体を含む反応槽２内の有機性廃水を循環させる場合には、循環ポンプ８には担体を破壊しないようなスネークポンプ等を使用することが好ましい。図２に示す案内壁２０と反応槽２の内面との間の固液分離流路６０には槽内中心部と比較して担体が少ないため、固液分離流路６０は有機性廃水の取り込み位置として好ましい。
[Operating conditions of reaction tank 2 (anaerobic treatment tank)]
When the reaction tank 2 is an upward flow type anaerobic treatment tank, the LV is preferably 1 m / h or more and 20 m / h or less, particularly preferably 2 m / h or more and 10 m / h or less. In order to adjust the inside of the reaction tank 2 to a predetermined LV, a part of the organic wastewater subjected to the anaerobic reaction (methane fermentation) is circulated to the liquid supply unit 40 provided in the lower part of the reaction tank 2. be able to. The organic wastewater to be circulated may be the treated organic wastewater flowing out from the reaction tank 2 or the organic wastewater in the reaction tank 2 containing the carrier. When the organic wastewater in the reaction vessel 2 containing the carrier is circulated, it is preferable to use a snake pump or the like for the circulation pump 8 so as not to destroy the carrier. Since the solid-liquid separation flow path 60 between the guide wall 20 and the inner surface of the reaction tank 2 shown in FIG. 2 has less carriers than the central portion in the tank, the solid-liquid separation flow path 60 takes in organic wastewater. Preferred as a position.
反応槽２の設計負荷（ＣＯＤＣｒ容積負荷）は、被処理液である有機性廃水の性状に依存するが、１〜５０ｋｇ／（ｍ３・ｄ）の範囲とすることができる。グラニュール汚泥では内部に気泡を抱えて浮上したり、過大なガス撹拌によりグラニュール汚泥が解体したりすることがあるため、高負荷処理は困難であるが、担体を利用することで、より高負荷処理が可能となる。 The design load (COD Cr volumetric load) of the reaction tank 2 depends on the properties of the organic wastewater as the liquid to be treated, but can be in the range of 1 to 50 kg / (m 3 · d). Granule sludge may float with air bubbles inside, or granule sludge may be disassembled due to excessive gas agitation, so high-load treatment is difficult, but it is higher by using a carrier. Load processing becomes possible.
［担体］
担体自体は図示していないが、担体は投入口（図示せず）から反応槽２内に投入され、有機性廃水とともに流動させる。担体は、嫌気性微生物を担持して、担体表面で嫌気性微生物を繁殖させることができるものであれば特に制限無く用いることができる。
担体の形状は、球状、円柱状、直方体、中空状などいずれの形状でもよいが、嫌気性微生物の担持量、繁殖した嫌気性微生物と有機性廃水との接触効率、反応槽２内での担体の保持量などを考慮して、特に球状が好ましい。
[Carrier]
Although the carrier itself is not shown, the carrier is charged into the reaction vessel 2 from a charging port (not shown) and is allowed to flow together with organic wastewater. The carrier can be used without particular limitation as long as it supports anaerobic microorganisms and can propagate anaerobic microorganisms on the surface of the carrier.
The shape of the carrier may be any of spherical, columnar, rectangular parallelepiped, hollow, etc., but the amount of anaerobic microorganisms supported, the contact efficiency between the propagated anaerobic microorganisms and organic wastewater, the carrier in the reaction tank 2 A spherical shape is particularly preferable in consideration of the holding amount of the above.
担体の寸法は、平均値（球状粒子の場合には中位径ｄ５０、他の形状の場合には最大寸法と最小寸法との算術平均値）で０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、特に２ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましい。
担体は、嫌気性微生物が付着しやすい細孔を有する多孔質担体であることが好ましく、細孔径は１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
The average value of the carrier (in the case of spherical particles, the median diameter d50, and in the case of other shapes, the arithmetic mean value of the maximum and minimum dimensions) is preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, and particularly 2 mm or more. 6 mm or less is preferable.
The carrier is preferably a porous carrier having pores to which anaerobic microorganisms are easily attached, and the pore diameter is preferably 1 μm or more and 100 μm or less, and particularly preferably 5 μm or more and 50 μm or less.
また、反応槽２内にて担体を流動させるためには、未使用の担体を充填した直径８０ｍｍの円筒カラムに清水を上向流で上昇線速度（ＬＶ）を１ｍ／ｈ以上２０ｍ／ｈ以下で通水した場合の膨張率（投入時担体高さに対する通水時担体高さ）が、１０５％以上１５０％以下、特にＬＶ２ｍ／ｈ以上１５ｍ／ｈ以下で通水した場合の膨張率１１０％以上１３０％以下となる担体が好ましい。
担体の素材は、嫌気性微生物が付着すればどのような素材でも良いが、上述の諸要件を充足することから、特に活性炭、ポリビニルアルコール、エチレングリコールなどが好ましい。
Further, in order to allow the carrier to flow in the reaction vessel 2, the rising linear velocity (LV) is 1 m / h or more and 20 m / h or less by flowing fresh water upward on a cylindrical column having a diameter of 80 mm filled with an unused carrier. The expansion rate (carrier height during water flow relative to the carrier height at the time of injection) is 105% or more and 150% or less, and in particular, the expansion rate when water is passed at LV 2 m / h or more and 15 m / h or less is 110%. A carrier having a content of 130% or more is preferable.
The material of the carrier may be any material as long as it has anaerobic microorganisms attached to it, but activated carbon, polyvinyl alcohol, ethylene glycol and the like are particularly preferable because the above-mentioned requirements are satisfied.
［有機性廃水］
本実施形態の嫌気性処理方法により処理できる有機性廃水のＣＯＤＣｒは特に限定されるものではなく、１００ｍｇ／Ｌ以上５０，０００ｍｇ／Ｌ以下の範囲の有機物濃度が低濃度乃至高濃度の有機性廃水に適用することができる。有機物濃度が高濃度の有機性廃水の場合には、原水成分の阻害を緩和するために適宜希釈することが好ましい。
[Organic wastewater]
The COD Cr of organic wastewater that can be treated by the anaerobic treatment method of the present embodiment is not particularly limited, and the organic matter concentration in the range of 100 mg / L or more and 50,000 mg / L or less is low to high concentration of organic matter. It can be applied to wastewater. In the case of organic wastewater having a high concentration of organic matter, it is preferable to dilute it appropriately in order to alleviate the inhibition of raw water components.
本実施形態の嫌気性処理方法は、グラニュール汚泥を維持できない組成の有機性廃水の処理に特に有用である。例えば、グラニュール汚泥の強度が低下してグラニュール汚泥を維持できないエタノール、メタノール、酢酸などの炭素数５以下の低分子有機物を含む有機性廃水や、グラニュール汚泥を解体させてしまう配管洗浄剤、キレート剤、殺菌剤などを含む飲料工場などからの有機性廃水などの処理に効果的である。 The anaerobic treatment method of the present embodiment is particularly useful for treating organic wastewater having a composition that cannot maintain granule sludge. For example, organic wastewater containing low-molecular-weight organic substances having 5 or less carbon atoms such as ethanol, methanol, and acetic acid, which cannot maintain the granule sludge due to a decrease in the strength of the granule sludge, and a pipe cleaning agent that disassembles the granule sludge. It is effective in treating organic wastewater from beverage factories containing chelating agents, bactericides, etc.
図１には、有機性廃水は、酸発酵槽１にて酸発酵処理した後、反応槽２に流入する処理フローを示すが、酸発酵処理は必須ではない。すでに酸発酵が十分進行している有機性廃水や、酸発酵処理を行わずに反応槽２のみで処理可能な有機性廃水の場合には酸発酵槽１を用いる必要はない。例えば、有機性廃水ＣＯＤＣｒに対する炭素数５以下の有機酸のＣＯＤＣｒ換算値の合計が４０％以上を占める有機性廃水や、メタノールやホルムアルデヒドなど炭素数１の低分子有機物が有機性廃水ＣＯＤＣｒの７０％以上を占める有機性廃水の場合には、酸発酵処理は不要である。酸発酵処理を行う場合には、酸発酵槽１では酸生成菌に適したｐＨである５．５以上となるようにアルカリ剤でｐＨ調整を行う。メタン発酵処理水を酸発酵槽１に循環することで、メタン発酵処理水に含まれるアルカリ成分によってアルカリ剤添加量を削減することもできる。酸発酵槽１の滞留時間は、有機性廃水中に含まれる成分によって２時間以上４８時間以下の範囲で適宜決定することができるが、分解しやすい糖質成分を含む場合は２時間以上６時間以下とすることが多い。 FIG. 1 shows a treatment flow in which organic wastewater is acid-fermented in the acid fermentation tank 1 and then flows into the reaction tank 2, but the acid fermentation treatment is not essential. It is not necessary to use the acid fermentation tank 1 in the case of organic wastewater in which acid fermentation has already sufficiently progressed or organic wastewater that can be treated only in the reaction tank 2 without performing the acid fermentation treatment. For example, organic wastewater in which the total COD Cr conversion value of organic acids having 5 or less carbon atoms to organic wastewater COD Cr accounts for 40% or more, and low-molecular-weight organic substances having 1 carbon atom such as methanol and formaldehyde are organic wastewater COD Cr. In the case of organic wastewater, which accounts for 70% or more of the water, no acid fermentation treatment is required. When the acid fermentation treatment is performed, the pH of the acid fermentation tank 1 is adjusted with an alkaline agent so that the pH is 5.5 or higher, which is suitable for acid-producing bacteria. By circulating the methane fermentation-treated water to the acid fermentation tank 1, the amount of the alkaline agent added can be reduced by the alkaline component contained in the methane fermentation-treated water. The residence time of the acid fermenter 1 can be appropriately determined in the range of 2 hours or more and 48 hours or less depending on the components contained in the organic wastewater, but when it contains a easily decomposable sugar component, it is 2 hours or more and 6 hours. It is often as follows.
[ガスコレクタ１０]
ガスコレクタ１０は、図２および図３に示す様に、上端と下端が開口しており、上部出口１０ｂと下部入口１０ａを構成する。下部入口１０ａは上部出口１０ｂよりも大きく、ガスコレクタ１０の屋根１１は、傘又は円錐台の形状を有している。本実施形態では、ガスコレクタ１０の屋根１１は、円錐台の形状を有する。
[Gas collector 10]
As shown in FIGS. 2 and 3, the gas collector 10 has an upper end and a lower end open, and constitutes an upper outlet 10b and a lower inlet 10a. The lower inlet 10a is larger than the upper outlet 10b, and the roof 11 of the gas collector 10 has the shape of an umbrella or a truncated cone. In this embodiment, the roof 11 of the gas collector 10 has the shape of a truncated cone.
ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂは液面よりも下方に位置する。その上部出口１０ｂは、反応槽２の底部から液面までの高さの７０％以上９０％以下に位置する。このような位置とすることで、ガスコレクタ１０内を上昇した有機性廃水および担体が液面から勢いよく飛散することを防止し、水流のエネルギーが消費されることを防ぐことができる。結果として、案内壁２０に向かう有機性廃水の強い流れを形成できる。ガスコレクタ１０の下部入口１０ａは、反応槽２の底部から液面までの高さの３０％以上６５％以下に位置する。下部入口１０ａの面積は、反応槽２の水平方向の断面積の４０％以上８０％以下を占める。上部出口１０ｂの直径は、下部入口１０ａの直径の１．５倍以上、３倍以下とする。このような寸法とすることで、有機性廃水内の担体および気泡をガスコレクタ１０内に取り入れつつ、ガスコレクタ１０の鉛直流路１２ａ内で担体を高い速度で流すことができる。 The upper outlet 10b of the gas collector 10 is located below the liquid level. The upper outlet 10b is located at 70% or more and 90% or less of the height from the bottom of the reaction tank 2 to the liquid surface. With such a position, it is possible to prevent the organic wastewater and the carrier that have risen in the gas collector 10 from being vigorously scattered from the liquid surface, and to prevent the energy of the water flow from being consumed. As a result, a strong flow of organic wastewater towards the guide wall 20 can be formed. The lower inlet 10a of the gas collector 10 is located at 30% or more and 65% or less of the height from the bottom of the reaction tank 2 to the liquid level. The area of the lower inlet 10a occupies 40% or more and 80% or less of the horizontal cross-sectional area of the reaction tank 2. The diameter of the upper outlet 10b shall be 1.5 times or more and 3 times or less the diameter of the lower inlet 10a. With such dimensions, the carrier and air bubbles in the organic wastewater can be taken into the gas collector 10 while the carrier can flow at a high speed in the vertical DC path 12a of the gas collector 10.
ガスコレクタ１０の屋根１１の水平方向に対する角度は、４５°以上７５°以下である。このような角度とすることにより、担体は屋根１１の上面に堆積しにくく、かつガスコレクタ１０の全体の高さが過度に大きくなることを防ぐ。 The angle of the roof 11 of the gas collector 10 with respect to the horizontal direction is 45 ° or more and 75 ° or less. By setting such an angle, the carrier is less likely to be deposited on the upper surface of the roof 11, and the overall height of the gas collector 10 is prevented from becoming excessively large.
[案内壁２０（固液分離部）]
案内壁２０の下端は、ガスコレクタ１０の上部出口１０ｂよりも低く、かつ下部入口１０ａよりも高い位置にある。反応槽２の内面と案内壁２０の外面との間に形成される流路６０は、固液分離流路として機能する。固液分離流路６０内での有機性廃水の平均上昇流速は、８ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）以上、１００ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）以下である。平均上昇流速の単位ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）は、単位時間当たりに水平断面１ｍ２を流れる液体の体積を表す。反応槽２の側壁の上部には、固液分離流路６０に連通する液体流出口１７が少なくとも１つ設けられる。液体流出口１７は複数設けられてもよい。処理された有機性廃水は、液体流出口１７を通って反応槽２から排出される。整流効果を高めるため越流堰を設けることが好ましい。
[Guide wall 20 (solid-liquid separation part)]
The lower end of the guide wall 20 is lower than the upper outlet 10b of the gas collector 10 and higher than the lower inlet 10a. The flow path 60 formed between the inner surface of the reaction tank 2 and the outer surface of the guide wall 20 functions as a solid-liquid separation flow path. The average ascending flow velocity of organic wastewater in the solid-liquid separation flow path 60 is 8 m 3 / (m 2 · hr) or more and 100 m 3 / (m 2 · hr) or less. The unit m 3 / (m 2 · hr) of the average rising flow velocity represents the volume of the liquid flowing in the horizontal cross section 1 m 2 per unit time. At least one liquid outlet 17 communicating with the solid-liquid separation flow path 60 is provided above the side wall of the reaction tank 2. A plurality of liquid outlets 17 may be provided. The treated organic wastewater is discharged from the reaction tank 2 through the liquid outlet 17. It is preferable to provide an overflow weir in order to enhance the rectifying effect.
[バッフル３０]
バッフル３０の全体は、ガスコレクタ１０の下部入口１０ａよりも低い位置にある。バッフル３０は、反応槽２の内面から中央に向かって延び、バッフル３０の中央に開口部３０ｃを有する環状とする。バッフル３０は、反応槽２の底部からガスコレクタ１０の下部入口１０ａまでの高さの６０％以上９０％以下に配置される。このような位置とすることで、バッフル３０は、反応槽２の下部で発生した気泡をガスコレクタ１０に導くことができ、固液分離流路６０への気泡の侵入を防ぐことができる。バッフル３０の水平方向の断面積は、固液分離流路６０の水平方向の断面積の８０％以上である。バッフル３０の開口部３０ｃは、ガスコレクタ１０の下部入口１０ａと同じ大きさか、ガスコレクタ１０の下部入口１０ａよりも小さい。
[Baffle 30]
The entire baffle 30 is located lower than the lower inlet 10a of the gas collector 10. The baffle 30 extends from the inner surface of the reaction vessel 2 toward the center, and has an annular shape having an opening 30c in the center of the baffle 30. The baffle 30 is arranged at 60% or more and 90% or less of the height from the bottom of the reaction tank 2 to the lower inlet 10a of the gas collector 10. With such a position, the baffle 30 can guide the bubbles generated in the lower part of the reaction tank 2 to the gas collector 10, and can prevent the bubbles from entering the solid-liquid separation flow path 60. The horizontal cross-sectional area of the baffle 30 is 80% or more of the horizontal cross-sectional area of the solid-liquid separation flow path 60. The opening 30c of the baffle 30 is the same size as the lower inlet 10a of the gas collector 10 or smaller than the lower inlet 10a of the gas collector 10.
以下、図４の表に示す実施例及び比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。図５乃至図７は、図４の比較例１〜６の構成を示す図である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples shown in the table of FIG. 5 to 7 are diagrams showing the configuration of Comparative Examples 1 to 6 of FIG.
内径３．４ｍ、高さ１０ｍの円筒形の反応槽２とし、液体の供給流量９２ｍ３／ｄ、液体の循環流量９６６ｍ３／ｄ、ガス発生量６３４ｍ３／ｄおよび６３ｍ３／ｄとして水とガスの２相で流体シミュレーションを行った。ガス発生量６３４ｍ３／ｄの場合では、メタン発酵におけるＣＯＤＣｒ容積負荷を２０ｋｇ／（ｍ３・ｄ）に設定した。ガス発生量６３ｍ３／ｄの場合では、メタン発酵処理におけるＣＯＤＣｒ容積負荷を２ｋｇ／（ｍ３・ｄ）、もしくは窒素容積負荷を１ｋｇ／（ｍ３・ｄ）に設定した。使用ソフトウェアは、Fluent ver18.0、乱流モデルはk-ε standard、計算方法は圧力-速度連成、疑似非定常オプションを利用し、残渣が安定した計算回数３０００〜５０００回で評価を行った。 A cylindrical reaction tank 2 with an inner diameter of 3.4 m and a height of 10 m is used, and the liquid supply flow rate is 92 m 3 / d, the liquid circulation flow rate is 966 m 3 / d, and the gas generation amount is 634 m 3 / d and 63 m 3 / d. A fluid simulation was performed with two phases of gas. In the case of gas generation amount of 634 m 3 / d, the CODECr volume load in methane fermentation was set to 20 kg / (m 3 · d). In the case of the gas generation amount of 63 m 3 / d, the COD Cr volume load in the methane fermentation treatment was set to 2 kg / (m 3 · d), or the nitrogen volume load was set to 1 kg / (m 3 · d). The software used was Fluent ver18.0, the turbulence model was k-ε standard, the calculation method was pressure-velocity coupling, and the pseudo-unsteady option was used, and the residue was evaluated with stable calculations 3000 to 5000 times. ..
ガスコレクタ１０の高さは２．５ｍ、上部出口１０ｂの直径は１．２ｍ、下部入口１０ａの直径は２．４ｍ、ガスコレクタ１０の上部を構成する流路構造体１２は高さ１．１ｍで鉛直の円筒であり、ガスコレクタ１０の下部を構成する屋根１１の高さは１．３ｍであった。案内壁２０は、内径２．２ｍの円筒形で、案内壁２０の下端は液面下２．０ｍに位置させた。バッフル３０の外側は、反応槽２の内面に接し、バッフル３０の開口部３０ｃの直径は２．２ｍ、バッフル３０の下面３０ａの傾斜角度は１５°であった。 The height of the gas collector 10 is 2.5 m, the diameter of the upper outlet 10b is 1.2 m, the diameter of the lower inlet 10a is 2.4 m, and the flow path structure 12 constituting the upper part of the gas collector 10 is 1.1 m in height. It is a vertical cylinder, and the height of the roof 11 constituting the lower part of the gas collector 10 was 1.3 m. The guide wall 20 has a cylindrical shape with an inner diameter of 2.2 m, and the lower end of the guide wall 20 is located 2.0 m below the liquid level. The outside of the baffle 30 was in contact with the inner surface of the reaction tank 2, the diameter of the opening 30c of the baffle 30 was 2.2 m, and the inclination angle of the lower surface 30a of the baffle 30 was 15 °.
ガスコレクタ１０、案内壁２０、バッフル３０の３要素を備えた実施例、２要素および１要素を備えた比較例について、流体シミュレーションを行った。評価は、液体流出口１７から０．５ｍ下方の位置における固液分離流路６０内の液体の流れ方向、流速、気泡含有率をもとに行った。各項目での評価基準は、担体が鉛直方向に沈降できるよう液体の流れ方向が上であること、担体の沈降速度より液体の流速が小さいこと、ガス撹拌をもたらす気泡含有率が少ないこと、とした。 A fluid simulation was performed on an example having three elements of a gas collector 10, a guide wall 20, and a baffle 30, and a comparative example having two elements and one element. The evaluation was performed based on the flow direction, the flow velocity, and the bubble content of the liquid in the solid-liquid separation flow path 60 at a position 0.5 m below the liquid outlet 17. The evaluation criteria for each item are that the flow direction of the liquid is upward so that the carrier can settle in the vertical direction, the flow velocity of the liquid is smaller than the settling speed of the carrier, and the content of bubbles that bring about gas agitation is low. did.
実施例１ではガス発生量６３４ｍ３／ｄとした。ガスコレクタ１０により強い上向流が形成され、案内壁２０付近では下向流が形成された。さらにバッフル３０により反応槽２の下部に存在する気泡が反応槽２の中央部に誘導されることで、固液分離流路６０内の流れ方向は上、流速は０．０２ｍ／ｓ、気泡含有率は０．００１未満であり、良好な結果が得られた。 In Example 1, the amount of gas generated was 634 m 3 / d. A strong upward flow was formed by the gas collector 10, and a downward flow was formed near the guide wall 20. Further, the baffle 30 guides the bubbles existing in the lower part of the reaction tank 2 to the central part of the reaction tank 2, so that the flow direction in the solid-liquid separation flow path 60 is upward, the flow velocity is 0.02 m / s, and the bubbles are contained. The rate was less than 0.001 and good results were obtained.
実施例２ではガス発生量６３ｍ３／ｄとした。ガス発生量が少ない条件でもガスコレクタ１０により強い上向流が形成され、案内壁２０付近では下向流が形成された。さらにバッフル３０により反応槽２の下部に存在する気泡が反応槽２の中央部に誘導されることで、固液分離流路６０内の流れ方向は上、流速は０．０２ｍ／ｓ、気泡含有率は０．００１未満であり、良好な結果が得られた。 In Example 2, the amount of gas generated was 63 m 3 / d. A strong upward flow was formed by the gas collector 10 even under the condition that the amount of gas generated was small, and a downward flow was formed in the vicinity of the guide wall 20. Further, the baffle 30 guides the bubbles existing in the lower part of the reaction tank 2 to the central part of the reaction tank 2, so that the flow direction in the solid-liquid separation flow path 60 is upward, the flow velocity is 0.02 m / s, and the bubbles are contained. The rate was less than 0.001 and good results were obtained.
比較例１〜６の構成は図５乃至図７に示す通りである。いずれもガス発生量６３４ｍ３／ｄとした。
比較例１は、バッフル３０がないことで、固液分離流路６０に気泡が流入し、上述した実施例１，２よりも気泡含有率が増加した。
比較例２は、案内壁２０がないことで、ガスコレクタ１０から流出した液体が液体流出口１７に直接あたり、液体流出口１７付近での流れ方向が下になった。
比較例３は、ガスコレクタ１０がないことで、強い上昇流が形成されず、固液分離流路６０にも気泡が流入することで上昇流が形成され、上述した実施例１，２よりも固液分離流路６０での流速が増加した。
比較例４は、バッフル３０および案内壁２０がないことで、ガスコレクタ１０から流出した液体が液体流出口１７に直接あたり、液体流出口１７付近での流れ方向が下になった。
比較例５は、バッフル３０およびガスコレクタ１０がないことで、旋回流は形成されず流速は小さいが、気泡含有率がもっとも大きかった。
比較例６は、案内壁２０およびガスコレクタ１０がないことで、不完全な旋回流が形成され、旋回流が液体流出口１７に直接あたり、液体流出口１７付近での流れ方向が下になった。
The configurations of Comparative Examples 1 to 6 are as shown in FIGS. 5 to 7. In each case, the amount of gas generated was 634 m 3 / d.
In Comparative Example 1, since there was no baffle 30, bubbles flowed into the solid-liquid separation flow path 60, and the bubble content was increased as compared with Examples 1 and 2 described above.
In Comparative Example 2, since the guide wall 20 was not provided, the liquid flowing out from the gas collector 10 directly hit the liquid outlet 17, and the flow direction in the vicinity of the liquid outlet 17 was lowered.
In Comparative Example 3, since there is no gas collector 10, a strong ascending flow is not formed, and an ascending flow is formed by the inflow of bubbles into the solid-liquid separation flow path 60, as compared with Examples 1 and 2 described above. The flow velocity in the solid-liquid separation flow path 60 increased.
In Comparative Example 4, since the baffle 30 and the guide wall 20 were not provided, the liquid flowing out from the gas collector 10 directly hit the liquid outlet 17, and the flow direction in the vicinity of the liquid outlet 17 was lowered.
In Comparative Example 5, since the baffle 30 and the gas collector 10 were not provided, a swirling flow was not formed and the flow velocity was small, but the bubble content was the highest.
In Comparative Example 6, since the guide wall 20 and the gas collector 10 are not provided, an incomplete swirling flow is formed, the swirling flow directly hits the liquid outlet 17, and the flow direction near the liquid outlet 17 is downward. It was.
図８および図９に実施例および比較例における反応槽２の垂直断面のガス体積分率を示し、図１０に反応槽２内の液体の流れを示す流体シミュレーション結果を示す。図８および図９に示すガス体積分率から、実施例では、比較例に比べて、液体流出口１７の付近にガスが多く存在することが分かる。また、図１０に示す流体シミュレーションの結果は、反応槽２の上部と下部に形成された２つの旋回流がバッフル３０によって区分けされていること、ガスコレクタ１０内に強い上向流が形成されていること、および固液分離流路６０内には低速の上向流が形成されていることを示している。 8 and 9 show the gas volume fraction of the vertical cross section of the reaction tank 2 in Examples and Comparative Examples, and FIG. 10 shows the fluid simulation result showing the flow of the liquid in the reaction tank 2. From the gas volume fractions shown in FIGS. 8 and 9, it can be seen that in the examples, more gas is present in the vicinity of the liquid outlet 17 than in the comparative example. Further, the result of the fluid simulation shown in FIG. 10 shows that the two swirling flows formed in the upper part and the lower part of the reaction tank 2 are separated by the baffle 30, and a strong upward flow is formed in the gas collector 10. This indicates that a low-speed upward flow is formed in the solid-liquid separation flow path 60.
本発明は、上述した実施形態に係る有機性廃水からメタンガスを生成する技術のみならず、下水などの廃水から窒素を除去する嫌気性アンモニア酸化処理にも適用することができる。嫌気性アンモニア酸化処理は、嫌気性条件下で被処理液中のアンモニア性窒素を、嫌気性アンモニア酸化菌の働きにより窒素ガスに変換する脱窒処理である。 The present invention can be applied not only to the technique for generating methane gas from organic wastewater according to the above-described embodiment, but also to anaerobic ammonia oxidation treatment for removing nitrogen from wastewater such as sewage. The anaerobic ammonia oxidation treatment is a denitrification treatment in which ammonia nitrogen in the liquid to be treated is converted into nitrogen gas by the action of anaerobic ammonia-oxidizing bacteria under anaerobic conditions.
図１１は、図２および図３に示す反応槽を備えた嫌気性処理装置の他の実施形態を示す模式図である。図１１の実施形態は、嫌気性アンモニア酸化処理を実行するための嫌気性処理装置である。図１１に示す嫌気性処理装置は、亜硝酸化槽５１と、亜硝酸化槽５１に接続された沈降槽５２と、沈降槽５２を介して亜硝酸化槽５１に接続された反応槽（脱窒槽または嫌気性アンモニア酸化槽）２とを備える。反応槽２の構成は、図２および図３を参照して説明した上記実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 11 is a schematic view showing another embodiment of the anaerobic treatment apparatus provided with the reaction tanks shown in FIGS. 2 and 3. The embodiment of FIG. 11 is an anaerobic treatment apparatus for performing an anaerobic ammonia oxidation treatment. The anaerobic treatment apparatus shown in FIG. 11 includes a nitrite tank 51, a settling tank 52 connected to the nitrite tank 51, and a reaction tank (de-nitrite) connected to the nitrite tank 51 via the settling tank 52. It is provided with a nitric acid tank or an anaerobic ammonia oxidation tank) 2. Since the configuration of the reaction vessel 2 is the same as the configuration of the above-described embodiment described with reference to FIGS. 2 and 3, the duplicate description thereof will be omitted.
亜硝酸化槽５１内には、散気装置５３から空気が供給される。亜硝酸化槽５１では、被処理液（原水）中に含まれるアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）の一部を亜硝酸菌の働きにより、亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）に変換する部分亜硝酸化処理が行われる。部分亜硝酸化処理では、アンモニア酸化菌を安定して亜硝酸化槽５１内に維持することが望ましい。アンモニア酸化菌を安定して維持するための方法としては、亜硝酸化槽５１内にアンモニア酸化菌を付着固定できる担体を添加すること等が挙げられる。 Air is supplied from the air diffuser 53 into the nitrite tank 51. In the nitrite tank 51, a part of ammoniacal nitrogen (NH 4- N) contained in the liquid to be treated (raw water) is converted into nitrite nitrogen (NO 2- N) by the action of nitrite bacteria. Partial nitrite treatment is performed. In the partial nitrite treatment, it is desirable to stably maintain the ammonia-oxidizing bacteria in the nitrite tank 51. Examples of a method for stably maintaining the ammonia-oxidizing bacteria include adding a carrier capable of adhering and fixing the ammonia-oxidizing bacteria into the nitrite tank 51.
亜硝酸化槽５１に充填する担体としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、光硬化性樹脂等の合成高分子、カラギーナン、アルギン酸ソーダ等の高分子を用いたゲル担体、ポリエチレンやポリウレタン、ポリポロピレン等からなる担体、或いは活性炭からなる担体などが挙げられる。 As the carrier to be filled in the nitrite tank 51, a gel carrier using synthetic polymers such as polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylamide and photocurable resin, and polymers such as carrageenan and sodium alginate. , A carrier made of polyethylene, polyurethane, polypolopylene, etc., a carrier made of activated carbon, or the like.
担体の形状としては球形、四角形、円筒形の何れも使用可能であり、その有効径は、亜硝酸化槽５１の出口に設けられたスクリーンにより安定して分離できる２〜２０ｍｍであり、より好ましくは３〜１５ｍｍ、更に好ましくは３〜１０ｍｍである。担体比重は曝気状態において均一に流動可能となる１．０１〜１．１５、より好ましくは１．０１〜１．１０、更に好ましくは１．０１〜１．０５である。担体充填量は均一に混合流動可能となる５〜３０Ｖ％であるのが好ましく、より好ましくは１０〜２０Ｖ％である。 As the shape of the carrier, any of spherical, quadrangular, and cylindrical shapes can be used, and the effective diameter thereof is 2 to 20 mm, which can be stably separated by a screen provided at the outlet of the nitrite tank 51, which is more preferable. Is 3 to 15 mm, more preferably 3 to 10 mm. The carrier specific gravity is 1.01 to 1.15, more preferably 1.01 to 1.10, and even more preferably 1.01 to 1.05, which enables uniform flow in the aerated state. The carrier filling amount is preferably 5 to 30 V%, which enables uniform mixing and flow, and more preferably 10 to 20 V%.
亜硝酸化槽５１では、担体添加と浮遊活性汚泥の共存が望ましい。浮遊活性汚泥の共存により、亜硝酸化槽５１に流入する被処理液の水質が変動しても、活性汚泥処理による平均化が可能である。そのため、アンモニア酸化菌付着の微生物担体への影響がほとんど無く、安定した亜硝酸化処理が得られる。 In the nitrite tank 51, it is desirable to add a carrier and coexist with suspended activated sludge. Even if the water quality of the liquid to be treated that flows into the nitrite tank 51 fluctuates due to the coexistence of suspended activated sludge, averaging by activated sludge treatment is possible. Therefore, stable nitrite treatment can be obtained with almost no effect of ammonia-oxidizing bacteria on the microbial carrier.
沈降槽５２では、亜硝酸化処理液中に含まれる浮遊活性汚泥を沈降分離する。浮遊活性汚泥が除去された亜硝酸化処理液は、脱窒槽である反応槽２へ送られる。沈降槽５２内で沈降分離された汚泥の一部は返送汚泥として亜硝酸化槽５１へ供給可能である。沈降槽５２内で発生する余剰汚泥の一部は汚泥処理設備へ送られる。沈降槽５２はなくてもよいが、沈降槽５２を設置することでより安定した処理が可能である。 In the settling tank 52, the suspended activated sludge contained in the nitrite treatment liquid is settled and separated. The nitrite treatment liquid from which the suspended activated sludge has been removed is sent to the reaction tank 2 which is a denitrification tank. A part of the sludge settled and separated in the settling tank 52 can be supplied to the nitrite tank 51 as return sludge. A part of the excess sludge generated in the settling tank 52 is sent to the sludge treatment facility. The settling tank 52 may not be provided, but more stable processing can be achieved by installing the settling tank 52.
反応槽２は、浮遊活性汚泥分離後の亜硝酸化処理液中のアンモニア性窒素を、担体に付着した嫌気性微生物である嫌気性アンモニア酸化菌を用いて嫌気的に酸化処理する。アンモニア酸化菌が付着した担体は、反応槽２の頂部に設けられた図示しない投入口から反応槽２内に投入される。担体は、アンモニア酸化菌を担持できるものであれば特に制限無く用いることができる。嫌気性アンモニア酸化菌の働きにより反応槽２内には窒素が発生し、窒素ガスからなる気泡が発生する。反応槽２内では、図２および図３を参照して説明したように、気泡および担体の旋回流が発生する。気泡は、窒素ガスとして液面から放出され、その一方で、処理された液体は反応槽２から流出する。 In the reaction tank 2, the ammoniacal nitrogen in the nitrite treatment liquid after the separation of the suspended activated sludge is anaerobicly oxidized using anaerobic ammonia-oxidizing bacteria which are anaerobic microorganisms adhering to the carrier. The carrier to which the ammonia-oxidizing bacteria are attached is charged into the reaction tank 2 from a charging port (not shown) provided at the top of the reaction tank 2. The carrier can be used without particular limitation as long as it can support ammonia-oxidizing bacteria. Nitrogen is generated in the reaction tank 2 by the action of anaerobic ammonia-oxidizing bacteria, and bubbles composed of nitrogen gas are generated. In the reaction vessel 2, swirling flows of bubbles and carriers are generated as described with reference to FIGS. 2 and 3. The bubbles are released from the liquid surface as nitrogen gas, while the treated liquid flows out of the reaction vessel 2.
このように、本発明の反応槽は、有機性廃水からメタンガスを生成する処理のみならず、被処理液から窒素を除去する嫌気性アンモニア酸化処理にも適用することが可能である。 As described above, the reaction vessel of the present invention can be applied not only to the treatment of producing methane gas from organic wastewater but also to the anaerobic ammonia oxidation treatment of removing nitrogen from the liquid to be treated.
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally performed by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is construed in the broadest range according to the technical idea defined by the claims.
１ 酸発酵槽
２ 反応槽
５ 移送ライン
６ 移送ポンプ
７ 循環ライン
８ 循環ポンプ
１０ ガスコレクタ
１０ａ 下部入口
１０ｂ 上部出口
１１ 屋根
１２ 流路構造体
１２ａ 鉛直流路
２０ 案内壁
３０ バッフル
４０ 液体供給部
４１ 供給口
６０ 固液分離流路
1 Acid fermenter 2 Reaction tank 5 Transfer line 6 Transfer pump 7 Circulation line 8 Circulation pump 10 Gas collector 10a Lower inlet 10b Upper outlet 11 Roof 12 Flow path structure 12a Plumb bob 20 Guide wall 30 Baffle 40 Liquid supply section 41 Supply Port 60 Solid-liquid separation flow path
Claims (10)
前記反応槽内に配置され、下部入口および上部出口を有するガスコレクタと、
前記ガスコレクタの前記上部出口を囲むように配置され、前記ガスコレクタの前記上部出口から流出した前記担体および前記被処理液を下方に案内する案内壁と、
前記ガスコレクタの下方に配置され、前記反応槽の内面に固定されたバッフルと、
前記バッフルの下方に位置する液体供給部を備え、
前記液体供給部は、前記反応槽の前記底面を向いた供給口を有しており、前記供給口は前記反応槽の前記底面の中央に位置しており、
前記ガスコレクタは、外側に向かって下方に傾斜した屋根と、前記屋根の頂部から上方に延びる流路構造体を有し、
前記案内壁の上端は前記反応槽の液体流出口よりも高い位置にあり、
前記バッフルは、前記ガスコレクタの前記下部入口の下方に位置する開口部を有する、嫌気性処理装置。 A reaction tank with a bottom surface that anaerobicly treats the liquid to be treated with anaerobic microorganisms attached to the carrier to generate gas.
A gas collector arranged in the reaction vessel and having a lower inlet and an upper outlet,
A guide wall arranged so as to surround the upper outlet of the gas collector and guiding the carrier and the liquid to be treated downward from the upper outlet of the gas collector.
A baffle placed below the gas collector and fixed to the inner surface of the reaction vessel,
A liquid supply unit located below the baffle is provided.
The liquid supply unit has a supply port facing the bottom surface of the reaction vessel, and the supply port is located at the center of the bottom surface of the reaction vessel.
The gas collector has a roof that slopes downward toward the outside and a flow path structure that extends upward from the top of the roof.
The upper end of the guide wall is located higher than the liquid outlet of the reaction tank.
The baffle is an anaerobic treatment device having an opening located below the lower inlet of the gas collector.
前記嫌気性微生物により前記被処理液を嫌気性処理してガスを発生させる、嫌気性処理方法。 The carrier to which the anaerobic microorganisms are attached and the liquid to be treated are supplied into the reaction vessel of the anaerobic treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6.
An anaerobic treatment method in which the liquid to be treated is anaerobically treated with the anaerobic microorganism to generate gas.
前記固液分離流路内の前記被処理液の平均上昇流速は、８ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）以上１００ｍ３／（ｍ２・ｈｒ）以下である、請求項７に記載の嫌気性処理方法。 A solid-liquid separation flow path is formed between the inner surface of the reaction tank of the anaerobic treatment apparatus and the outer surface of the guide wall.
The anaerobic treatment according to claim 7, wherein the average ascending flow velocity of the liquid to be treated in the solid-liquid separation flow path is 8 m 3 / (m 2 · hr) or more and 100 m 3 / (m 2 · hr) or less. Method.
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