JPH01164493A - 微生物固定床式バイオリアクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水処理場において発生する汚泥等の嫌気性
消化を行うための、固定床式リアクターに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般的な活性汚泥法による下水処理においては、多量の
初沈汚泥および余剰汚泥を発生する。これらの汚泥は非
常に含水率が高く、濾過による脱水も困難であるから、
そのままでは廃棄も利用も困難である。そこで、微生物
を利用して生化学的に汚泥を分解することにより固形物
をなるべく少なくするとともに発生するメタンガスを有
効に利用するいわゆる嫌気性消化処理を行うことが多い
。そのための装置には種々のものがあるが、その多くは
、コンクリート等で建造された大型の槽と撹拌装置から
なり、汚泥を槽内に２０〜３０日間滞留させて徐々に分
解させるものである。しかしながら、このような従来の
消化槽では、標準的な中温消化すなわち消化温度３７℃
程度、滞留日数約３０日でも、ＶＳ（有機物）分解率は
５０〜５５％程度であり、非常に効率が悪い。

ところで嫌気性消化においては、消化を高速で進行させ
るためには一般に処理槽内の菌体濃度を高くするのが有
効である。そして、菌体濃度を高めるのに有効な手段の
一つとして、槽内にセラミックス、プラスチック等で作
られた担体を充填してその表面に菌体を付着させる方法
がある。この方式の消化法を実施する場合でも、菌体濃
度が特に高い状態を実現しようとするときは、消化槽内
にできるだけ細かい担体を多量に詰めた状態で用いるの
が有利である。しかしながら、そのような好ましい条件
を採用することは、汚泥のように有機物濃度が高い汚水
を処理しようとする場合にはきわめて困難である。すな
わち、高濃度汚水の処理においては嫌気性消化により発
生するガス（主にメタン、二酸化炭素）や担体から剥落
する菌体等処理中に遊離する固形物の量が多いから、そ
れらが狭い担体間の汚泥流路の一部を閉塞して消化能力
の低下を招き易い。

したがって、微生物固定床式リアクターは、従来、比較
的低濃度の有機物を含有する汚水の処理に採用されてい
たにすぎない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、微生物担体を使用する嫌気性消化のた
めの装置すなわち微生物固定床式バイオリアクターにお
ける上述のような担体間流路閉塞の問題を解決し、高能
率かつ安定した運転が可能なりアクタ−を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、微生物固定床式バイ１オリアクタ−において
、微生物固定担体の支持部材を上下動可能なようにバイ
オリアクター槽内に支持するとともに槽外に設けた機械
的振動発生手段と連結することにより微生物固定担体を
上下方向に振動させることができるようにしたことを特
徴とする。

担体の支持部材としては、被処理水が担体と接触しなが
ら槽内を一様に流れるのを妨げない材料および形状のも
のを用いる。担体がブロック状のものの場合、好ましい
支持部材は金網からなる筆状のものである。

担体の種類には制限がなく、従来のバイオリアクターに
おいて使用されているサドル型のもの、球型のもの、円
筒型のものなどを使用することができる。

機械的振動発生手段としては、振動数１０〜６０回／分
、振幅１０〜２００ｍｍ程度の低周波上下振動を担体支
持部材に生じさせることができるものであればよい（な
お、上下動だけでなく横方向の小振幅振動も生じさせる
ようなものであってもよい）。振動発生手段としては、
たとえば、空気圧もしくは油圧によるシリンダ、電動モ
ータ等を用いたもの等を採用することができる。

〔作用〕

本発明のバイオリアクターは、通常の固定床式バイオリ
アクターと同様、槽底部から被処理水を送り込み、固定
床中を上昇させながら消化を進め、有機物が減少した処
理水を頂部の排出口から排出させるが、その際、機械的
振動発生手段によって担体支持部材を（したがって担体
を）上下方向に振動させながら使用する（担体はその支
持部材と一体の集合体のまま上下動させる。

流動床化させるわけではない。）。これにより、担体表
面に対する被処理水の相対的流速が増して固定床中の閉
塞が生じにくくなり、たとえ生じてもすぐ破壊され、ま
た担体表面と被処理水との接触機会が増して反応効率が
向上する。

本発明のりアクタ−は、汚泥、その予備的処理物等、有
機物濃度の高い汚水の嫌気性消化に特にすぐれた処理能
力を示すが、他の、有機物濃度がそれほど高くはない汚
水の処理にも使用することができる。

〔実施例〕

図面に示した本発明の一実施例は、槽１の底部に被処理
水の供給口２および沈殿物排出口３を、また槽頂部に処
理水排出口４および発生ガス排出口５を、それぞれ設け
たうえ、本発明特有の微生物担体支持機構を付属させた
ものである。すなわち、サドル型の担体６は、底面まで
目の粗い金網で作られたくず筆状の担体支持部材７に収
納され、担体支持部材７はそのフレーム８の部分で支持
棒９により吊り下げられて空気圧式シリンダ１０に連結
されている。シリンダ１０および支持棒９は、担体支持
部材７を槽１の液面１１以下のところで数センチメート
ル上下動させることができるように構成されている。

このリアクターを用いて汚水の消化を行う場合は、供給
口２から被処理水を送り込み、担体支持部材７中の担体
６（常法によりその表面に微生物を固定しておく）と接
触させながら上昇させることにより消化を進め、有機物
が減少した処理水を排出口４から排出させるが、その際
、シンリンダ１−０を作動させて、担体支持部材７を（
したがって担体６を）上下方向に振動させる。振動は、
前述のような担体間閉塞の防止に有効な速度で、ただし
担体６上の微生物の好ましくない剥離が生じない程度に
する。固形物発生がそれほど多くない場合、振動は間欠
的にしてもよい。槽内で発生した沈降性固形物は、振動
により担体６からなる微生物固定床を離れて沈殿し、槽
ｌの底に堆積１２を形成する。この沈殿物は、ある程度
溜まった段階で、弁１３を開いて排出する。また消化に
より発生したガスは、やはり振動により細分化されなが
ら槽内を上昇し、ガス排出口５から排出される。

次に、このリアクターを用いて行なった消化実験につい
て説明する。

実験は下記の条件で行われた。

■　リアクター槽容積ニア０ｉ１ （直径３０ｃｍ、高さ１００ｃｍ） ■　担体：セラミックス製１寸法２インチ総量４２Ｃ（
直径２６ｃｍ、高さ８０　ｃｖａの支持部材に収容） ■　被処理水−都市下水処理汚泥を酸発酵処理した後３
０００Ｇで遠心分離して得られた上澄液有機物濃度：１
１．Ｏｇ／１１ 揮発性有機酸濃度：５．Ｏｇ＃ ■　担体支持部材の振動 振動数＝３０回／分（連続） ストローク：５０＋ａ＋ａ 上記実験および担体支持部材を振動させずに行なった比
較実験の結果は次のとおりであった。

測定項目　　　　　−！恍匹−比較例 有機物分解率（％）　　　　　　７５　　　　６１揮発
性有機酸除去率（％）　　　８６　　　　６９可溶性糖
除去率（％）　　　　　７９　　　　６５可溶性蛋白質
除去率（％）　　　７２　　　　６０ガス発生量（＋ｅ
ｌ／ＶＳ−ｇ）　　　　５４０　　　４１０〔発明の効
果〕 本発明の固定床式バイオリアクターは、上述のように微
生物担体を全体として上下に振動させることができるよ
うにしたものであるから、固定床内に固形物やガスによ
る閉塞が生じにくく、仮に生じても、能率が低下したり
大きな障害を生じたりする前にそれを解消させることが
でき、消化効率も優れている。

したがって本発明のバイオリアクターは、従来の同種装
置と違って担体間閉塞の恐れなしに担体を細かなものに
して消化性能をよくすることができ、また、有機物濃度
の高い汚水の嫌気性消化に用いても高度の性能を長期間
安定して示し、保守も容易であるなど、きわめて優れた
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例の内部を示す略図である。 １：槽　　　　　　　　　２：供給口 ３：沈殿物排出口　　　　４：排出口 ５：ガス排出口　　　　　６：担体 ７：担体支持部材　　　　８：フレーム９：支持棒　　
　　　　　ｌθニジリンダ１１：液面　　　　　　　　
１２：沈澱物堆積１３：弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　微生物固定床式バイオリアクターにおいて、微生物固
   定担体の支持部材を上下動可能なようにリアクター槽内
   に支持するとともに槽外に設けた機械的振動発生手段と
   連結することにより微生物固定担体を上下方向に振動さ
   せることができるようにしたことを特徴とする微生物固
   定床式バイオリアクター。