JPH02227188A - 汚泥強制分離形バイオリアクター - 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】 Ｌ３を二段■旦±！ 本発明は汚泥強制剥離形バイオリアクターに関し、とく
に嫌気性廃水処理法における濾床閉塞を反応塔内の有効
菌体濃度の低下なしに解消することができる汚泥強制剥
離形バイオリアクターに関する。

差速Ｊと１貨 嫌気性微生物を利用して廃水処理をする嫌気性処理は、
処理に要するエネルギーの面で極めて経済的である。即
ち、好気性処理では１トンの有機性汚濁物質Ｃ０Ｄｃ　
ｒ　（重クロム酸カリウム法による値）を除去するのに
曝気に１１００　ｋＷｈのエネルギーを費やして４００
−６００　ｋｇの余剰汚泥を生成するといわれているの
に対し、嫌気性処理では同じ有機性汚濁物質処理におい
て余剰汚泥を２ｏ−１５０ｋｇ程度にまで低減するだけ
でなく約り、１ｘｌＱ　　Ｂｔｕ　　（約３２００　ｋ
Ｗｈ）のメタンエネルギーの回収を可能にする。

嫌気性処理には、有機性汚濁物質Ｃ０Ｄｃ　ｒ濃度が３
０００　ｍｇ／１１以下の中程度以下である場合に、メ
タン生成菌の増殖速度が遅く、菌体収率が低く、しかも
増殖菌体のウォッシュアウトが生ずる等の問題があるた
め、その実用化が困難視されてきた。

バイオリアクターで使用される菌体は生体触媒とも呼ば
れ、バイオリアクター内における菌体の地位は通常の化
学反応器内における触媒のそれになぞらえられる。従っ
て、バイオリアクター内の菌体の高濃度化に成功すれば
、その反応速度即ち処理速度の向上が期待できる。最近
では、この観点から汚泥滞留時間（ＳＲ？）を液滞留時
間（ＨＲＴ）とは独立に制御して菌体を高濃度に保持す
ることにより、鎌気性処理の長所を生かした廃水処理方
法がいくつか開発され、嫌気性濾床法、嫌気性流動床法
、嫌気性回転円板法等と呼ばれ実用化され始めている。

第１２図は、廃水ｌを鎌気性処理するための基本的な従
来法における反応槽２を示す０反応槽２内の濾床３にお
ける菌体を高濃度に維持するため、第１３図に示される
各種担体を用いて濾床３を構成し、菌体をそれら担体の
表面や担体間隙に付着・補足その他の手段によって保持
させる。ｉ！！床３で浄化された処理水４は槽外へ排出
され、撮気性処理中に発生した処理ガス５が図示例では
反応４６２の頂部から排出される。

鎌気性処理に使用される担体を示す第１３図に於て、（
ａ）はビオレット８５（商品名）　、　（ｂ）はリング
レース（商品名）　、　（ｃ）は板状濾材のヒシパッキ
ン（商品名）及びクレオパッキン（商品名）。

（ｄ）はハニカム状担体、（ｅ）は自然礫、（ｆ）はト
リカルネット（商品名）　、　（ｇ）はレユース（商品
名）　、　（ｈ）はへチマロン（商品名）である。

これらの担体は、各担体の材質・形状に応じて反応槽２
の中に、ランダム充填、流れと直角方向充填、流れ方向
充填、流れ方向斜め充填などの方式によって装填され、
濾床３を形成する。嫌気性処理技術の現段階では、担体
の材料・形状の選択や反応槽内充填方法の最適化につい
て不明な点が多く、研究開発の努力が続けられている。

例えば１片岡正治等は濾床表面の荒さや空隙構造の複雑
さが嫌気性濾床のＢＯＤ処理効果及び汚泥量に影響する
ことを見出した０京才俊則等は汚泥濃度向上のためには
重力に抗して汚泥を保持できる担体構造が必要であるこ
と及び汚泥の堆積等に２より目詰りが発生することを見
出した。稲森悠平等−は嫌気性濾床処理に適する温度を
実測して報告した。松木順一部等は生物膜汚泥が接触板
の粗度面に付着することなどを見出した。

本発明者は、現在実用化され始めている各種形状の担体
を各種方法で充填して形成した嫌気性濾床におて、濾床
閉塞が重要な問題であることに注目した。即ち、処理す
べき廃水中に嫌気性微生物によっては分解されないＳＳ
（懸濁性浮遊物質）が含まれている場合が多く、これが
担体に付Ｍ蓄積し、さらに本来の嫌気性微生物の増殖に
よる汚泥量の増加とあいまって、濾床閉塞を引起す、閉
塞にまで到らなくても、ＳＳの付着蓄積と汚泥量の増加
がチャンネリング（偏流）の原因となり、処理性能の著
しい低下を招くことがある。

このような現象は、反応槽内菌体濃度を高めるために担
体の充填を密にすればするほど発生し易くなる。言い換
えると、高い菌体濃度の維持と、濾床閉塞の防止とは二
律排反的な事項となっている。

濾床に閉塞或は偏流が生じたときの処置方法としては、
一般に濾床逆洗が用いられている。逆洗には、送風機に
よる濾床下部への消化ガスの吹込み、循環ポンプによる
濾床内流速の増加などの手法が用いられる。

しかし、濾床閉塞が一旦発生すると水みもができてしま
って偏流が避は難く、送風機や循環ポンプ等の流体を使
用する従来の逆洗方法では満足すべき除去効果が得られ
ない問題点がある。また、閉塞の完全な除去をねらって
送風機や循環ポンプの吐出量を過大にすると、担体に付
着保持されている菌体までも剥離されてしまい、菌体濃
度が低下して運転再開時に効果的な消化反応が行なわれ
ない。

従って、本発明の目的は、良好な水処理に要する菌体濃
度を確保しつつ濾床閉塞を完全に解消できる汚泥強制分
離形バイオリアクターを提供することにより従来技術の
上記問題点を解決するにある。

が　　しよう　　る　　占 占°　　　るための 第１図を参照するに、本発明による汚泥強制剥離形バイ
オリアクターにおいては、反応塔１０の内部に回転自在
に枢支された支持機構２０と、好ましくは紐状の担体１
２が列状に吊下げられた担体支持格子１３（第３図、第
４図）を前記支持機構２０と常に平行に吊下げる連結部
材３０とを備えてなる構成を用いる０図示例は担体１２
として紐状担体を使用しているので、以下の説明では紐
状担体１２と記載するが本発明に用いられる担体は紐状
のものに限定されない。

ｍ月 第７図に示される様に付着汚泥５０によって反応塔１０
の濾床が閉塞された場合の作用を説明する。

癌床閉塞は流入水中に含まれる浮遊物質（ＳＳ）の蓄積
や嫌気微生物の増殖による汚泥量の増加によって引起こ
される。正常動作時には図示実施例では紐状担体１２で
ある隣接担体相互間に廃水ｌの流通に適する間隔が維持
されるが、濾床が閉塞した状態では、紐状担体１２の間
に付着汚泥５０がびっしりつまって廃水ｌの円滑な流れ
及び廃水ｌと微生物との接触による効果的な消化反応が
行なわれない。

図示実施例の支持機４Ｗ２０は、第１図及び第２図に示
される様に外輪枢支ピン２１により反応塔１０に枢支さ
れた保持外輪２２と内輪枢支ピン２３により保持外輪２
２に同心的に枢支された保持内輪２４とからなる。保持
外輪２２は反応塔１０の中心軸線を通る水平Ｙ軸の回り
に回転自在であり、保持内輪２４はそのＹ軸と直交する
Ｘ軸の回りに回転自在である。

担体支持格子１３上の複数の部位に設けられたブラケッ
ト１８が複数の連結部材３０により保持内輪２４上の対
応部位から揺動自在に吊下げられる０通常の廃水処理動
作時には、担体支持格子１３がＳ５１図に示される様に
水平に保たれる。

濾床閉塞が生じた時に、支持機構２０の保持内輪２４を
第８図に示される様に内輪枢支ピン２３の回りに回転し
て水平Ｙ軸に対し任意の角度例えばα度だけ傾けるなら
ば、支持機構２０上の複数の部位から揺動自在に吊下げ
られた担体支持格子１３も同様に水平Ｙ軸に対しα度だ
け傾く、この傾きによって隣接紐状担体１２間のＹ軸方
向間隔が狭ばめられる。さらに第９図に示されるように
、支持機構２０の保持外輪２２を外輪枢支ピン２１の回
りに回転し水平Ｘ軸に対し任意の角度例えばβ度だけ傾
け、担体支持格子１３を同様に水平Ｘ軸に対しβ度だけ
傾けて隣接紐状担体１２間のＸ軸方向間隔を狭ばめるこ
とができる。

第１Ｏ図により閉塞解消作用を説明する。−例として、
外径１５　ａｍの紐状担体１２を担体支持格子１３が水
平である時に充填ピッチ３０　ａｍで吊下げた場合には
、隣接紐状担体１２の間に１５　ｔａｗｒの間隙が設け
られる。しかし担体支持格子１３が水平方向Ｈ−Ｈに対
して６０６傾斜すると、紐状担体１２は第１θ図の斜線
が施された位置まで移動し隣接紐状担体１２間の間隙が
消滅し、隣接紐状担体１２の外周面が相互に接触してこ
すり合う、この外周面こすり合いを利用すれば紐状担体
１２に付着した汚泥５０を強制的に剥離することが可能
である。

即ち、第８図及び第９図に示された支持機構２０を手動
その他の方法で揺動することにより、両図に示された担
体支持格子１３の水平に対する傾斜角度α及びβが士約
６０°の間に変動する様に担体支持格子１３を揺動する
ならば、隣接紐状担体１２間の間隔の増減に伴う両者の
外周面こすり合いにより付着汚泥５０を強制的に剥離し
閉塞を解消することができる。剥離された汚泥は第１１
図に示される様に反応塔ｌＯの底部に剥離汚泥５１とし
て沈澱する。

この剥離汚泥５１は、引抜ポンプ（図示せず）により汚
泥排出口４Ｂを介して適宜外部へ取出される。

付着汚泥５０の強制剥離のための支持機構２０及び担体
支持格子１３の揺動角度は使用される紐状担体１２の形
状φ寸法及びその配置によって定まるものであり、上記
例の士約Ｂθ°に限定されるものではない。

付着汚泥５０に起因する反応塔ｌＯの閉塞を上記支持機
構２０及び担体支持格子１３の揺動によって解消する方
法は、隣接紐状担体１２間の間隔の増減に伴う両者の外
周面こすり合いのみを利用するので、付着汚泥５０を効
果的に剥離するが、各隣接紐状担体１２に担持された菌
体の剥離を最小限に抑えることができる。

こうして本発明の目的である「良好な水処理に要する菌
体濃度を確保しつつ濾床閉塞を完全に解消できる汚泥強
制分離形バイオリアクター」の提供が達成される。

１五１ 図示実施例の担体ユニツ）１１は、紐状担体１２間の間
隔を適正に維持するため、第３図及び第４図に示される
様に、下部格子１４を鎖１５によって担体支持格子１３
から吊下げ、担体支持格子１３の桟状保持部材１７と下
部格子１４との間に紐状担体１２を張設する。担体支持
格子１３の複数の部位で吊下げるための複数のブラケッ
ト１６が保持部材１７と一体的に形成される。

通常の廃水処理動作中における支持機構２０の揺動を防
止するため、４本の腕が設けられた抑え部材２５を第２
図及び第６図に示される様に反応塔１０へ適当に取付け
、その４木の腕が支持機構２０の頂面を実質的に同一平
面上に保持する。

第１図の実施例の通常運転における廃水１の消化作用を
説明する。廃水流入口４０から流入する廃水ｌは、矢印
Ｗで示される様に上昇流となって担体ユニ、）１１へ進
入し、紐状担体１２に保持された嫌気性微生物と接触し
て消化反応を受は浄化される。浄化された処理水４は１
反応塔１０の側壁に穿たれた第１図及び第５図の流出口
４１を通って流出し越流堰４２を越えて処理水排出口４
３から外部へ排出される。浄化に伴って発生する消化ガ
ス５は、矢印Ｇで示される様に反応塔１０内を上昇し５
反応塔頂部のガス排出口４４から排出される。

通常運転中に第７図の付着汚泥５０による濾床閉塞が生
じた場合には、まず反応塔１０の蓋４５を取外す、蓋４
５は、例えばそのフランジ４５ａが反応塔１０のフラン
ジ１０ａにボルト止めされている０次に押え部材２５ａ
を取外す、押え部材２５は１例えば反応塔ｌＯの内壁に
ねじ止めされている。押え部材２５を取外せば、第８図
から第１１図までを参照して既に説明した態様で支持機
構２０を揺動することにより濾床閉塞を解消することが
できる。

免更五皇】 以上詳細に説明した如く本発明による汚泥強制剥離形バ
イオリアクターは、反応塔内に回転自在に枢支された支
持機構と、担体が列状に吊下げられた担体支持格子を前
記支持機構と常に平行に吊下げる連結部材とを備えてな
る構成を使用するので、次の効果を奏する。

（イ）紐状担体の外周こすり合いによる汚泥剥離を利用
するので、循環ポンプ又は送風機による流体利用の逆洗
に比し、過剰の剥離がなくしかも確実である。

（ロ）担体ユニットを吊下げる構造であるので、現場組
立作業が簡単であり、しかも反応塔の下部に特別の担体
支持用治具等の付帯機構を要しない。

（ハ）担体ユニットを上下方向に多段に吊下げるなどの
手法により反応塔を容易に深層化することができる。

（ニ）紐状担体からの汚泥剥離だけでなく不織布などの
平板状（毛布状）の担体からの汚泥剥離にも利用するこ
とができる。ただし、平板状担体の場合の傾斜方向はＸ
、Ｙ軸の２方向ではなく例えばＸ軸の一方向のみとなる
。

（ホ）嫌気性バイオリアクターの実施例について説明し
たが好気性リアクターにも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による汚泥強制剥離形バイオリアクター
の一実施例の図式的縦断図、第２図、第３図及び第５図
は第１図の矢印ｌｌ−ｌ１．　ＩＩＩ−ＩＩＩ及びｖ−
ｖにおける断面図、第４図は担体ユニー／　）の説明図
・、第６図は第２図の矢印ＶＩ−Ｖｌにおける部分的断
面図、第７図は濾床閉塞の説明図、第８図から第１１図
までは閉塞解消方法の説明図、第１２図及び第１３図は
従来技術の説明図である。 ｌ・・・廃水、　　２・・・反応槽、　　３・・・濾床
、処理水、　　５・・・消化ガス、　ｌＯ・・・反応塔
、１０ａ、４５ａ・・・フランジ、　１１・・・担体ユ
ニット、１２・・・紐状担体、　１３・・・担体支持格
子、部格子、　　１５・・・鎖、　１６・・・ブラケッ
ト、　　１７・・・１４・・・下 ４・・・ 保持部材、　２０・・・支持機構、　２１・・・外環枢
支ビン、　２２・・・保持外環、２３・・・内環枢支ビ
ン、２４・・・保持内環、　２５・・・押え部材、３０
・・・連結部材、　４０・・・廃水流入口、　４１・・
・流出口、　４２・・・越流堰、　４３・・・処理水排
出口、４４・・・ガス排出口、４５・・・蓋、　４Ｂ・
・・汚泥排出口、　　５０・・・付着汚泥、５１・・・
剥離汚泥。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応塔内に回転自在に枢支された支持機構と、担
   体が列状に吊下げられた担体支持格子を前記支持機構と
   常に平行に吊下げる連結部材とを備えてなる汚泥強制剥
   離形バイオリアクター。
2. （２）請求項１記載の汚泥強制剥離形バイオリアクター
   において、前記反応塔の中心軸線と交差する水平Ｙ軸上
   の直径両端で前記反応塔内に枢支された保持外輪と、前
   記反応塔の中心軸線と交差するＸ軸上の直径両端で前記
   保持外輪に枢支された保持内輪とを前記支持機構に設け
   てなる汚泥強制剥離形バイオリアクター。