JPH04176391A - 嫌気性水処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、嫌気性微生物の造粒物が嫌気槽外に溢流する
のを効果的に防止できる嫌気性水処理装置に関する。

（従来の技術） 嫌気性細菌であるメタン発酵細菌を用いた嫌気性水処理
方法は、好気性細菌を用いた活性汚泥法などと比較して
、余剰汚泥発生量が少ないこと、曝気のための動力が不
要であること、メタンが発生するためエネルギー回収が
可能であること笠の利点がある。しかしその反面、有機
物の分解速度が遅く処理時間が長くなるという欠点があ
る。

そこで、かかる問題を改善するために、メタン発酵細菌
の高濃度化を行い、処理時間の短縮を図った嫌気性水処
理装置として、担体の表面などにメタン発酵細菌を付着
固定化した流動床型および固定床型水処理装置やメタン
発酵細菌を自己造粒化した生物体型（ＵＡＳＢ型）水処
理装置が提案され、主に産業廃水等の高濃度廃水を対象
として実用化されつつある。

第３図は生物体型（ＵＡＳＢ型）の嫌気性水処理装置の
概略フローを示している。

廃水は原水ポンプ１０１によって嫌気槽（以下、リアク
タという）１０２内に導入される。リアクタ１０２内の
反応部１０３にはメタン発酵細菌造粒物・（以下グラニ
ユールという）１０４が流動しており、ここを廃水が上
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発酵ガスが生成される。

発酵ガスは反応部１０３およびその上部に形成される清
澄部１０５を上昇し、ガス抜き管路１０６ａ、１．０６
ｂ、１．０６ｃおよび発酵ガス管路１．０７ａ、１０７
ｂを介してガスホルダー１０８に一度貯留された後、ガ
スボイラー等の燃料として有効利用される。浄化された
処理水はりアクタ上部からオーバーフローし、処理水管
路１０９を介して系外へ引抜かれる。

また反応部１０３で生成された発酵ガスの一部はメタン
発酵細菌のグラニユール］、　０４がら離脱しなかった
り、あるいは反応部１０３を上昇中にグラニユール１０
４に付着したりしてグラニユール１０４に浮力を与える
。このため、浮力を得たグラニユール１０４は、反応部
１０３から清澄部１０５へ上昇することがある。上昇し
たグラニユール１０４は清澄部１０５に設置された気固
液分離器１１０ａ〜１１０ｃに衝突した際に付着してい
た発酵ガスを離脱させ、これによりグラニユール１．０
４は反応部１０３に沈降する。離脱した発酵ガスは、ガ
ス抜き管路１０６　ａ　、　　１０６　ｂ　、　　］０
６ｃおよび発酵ガス管路１０７ｂを介してガスホルダー
１０８に流入する。

また、流動床型の水処理装置においても上述した生物体
型の水処理装置と同様に、メタン発酵細菌が付着固定さ
れた担体に発酵ガスが付着し、反応部および清澄部を」
１昇することがある。この場合にも清澄部に設けられた
気固液分離器に衝突させて発酵ガスを離脱させ、メタン
発酵細菌が付着固定されている担体を反応部へ沈降させ
る方法を採っている。

（発明が解決しようとする課題） このように上記従来の嫌気性水処理装置によれば、反応
部で発生する発酵ガスの付着によって上ゲ？するグラニ
ユールあるいはメタン発酵細菌付着担体を気固液分離器
に衝突させて、付着した発酵ガスを離脱させ、菌体をリ
アクタから溢流させないようにしている。

しかしながら、従来の気固液分離器ではグラニユールあ
るいはメタン発酵細菌に付着した発酵ガスを十分に離脱
させることができず、これら菌体の一部はりアクタ上部
から溢流してしまうという不具合があった。このため、
処理水水質が悪化するばかりか、発生する発酵ガス量を
抑えるために低い有機物負荷で運転せざるを得なかった
。さらに、多量の菌体が溢流する場合には水処理が不能
になり、他の処理施設で水処理を行なう等の非常手段を
採ることもあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、グラニユールあるいはメタン発酵菌
付着担体から付着した発酵ガスを十分に離脱させ、菌体
の溢流を完全に防止し、高い有機物負荷での運転および
常に良好な処理を可能にする嫌気性水処理装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、導入された廃水を
嫌気性微生物の造粒物により浄化する反応部、この反応
部上方に形成される清澄部、およびこの清澄部上方に形
成される気相部からなる嫌気槽と、筒部と雄部とからホ
ッパー状に形成されるとともに、錐部一端は前記清澄部
に開口し筒部一端は前記気相部に開口して配置された気
固液分離器と、気固液分離器の前記筒部内から前記清澄
部に延伸されて清澄部内に曝気ガスを吹き込む曝気管路
と、を具備することを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明によれば、発酵ガスの気泡が付着し反
応部から上昇した嫌気性微生物の造粒物（メタン発酵細
菌など）を気固液分離器に衝突させて、付着していた気
泡を離脱させ、メタン発酵細菌などの造粒物を反応部へ
沈降させる。

一方、気固液分離器に衝突しても気泡が離脱しなかった
メタン発酵細菌などの造粒物は、気固液分離器内に滞留
する。気固液分離器は下部がホッパー状、その上部は筒
状で、筒部一端は気相部に開口しており、気泡が離脱し
なかったメタン発酵細菌などの造粒物は、リアクタから
流出せず、気固液分離器内に滞留させることができる。

さらに、この滞留部を曝気して混合し、メタン発酵細菌
などの造粒物に付着していた気泡を離脱させ、メタン発
酵細菌などの造粒物を反応部へ沈降させる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示している。

廃水は原水ポンプ１によってリアクタ２の下部へ流入さ
れ、上向流でリアクタ２上部へ流動する。

リアクタ２内の反応部３にはメタン発酵細菌造粒物であ
るグラニユール４が流動しており、このグラニユール４
によって廃水中の有機物は分解され、その過程でメタン
や炭酸ガスなどの発酵ガスが生成される。浄化された処
理水はりアクタ２の上部から溢流し、処理水管路５を介
して系外に流出し、河川や下水道に放流されたり、ある
いは後処理工程へ移送される。生成された発酵ガスはガ
スホルダー６に一度貯留された後、ガスボイラー等の燃
￥１として有効利用される。

反応部３の上方に形成される清Ｃ部７には、第２図に示
すような気固液分離器８ａ、８ｂ、８ｃが設置されてい
る。この気固液分離器８ａ、８ｂ。

８ｃは、それぞれ筒部９と雄部】０とからホッパー状に
形成され、筒部９の上端は前記清澄部７の上方に形成さ
れる気相部１〕に開口して配置されている。

また、気固液分離器８ａ〜８ｃの各筒部９内には、前記
清澄部７に延伸されて清澄部７内に曝気ガスを吹き込む
曝気管路１．２ａ、１２ｂ、１２ｃが配設されている。

さらに、発生した発酵ガスを引き抜くための発酵ガス管
路１３が設けられ、この発酵ガス管路１３にはブロワ−
１４およびガス帖環管路］５が連結され、発酵ガスの一
部がガス循環管路１５．曝気管路１２ａ、１２ｂ、１．
２ｃを介して気固液分離器８ａ、８ｂ、８ｃ内に送り込
まれるようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

反応部３で生成された発酵ガスの一部はメタン発酵細菌
のグラニユール４から離脱しなかったり、あるいは反応
部３を上昇中にグラニユール４に付着したりしてグラニ
ユール４に浮力を与える。浮力を得た一部のグラニユー
ル４は浮上して気固液分離器８ａ〜８Ｃに衝突する。こ
の際浮上したグラニユール４が全て気固液分離器８ａ〜
８Ｃに衝突するように、気固液分離器８ａ〜８Ｃの下部
はホッパー状に広げ、その水平断面が反応部３の水平断
面を全て包含するように気固液分離器８ａ〜８Ｃを設置
することが望ましい。

気固液分離器８ａ〜８Ｃに衝突した時に発酵ガスの気泡
が離脱したグラニユール４は、浮力を失うために反応部
３に沈降する。一方、気泡が離脱しなかったグラニユー
ル４は気固液分離器８ａ〜８ｃ内に滞留する。気固液分
離器８ａ〜８ｃは下部がホッパー状で、その上部は円筒
状になっており、その上部一端は気相部１１に開口され
ているため、滞留しているグラニユール４はリアクタ２
から流出することはない。このグラニユール４滞留部に
、ブロワ−１４によって発酵ガスを曝気させ、適度な攪
拌状態をつくることによって、グラニユール４に付むし
ていた気泡を離脱させる。この際、曝気風量が大きずぎ
るとグラニユール４の崩壊が生じ、それらは気泡が離脱
しても沈降しにくいためリアクタ２を溢流し、処理水水
質の悪化を招く。また発泡してグラニユール４をとり込
み、気相部１１に開口している上端からグラニユール４
を泡とともに溢流させ、処理水水質の悪化を招く。この
ため曝気風量は滞留部のグラニユール４を激しく混合さ
せるような大きな風量ではなく、比較的ゆっくりとグラ
ニユール４が流動する程度が望ましい。さらに曝気する
時の気泡の大きさは１〜数■■程度の比較的大きいもの
の方が、グラニユール４へり再付着を防止するために望
ましい。

また第２図に示すように、気固液分離器８ａ〜８Ｃの雄
部１０の開口開度αは、２０°〜４０″が好適である。

その理由は、２０＠より小さい角度の場合、グラニユー
ル４から離れた気泡がＡ地点（液相部と気相部との界面
）に浮上しにくくなり、Ｂ地点に溜まる傾向がある。そ
の気泡に下から汀止してきたグラニユール４が何首する
ことがあり、好ましくない。一方、４０″より角度が大
きいと気固液分離器８ａ〜８Ｃの水深を大きくとる必要
があり、装置全体が大きくなってしまう。

さらに、開口比率ｄ／Ｄは、ｄ／Ｄ７０．４程度が適切
である。その理由は、開口比率が大きすぎると、浮上し
たグラニユール４が気固液分離器８ａ〜８Ｃに衝突する
確率が小さくなり、Ａ地点にグラニユール４が溜まって
しまう。このため、反応部３の菌体濃度が小さくなって
しまうからである。一方、開［１比率を小さくしすぎる
と、気固液分離器８ａ〜８Ｃの円筒部から菌体がオーバ
ーフローする確率が大きくなり、処理水が悪化するから
である。

このようにして発酵ガスの気泡が離脱されたグラニユー
ル４は反応部３へ沈降する。したがって、グラニユール
４のキャリーオーバを完全に防止でき、常に良好な処理
を行うことができる。

なお、本実施例では、３台の気固液分Ｍ器８８〜８Ｃを
設置するように構成（、だが、大型の気固液分離器を１
台のみ、あるいは小型の気固液分離器を４台以上設置す
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明（７たように本発明によれば、発酵ガスが付着
して浮上した嫌気性微生物の造粒物は、嫌気槽から溢流
することなく反応部へ沈降させることができるため、常
に良好な水質を得ることができる。

また、発酵ガス発生量を抑えるために低い１７機物負荷
で運転をする必要がなく、高負荷運転がｉｉＪ能となる
。その結果、容積の小さい嫌気槽て処理が可能となり、
水処理装置の設置スペースを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフロー図、第２図は同
実施例の気固液分離器の説明図、第３図は従来例を示す
フロー図である。 １・・原水ポンプ ２・・・・リアクタ（嫌気槽） ３・・反応部 ４・・・グラニユール ５・・処理水管路 ６・・・ガスホルダー ７・・清澄部 ８ａ、８ｂ、８ｃ・・気固液分離器 ９・・・筒部 １０・雄部 １］・・気相部 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ・＝曝気管路 １３・・・発酵ガス管路 １４・ブロワ− １５・・・ガス循環管路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導入された廃水を嫌気性微生物の造粒物により浄化する
   反応部、この反応部上方に形成される清澄部、およびこ
   の清澄部上方に形成される気相部からなる嫌気槽と、 筒部と錐部とからホッパー状に形成されるとともに、錐
   部一端は前記清澄部に開口し筒部一端は前記気相部に開
   口して配置された気固液分離器と、気固液分離器の前記
   筒部内から前記清澄部に延伸されて清澄部内に曝気ガス
   を吹き込む曝気管路と、 を具備することを特徴とする嫌気性水処理装置。