JPH0615292A - 多数の汚泥溜りを積み重ねた嫌気性反応装置及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高濃度排水を嫌気性処理する際に、成長の遅
い嫌気性微生物の槽外への流出を防ぎ、また固定床式の
反応装置における大きな欠点である詰まりを招かない、
新規な原理に基づいた容積負荷の大きく取れる高性能の
反応装置を、安価に提供する。 【構成】 反応槽に水をはり、扁平な凹所を有する貝殻
片等の皿状体を投入することで、この皿状体をランダム
に多数積み上げ、これに上部から種汚泥を投入して反応
装置を形成させる。この反応装置に、下部から原水を上
向流で流し、各皿状体の凹所に溜った汚泥塊、汚泥粒に
より嫌気性処理を行なわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上向流嫌気性反応装置
に関し、詳しくは反応槽内に小さく分画して形成された
多数の汚泥溜りを有する嫌気性反応装置、及びこの嫌気
性反応装置の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】嫌気性微生物（メタン菌）を用いた排水の
処理法は、従来から例えば食品工業，発酵工業，紙パル
プ工業，化学工業等で発生する高濃度排水をメタンに分
解する、好気性微生物処理の前処理法として知られてい
る。

【０００３】この嫌気性処理の従来法としては、微生物
担体を槽内に充填した固定床式嫌気性汚泥反応装置を用
いる方法と、担体を用いないＵＡＳＢ法が知られてお
り、前者の固定床式嫌気性汚泥反応装置を用いる方法
は、反応槽内に、プラスチック、砕石等の天然無機物、
ラッシリング，造形焼成物，あるいは繊維，スポンジ等
の微生物担体を充填し、これに嫌気性微生物であるメタ
ン菌を付着させて上向流で流した排水の処理を行なうも
のであり、生物膜を利用する方法の一つである。また後
者のＵＡＳＢ法は、代表的には反応槽内に担体を充填せ
ず、汚泥自身を排水の上向流で流動させながらこの排水
の処理を行なうものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで嫌気性処理で
は、好気性微生物処理に比べて、微生物の増殖，成長が
遅く、また生物膜式の場合には微生物の担体に対する付
着力が弱いという性質があり、これらのために上記の代
表的な方法においても夫々解決すべき課題が従来から指
摘されている。

【０００５】例えば、固定床式嫌気性汚泥反応装置を用
いる方法は、汚泥塊を作らないような比較的低濃度の排
水に対しても適用できることや、容積負荷を大きくとれ
るという利点がある反面、上記のようにメタン菌は増
殖，成長が遅いため、装置稼動初期の長期化（いわゆる
立ち上げから定常状態への移行期間に数カ月の時間を要
する）という欠点があり、また反応槽内に微生物担体を
充填しているために閉塞が起こり易く、この際に洗浄が
必要になるがその適切な操作が容易でなく、過度の洗浄
を行なうと担体に付着している微生物が剥れてしまい、
再立ち上げに時間がかかるという欠点がある。また多数
の充填物を使用するため装置コストが高くなるという欠
点もある。

【０００６】このような固定床式嫌気性汚泥反応装置の
問題を改善するために、例えばメタン菌が生物膜を形成
し易い材質として塩化ビニル等の合成樹脂の人工合成材
質の成型物や天然の貝殻の砕片等が検討されている
（「水質汚濁研究」第８巻，第２号，１１７−１２１
『メタン発酵法における接触材の検討』；１９８５）。
また生物膜が付着する接触床としての皿状体を連設材で
繋ぎ並べた形式の微生物担体も提案（特開昭６２−１６
８５９４号）もあるが、この連設材で繋ぎ並べた皿状体
を接触床とする形式の反応槽は、装置が高コスト化する
ため、実施することは難かしく、実際にもみられていな
い。

【０００７】またＵＡＳＢ法は、微生物担体を充填しな
い反応槽内で、メタン菌の汚泥塊を造粒させて、その流
動により汚泥塊と排水の接触を与える方式であるため装
置が安価にできるという特徴があるが、反面において、
汚泥塊に成長する過程の微細な汚泥粒が、発生した気泡
と共に上昇して槽外に流出してしまうという大きな問題
があり、また生物膜式と同様に装置の立ち上げに時間が
かかる他、排水の流入を反応槽の底部全体に均等に行な
うことが困難であることからその底部に沈定した汚泥の
一部が未利用の状態になり易いことや、汚泥層下部の圧
密を避けるために装置高をあまり高く取れないという欠
点がある。また汚泥塊を形成し難い基質や比較的低濃度
の排水の処理には適用し難いという欠点もある。

【０００８】このようなＵＡＳＢ法の欠点を改善する目
的で、反応槽底部の沈定未利用汚泥を減少させるための
提案（特開平２−４０９２２号）や、汚泥塊形成の核と
なるような微細な粒子を反応槽に充填する提案（特開平
２−２０３９９３号）もされている。

【０００９】以上のように微生物膜式とＵＡＳＢ法に大
別される従来の嫌気性反応装置は、微生物の増殖，成長
が遅いことに原因した問題や、夫々の形式の処理法に原
因した問題等により、容積負荷が大きくとれ、また装置
高を高く出来る処理能力の優れた装置の提供が難しいと
いう欠点があった。

【００１０】本発明者は、以上のような従来法の問題点
を解消することを目的として、従来とはその技術的な発
想を異にした新規な嫌気性反応装置を検討し、本発明を
完成するに至ったものである。

【００１１】すなわち本発明者はまず、従来のＵＡＳＢ
法における大きな問題の一つが、汚泥塊に成長する過程
の汚泥微粒子等が槽外に流出してしまう点にあることか
ら、これを解消できる方法について検討を重ねた。そし
てその検討の過程で、この汚泥微粒子等の槽外への流出
は、生物反応によって生じた気泡が該汚泥微粒子に付着
しあるいはこれが気泡を抱いているために比重が軽くな
り、これに上向流による水力学的な作用も加わり、浮上
流出してしまうことにその原因の多くがあるから、浮上
する汚泥微粒子が障害物に当たって気泡と分離すれば、
その槽外への流出は大幅に抑制できることに着目した。
しかしながら、上記のような障害物を反応槽内に単純に
設置することは、生物膜式の反応槽を形成することに他
ならず、結局は従来の同方式の欠点を招く結果となる。

【００１２】そこで本発明者は、微生物担体を充填する
従来の生物膜式でなく、ＵＡＳＢ法の原理を、反応槽内
を細かなブランケットゾーンに分ける方式を考えて、本
発明をなすに至ったのである。

【００１３】本発明の目的は、汚泥塊や特に汚泥塊に成
長する途中の微小な汚泥粒が槽外に浮上流出することを
防止でき、成長の遅い嫌気性微生物を無駄なく保持でき
て、装置の立ち上げ時間の短縮、定常運転時の稼動の安
定、容積負荷の向上が可能な嫌気性汚泥反応装置を提供
するところにある。

【００１４】また本発明の別の目的は、実質的にブラン
ケットゾーン方式の特徴を備えながら、固定床式と同様
に装置高の高い大型の装置を実現することができ、また
汚泥塊を作るのに適してない基質や比較的低濃度の被処
理水についても有効に実施でき、しかも固定床式の装置
における装置の詰まりの弊害がない嫌気性汚泥反応装置
を提供するところにある。

【００１５】本発明の更に別の目的は、装置の立ち上げ
に必要な種汚泥が少なくてすみ、また汚泥塊の粒子が小
さく、性能の優れた嫌気性汚泥反応装置を提供するとこ
ろにある。

【００１６】本発明の他の目的は、反応装置の建設を容
易な方法でかつ安価にできる嫌気性汚泥反応装置を提供
するところにある。

【００１７】また本発明の更に別の目的は、従来のブラ
ンケットゾーン方式の装置では、汚泥有効利用等の目的
で槽上部から垂下した管を用いる等により被処理水を反
応槽の下部から槽全体にできるだけ平均に供給して槽下
部に未利用汚泥が生じないようにしたり、上昇水の偏流
防止のために上部の集水トラフを槽全体に平均に設ける
必要があったという問題を解消し、槽の下部及び上部構
造が簡単とでき、設計の自由度も大きく、建設コストも
安価な嫌気性汚泥反応装置を提供するところにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に本発明者は特許請求の範囲の各請求項に記載した本発
明を完成した。

【００１９】すなわち本発明の多数の汚泥溜りを積み重
ねた嫌気性反応装置の特徴は、扁平な凹形の皿状体を、
反応槽内にその凹部が上向きとなるようにランダムに多
数積み上げ、これらの皿状体の凹部にメタン菌を沈殿さ
せた状態で、下部から処理水を上昇流で流すように構成
したところにある。

【００２０】上記のように構成された嫌気性反応装置の
反応槽内に積み上げられた扁平凹形の各皿状体に沈殿し
たメタン菌は、汚泥塊、及び汚泥塊に成長する過程の微
細な汚泥粒を含み、これが、微生物反応により気泡が付
着しあるいは抱持して上向流と共に浮上しようとして
も、反応槽内には上記皿状体がランダムに多数積み上げ
られているためにこれに衝突し、気泡と分離して沈降す
ることになって、槽外への流出は防止される。

【００２１】また従来装置では運転開始時に反応槽に種
汚泥を投入するが、投入した種汚泥の一部あるいは全部
が反応槽下部のデッドゾーンに沈定し、貴重な種汚泥が
無駄となるが、本発明の装置の場合、投入した種汚泥が
各皿状体の凹部に沈殿して保持されるので、投入種汚泥
の全てが有効に働き、その結果として従来装置と比較し
て種汚泥の等入量を少なくすることができ、かつ反応槽
の立ち上げ時間も短縮することができる。

【００２２】このような多数の汚泥溜りを形成する扁平
凹形の皿状体として用いられるものとしては、陶器，磁
器，プラスチック等の成型物を使用することも出来る
が、入手が容易でありしかも一般に廃棄物として処理さ
れているため製造の手間や費用がかからない貝殻を用い
ることが好ましい。貝殻としては一般的には、あわびが
い，ほたてがい，蠣，むらさきがい，あこやがい，うば
がい，いがい等の貝殻片を特に好ましいものとして推奨
できるが、複数種類の貝殻を混合して使用してもよい
し、寸法も大小混合して用いても差し支えない。これら
の貝殻片等の皿状体は、反応槽に水をはった後、貝殻片
を上部から投入するだけで、該貝殻片は自然とその凹部
を上に向けた状態で水中に積み上がり、積み上げ操作が
極めて単純に行なうことができるという特徴がある。ま
た、このようにして皿状体を積み上げた後、上部から種
汚泥を投入することで、装置立ち上げの初期操作は終了
する。なおほたてがいや蠣の貝殻は、通常産業界におい
ては、ほたて，蠣の取出し後に殆どが廃棄されているも
のであり、皿状体として貝殻を用いれば天然資源の廃物
利用としての価値もある。

【００２３】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

【００２４】実施例１ 図１に示した例は、嫌気性汚泥反応装置の槽の一例を示
したものであり、この図において１は例えばコンクリー
ト製の直方体状の槽であり、上部の安全装置兼用の水封
式点検孔機構３を除き、開閉可能の天井板２により外気
から封止されている。水封式点検孔機構３は、天井板２
に設けた点検孔４の周囲に周状の凹溝５を設け、この凹
溝５に水を満たし、フランジ付きの重量蓋６をそのフラ
ンジが凹溝５内の水中に没するように設置するようにし
て設けられるものである。

【００２５】７は原水（被処理水）流入管であり、本例
では槽１の一方の側壁の下部から槽内に１本あるいは２
本に分岐して他方の側壁付近まで延設され、途中複数の
個所に下向きの原水流出口８が設けられている。

【００２６】９は上記天井板２に接続されたガス抜き管
であり、図示しないガスホルダーに接続されている。１
０は槽１の上記他方の側壁の上部に接続された処理水流
出管であり、槽１内の液面レベルに一致する溢流面を設
けるための液面調整機構１１を介して、図示しない後段
の処理装置に処理水を送るように設けられている。なお
上記液面調整機構１１はバイパス管１２を上記ガス抜き
管９と処理水流出管１０とに接続した構造のものであ
り、処理水流出管１０からのサイフォン現象をブレーク
させる機能を有する。

【００２７】１３は槽１内にランダムに多数積み上げら
れた貝殻片であり、上述のように例えば二枚貝であるほ
たてがいを各片に分離したものが用いられる。そしてこ
の貝殻片１３の多数は、天井板２を外した状態の槽１に
水をはり、これに貝殻片１３を単に投入するだけでその
形状故にゆらゆら沈降しながら自然に凹所を上に向けた
状態でランダムに積み上がることになる。

【００２８】そしてこのようにして積み上げた貝殻片１
３を充填した槽１に、種汚泥を上部から投入し、槽の天
井板２を閉じることで装置の形成作業を終了することが
できる。

【００２９】この装置は、以上の槽１に対して原水流入
管７から原水（被処理水）を流し込めば、所定の時間経
過の後、処理水流出管１０から所定の水質の処理水が得
られる。

【００３０】実施例２ 図２に示す例は、図１に示した嫌気性汚泥反応装置の前
段に、水質をコンディショニングするための原水調整槽
２１、次いで酸醗酵槽２２を設けた場合の装置を示して
いる。ここで原水調整装置２１は、槽１に流入させる原
水の水量を調整するための既知のものであり、また酸醗
酵槽２２は、原水に糖質やタンパク質等の比較的高分子
の有機物を含む場合に設置するもので、当該有機物を有
機酸に分解するものである。

【００３１】本例の装置によって、原水中の高分子有機
物をあらかじめ有機酸に分解できるので、槽１における
メタン醗酵工程をより効率よく行なうことができる。

【００３２】実施例３ 図３に示した例は、図２の例における酸醗酵槽２２を、
酸醗酵槽兼用の沈澱槽２３として設け装置を示してお
り、他の構成は図２と全く同様である。

【００３３】本例において、上記の酸醗酵槽兼用の沈澱
槽２３を設けたのは、原水にもともと含まれる懸濁物
や、酸醗酵過程において生成する懸濁物を沈澱槽２３の
下部から適宜にブローするためであり、これによって槽
１が懸濁物によって詰まることを防止できる。なお沈澱
槽２３は図に示したように、下部から上昇流で原水を流
入し、上部から上澄水を取出すものであり、上昇流速を
適切な値とすることにより懸濁物質をフロック状として
沈澱槽２３の下方に集合させることができ、懸濁物のブ
ローが容易となる。

【００３４】なお、本例においては酸醗酵槽兼用の沈澱
層２３の前段においてアルカリを添加し、また酸醗酵槽
兼用の沈澱層２３において、発生した炭酸ガスを排気す
るガス抜き管２４を設けている。これは槽１の反応ｐＨ
を適切なｐＨである６．３以上に保つためであり、この
ように炭酸ガスを排気するすることにより、前段におい
て添加すべきアルカリ量を低減することができる。

【００３５】試験例 図３の装置を用い、以下の条件で大豆加工工場の排水を
模擬した試験水を用いて嫌気性汚泥反応装置の試験を行
なった。なお槽１は１ｍ（たて）×１ｍ（横）×１．１
ｍ（高さ）とし、この槽１に水をはって、直径７〜１２
ｃｍのほたてがいの分離した貝殻片を、槽容積全体の９
０％容積となるように充填し、次ぎに液面下容積の８％
容積の種汚泥を投入して、試験装置を形成させた。

【００３６】原水 ＢＯＤ： ９８００〜１３０００ｍｇ／ｌ（平均１１０
００ｍｇ／ｌ） ｐＨ ：４．５〜５．４ ＳＳ ：２００〜８００ｍｇ／ｌ（平均５００ｍｇ／
ｌ） 運転条件 ＢＯＤ容積負荷：２０ｋｇ／ｍ³ ・Ｄ 水温 ：３２〜３６℃ 運転期間 ：約５か月 得られた処理水の水質 ＢＯＤ： ９５０〜１４００ｍｇ／ｌ（平均１２００ｍ
ｇ／ｌ） ｐＨ ：６．４〜６．９ ＳＳ ：１１０〜３３０ｍｇ／ｌ（平均１３０ｍｇ／
ｌ） 約５か月の試験終了時に装置を解体した時の所見：（槽
下部の貝殻片まで槽内全体の貝殻片に汚泥塊がその凹所
に溜っていることが認められた。またその汚泥塊は、従
来のＵＡＳＢ法による装置でみられる汚泥塊に比べて全
体的に粒径が小さく、しかも従来のＵＡＳＢ法による装
置ではその比率が少ない微小な汚泥粒も相当の比率で認
められた。また、貝殻片の凹所表面の付着汚泥は極めて
少なかったが、下面には相当量の付着汚泥が認められ
た。）以上の試験結果から、本発明の嫌気性汚泥反応装
置は、従来の一般的なＵＡＳＢ法の反応装置や固定床式
の反応装置に比べて、容積負荷が飛躍的に向上し、理想
的には２倍程度に向上できることが分かった。また装置
の形成が極めて簡単であり、また汚泥の槽外への流出が
極めて少ないことも確認された。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、嫌気性反応装置として
以下に述べるような従来にない種々の優れた効果が得ら
れる。

【００３８】 反応槽内に多数の汚泥溜りを形成した
装置であり、しかもその汚泥溜りを形成する貝殻片等の
皿状体が、発生したメタン気泡と共に浮上する汚泥塊等
が上昇する際に衝突する障害物になって汚泥塊等と気泡
を分離させる役割を果たし、これにより汚泥塊や特に汚
泥塊に成長する途中の微小な汚泥粒が槽外に浮上流出す
ることが防止される。したがって、成長の遅い嫌気性微
生物を無駄なく保持でき、装置の立ち上げ時間の短縮、
定常運転時の稼動の安定、容積負荷の向上という種々の
効果が得られる。

【００３９】 ＵＡＳＢ法による反応装置では、装置
高をあまり高くすると汚泥塊の下部部分が圧密してしま
うため、反応槽を高くすることには限界があるが、本発
明装置は原理的には固定床式（生物膜方式）でなくむし
ろブランケット方式の装置の特質を多く備えているのに
もかかわらず、固定床式と同様に装置高を高くすること
ができる。また汚泥塊を作るのに適してない基質や比較
的低濃度の被処理水についても有効に実施できる。

【００４０】 本発明の装置は、槽内に充填した貝殻
片等の皿状体の一部（主に下面）表面に微生物が付着担
持するが、汚泥の多くは浮遊する汚泥塊として皿状体の
上面凹所に溜る状態となるため、従来の充填担体の表面
に微生物を付着させる固定床式の反応装置に比べて、装
置の詰まりの弊害はなく、したがって詰まった時の洗浄
による付着微生物の剥離、再立ち上げの長期化という問
題がない。

【００４１】 従来のＵＡＳＢ法の反応装置では、槽
内の汚泥塊を有効利用して性能の向上等を図るため、被
処理水を反応槽の下部から槽全体にできるだけ平均に供
給し、槽下部の汚泥に未利用部分が残らないようにし、
また上昇する水の流れに偏流が生じないように、被処理
水の供給を、槽上部から垂下した管の下端から供給した
り、上部の集水トラフを槽全体に平均に設けることなど
が必要とされていたが、本発明の反応装置は、実質的に
はブランケットゾーン方式の特徴を備えた反応装置であ
りながら、槽内に多数充填した皿状体があるため上昇水
の流れが自然に拡散されて偏流することがなく、したが
って被処理水の供給も槽全体に平均的に流入させる必要
性が軽減され（実際には殆ど考慮する必要がない）、槽
の横方向から流入管を延出させる構造も採用できるし、
また上部の集水トラフを多数平均的に設ける必要もなく
なる等、装置の構造が簡単で、設計の自由度も大きく、
建設コストも安価にできるという効果がある。

【００４２】 上記のように、反応槽から槽外への汚
泥塊等の流出がなく、また槽下部における汚泥の未利用
部分が実質的にないため、装置の立ち上げに必要な種汚
泥の投入量も少なくてすむという効果がある。

【００４３】 多数の貝殻片等の皿状体を充填し、し
かもこの皿状体の上面凹所に溜る汚泥塊が浮遊状態にあ
ってこれが皿状体に衝突することを繰り返すので、汚泥
塊が、従来のＵＡＳＢ法に比べて形成される汚泥塊の粒
子が小さくなり、これがために被処理水との接触面積が
大きくなって性能が一層向上する効果がある。

【００４４】 反応装置内で多数の小さな汚泥溜りを
形成する皿状体は、水をはった状態の反応槽にこれを投
入するのみで自然と凹所を上に向けた状態で積み上り、
また種汚泥も水をはった状態の反応装置に上部から投入
すればよいから、装置の製作が極めて簡単であるという
効果がある。

【００４５】 皿状体として産業界において廃棄され
るほたてがいや蠣等の貝殻を用いることにより、装置の
建設コストをより安価とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の嫌気性汚泥反応装置の実施例１の構成
概要を示した図である。

【図２】本発明の嫌気性汚泥反応装置の実施例２の構成
概要を示した図である。

【図３】本発明の嫌気性汚泥反応装置の試験装置の構成
をフローで示した図である。

【符号の説明】

１・・・反応槽（槽）、２・・・天井板、３・・・安全
装置兼用の水封式点検孔機構、４・・・点検孔、５・・
・凹溝、６・・・重量蓋、７・・・原水流入管、８・・
・原水流入口、９・・・ガス抜き管、１０・・・処理水
流出管、１１・・・液面調整器孔、１２・・・バイパス
管、１３・・・貝殻片、２１・・・原水調整槽、２２・
・・酸醗酵槽、２３・・・酸醗酵槽兼用の沈澱槽、２４
・・・炭酸ガス抜き管。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】この嫌気性処理の従来法としては、微生物
担体を槽内に充填した固定床式嫌気性反応装置を用いる
方法と、担体を用いないＵＡＳＢ法が知られており、前
者の固定床式嫌気性反応装置を用いる方法は、反応槽内
に、プラスチック、砕石等の天然無機物、ラッシリン
グ，造形焼成物，あるいは繊維，スポンジ等の微生物担
体を充填し、これに嫌気性微生物であるメタン菌を付着
させて上向流で流した排水の処理を行なうものであり、
生物膜を利用する方法の一つである。また後者のＵＡＳ
Ｂ法は、代表的には反応槽内に担体を充填せず、汚泥自
身を排水の上向流で流動させながらこの排水の処理を行
なうものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】例えば、固定床式嫌気性反応装置を用いる
方法は、汚泥塊を作らないような比較的低濃度の排水に
対しても適用できることや、容積負荷を大きくとれると
いう利点がある反面、上記のようにメタン菌は増殖，成
長が遅いため、装置稼動初期の長期化（いわゆる立ち上
げから定常状態への移行期間に数カ月の時間を要する）
という欠点があり、また反応槽内に微生物担体を充填し
ているために閉塞が起こり易く、この際に洗浄が必要に
なるがその適切な操作が容易でなく、過度の洗浄を行な
うと担体に付着している微生物が剥れてしまい、再立ち
上げに時間がかかるという欠点がある。また多数の充填
物を使用するため装置コストが高くなるという欠点もあ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】このような固定床式嫌気性反応装置の問題
を改善するために、例えばメタン菌が生物膜を形成し易
い材質として塩化ビニル等の合成樹脂の人工合成材質の
成型物や天然の貝殻の砕片等が検討されている（「水質
汚濁研究」第８巻，第２号，１１７−１２１『メタン発
酵法における接触材の検討』；１９８５）。また生物膜
が付着する接触床としての皿状体を連設材で繋ぎ並べた
形式の微生物担体の提案（特開昭６２−１６８５９４
号）もあるが、この連設材で繋ぎ並べた皿状体を接触床
とする形式の反応槽は、装置が高コスト化するため、実
施することは難かしく、実際にもみられていない。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】またＵＡＳＢ法は、微生物担体を充填しな
い反応槽内で、メタン菌の汚泥塊を造粒させて、その流
動により汚泥塊と排水の接触を与える方式であるため装
置が安価にできるという特徴があるが、反面において、
汚泥塊に成長する過程の微細な汚泥粒が、発生した気泡
と共に上昇して槽外に流出してしまうという大きな問題
があり、また生物膜式と同様に装置の立ち上げに時間が
かかる他、排水の流入を反応槽の底部全体に均等に行な
うことが困難であることからその底部に沈殿した汚泥の
一部が未利用の状態になり易いことや、汚泥層下部の圧
密を避けるために装置高をあまり高く取れないという欠
点がある。また汚泥塊を形成し難い基質や比較的低濃度
の排水の処理には適用し難いという欠点もある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】このようなＵＡＳＢ法の欠点を改善する目
的で、反応槽底部の沈殿未利用汚泥を減少させるための
提案（特開平２−４０９２２号）や、汚泥塊形成の核と
なるような微細な粒子を反応槽に充填する提案（特開平
２−２０３９９３号）もされている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】本発明の目的は、汚泥塊や特に汚泥塊に成
長する途中の微小な汚泥粒が槽外に浮上流出することを
防止でき、成長の遅い嫌気性微生物を無駄なく保持でき
て、装置の立ち上げ時間の短縮、定常運転時の稼動の安
定、容積負荷の向上が可能な嫌気性反応装置を提供する
ところにある。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】また本発明の別の目的は、実質的にブラン
ケットゾーン方式の特徴を備えながら、固定床式と同様
に装置高の高い大型の装置を実現することができ、また
汚泥塊を作るのに適してない基質や比較的低濃度の被処
理水についても有効に実施でき、しかも固定床式の装置
における装置の詰まりの弊害がない嫌気性反応装置を提
供するところにある。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】本発明の更に別の目的は、装置の立ち上げ
に必要な種汚泥が少なくてすみ、また汚泥塊の粒子が小
さく、性能の優れた嫌気性反応装置を提供するところに
ある。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】本発明の他の目的は、反応装置の建設を容
易な方法でかつ安価にできる嫌気性反応装置を提供する
ところにある。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】また本発明の更に別の目的は、従来のブラ
ンケットゾーン方式の装置では、汚泥有効利用等の目的
で槽上部から垂下した管を用いる等により被処理水を反
応槽の下部から槽全体にできるだけ平均に供給して槽下
部に未利用汚泥が生じないようにしたり、上昇水の偏流
防止のために上部の集水トラフを槽全体に平均に設ける
必要があったという問題を解消し、槽の下部及び上部構
造が簡単とでき、設計の自由度も大きく、建設コストも
安価な嫌気性反応装置を提供するところにある。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】また従来装置では運転開始時に反応槽に種
汚泥を投入するが、投入した種汚泥の一部あるいは全部
が反応槽下部のデッドゾーンに沈殿し、貴重な種汚泥が
無駄となるが、本発明の装置の場合、投入した種汚泥が
各皿状体の凹部に沈殿して保持されるので、投入種汚泥
の全てが有効に働き、その結果として従来装置と比較し
て種汚泥の等入量を少なくすることができ、かつ反応槽
の立ち上げ時間も短縮することができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】実施例１ 図１に示した例は、嫌気性反応装置の槽の一例を示した
ものであり、この図において１は例えばコンクリート製
の直方体状の槽であり、上部の安全装置兼用の水封式点
検孔機構３を除き、開閉可能の天井板２により外気から
封止されている。水封式点検孔機構３は、天井板２に設
けた点検孔４の周囲に周状の凹溝５を設け、この凹溝５
に水を満たし、フランジ付きの重量蓋６をそのフランジ
が凹溝５内の水中に没するように設置するようにして設
けられるものである。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】実施例２ 図２に示す例は、図１に示した嫌気性反応装置の前段
に、水質をコンディショニングするための原水調整槽２
１、次いで酸醗酵槽２２を設けた場合の装置を示してい
る。ここで原水調整槽２１は、槽１に流入させる原水の
水量を調整するための既知のものであり、また酸醗酵槽
２２は、原水に糖質やタンパク質等の比較的高分子の有
機物を含む場合に設置するもので、当該有機物を有機酸
に分解するものである。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】実施例３ 図３に示した例は、図２の例における酸醗酵槽２２を、
酸醗酵槽兼用の沈澱槽２３として設けた装置を示してお
り、他の構成は図２と全く同様である。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】試験例 図３の装置を用い、以下の条件で大豆加工工場の排水を
模擬した試験水を用いて嫌気性反応装置の試験を行なっ
た。なお槽１は１ｍ（たて）×１ｍ（横）×１．１ｍ
（高さ）とし、この槽１に水をはって、直径７〜１２ｃ
ｍのほたてがいの分離した貝殻片を、槽容積全体の９０
％容積となるように充填し、次ぎに液面下容積の８％容
積の種汚泥を投入して、試験装置を形成させた。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】原水 ＢＯＤ： ９８００〜１３０００ｍｇ／ｌ（平均１１０
００ｍｇ／ｌ） ｐＨ ：４．５〜５．４ ＳＳ ：２００〜８００ｍｇ／ｌ（平均５００ｍｇ／
ｌ） 運転条件 ＢＯＤ容積負荷：２０ｋｇ／ｍ³ ・Ｄ 水温 ：３２〜３６℃ 運転期間 ：約５か月 得られた処理水の水質 ＢＯＤ： ９５０〜１４００ｍｇ／ｌ（平均１２００ｍ
ｇ／ｌ） ｐＨ ：６．４〜６．９ ＳＳ ：１１０〜３３０ｍｇ／ｌ（平均１３０ｍｇ／
ｌ） 約５か月の試験終了時に装置を解体した時の所見：（槽
下部の貝殻片まで槽内全体の貝殻片に汚泥塊がその凹所
に溜っていることが認められた。またその汚泥塊は、従
来のＵＡＳＢ法による装置でみられる汚泥塊に比べて全
体的に粒径が小さく、しかも従来のＵＡＳＢ法による装
置ではその比率が少ない微小な汚泥粒も相当の比率で認
められた。また、貝殻片の凹所表面の付着汚泥は極めて
少なかったが、下面には相当量の付着汚泥が認められ
た。）以上の試験結果から、本発明の嫌気性反応装置
は、従来の一般的なＵＡＳＢ法の反応装置や固定床式の
反応装置に比べて、容積負荷が飛躍的に向上し、理想的
には２倍程度に向上できることが分かった。また装置の
形成が極めて簡単であり、また汚泥の槽外への流出が極
めて少ないことも確認された。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の嫌気性反応装置の実施例１の構成概要
を示した図である。

【図２】本発明の嫌気性反応装置の実施例２の構成概要
を示した図である。

【図３】本発明の嫌気性反応装置の試験装置の構成をフ
ローで示した図である。

【符号の説明】 １・・・反応槽（槽）、２・・・天井板、３・・・安全
装置兼用の水封式点検孔機構、４・・・点検孔、５・・
・凹溝、６・・・重量蓋、７・・・原水流入管、８・・
・原水流出口、９・・・ガス抜き管、１０・・・処理水
流出管、１１・・・液面調整機構、１２・・・バイパス
管、１３・・・貝殻片、２１・・・原水調整槽、２２・
・・酸醗酵槽、２３・・・酸醗酵槽兼用の沈澱槽、２４
・・・炭酸ガス抜き管。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扁平な凹形の皿状体を、反応槽内にその
   凹部が上向きとなるようにランダムに多数積み上げ、こ
   れらの皿状体の凹部にメタン菌を沈殿させた状態で、下
   部から処理水を上昇流で流すことを特徴とする多数の汚
   泥溜りを積み重ねた嫌気性反応装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、沈殿したメタン菌
   が、汚泥塊、及び汚泥塊に成長する過程の微細な汚泥粒
   を含むことを特徴とする多数の汚泥溜りを積み重ねた嫌
   気性反応装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、皿状体が貝殻
   であることを特徴とする多数の汚泥溜りを積み重ねた嫌
   気性反応装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、貝殻が、あわび、又
   は、ほたて，蠣，むらさきがい，あこやがい，うばが
   い，いがい等の貝殻片であることを特徴とする多数の汚
   泥溜りを積み重ねた嫌気性反応装置。
5. 【請求項５】 反応槽に水をはった後、皿状体を上部か
   ら投入することで該皿状体を水中で積み上げることを特
   徴とする、請求項１乃至４のいずれかの嫌気性反応装置
   を形成する方法。
6. 【請求項６】 請求項５の方法により水中で皿状体を積
   み上げた後、上部から種汚泥を投入することを特徴とす
   る、請求項１乃至４のいずれかの嫌気性反応装置を形成
   する方法。