JPH08322549A - 液流式生化学反応装置及び当該装置を用いた地下水又は排水の浄化システム - Google Patents
液流式生化学反応装置及び当該装置を用いた地下水又は排水の浄化システムInfo
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- JPH08322549A JPH08322549A JP13315095A JP13315095A JPH08322549A JP H08322549 A JPH08322549 A JP H08322549A JP 13315095 A JP13315095 A JP 13315095A JP 13315095 A JP13315095 A JP 13315095A JP H08322549 A JPH08322549 A JP H08322549A
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小出力の駆動源で大量の担体及び被処理液を
ゆっくりと、しかも担体に損傷を与えることなく循環さ
せることができ、且つ大型化に適した液流式生化学反応
装置を提案せんとするものである。 【構成】 固定化担体を含む被処理液を収容するタンク
と、前記担体を含む被処理液を前記タンク内に循環輸送
する輸送手段とを備えた液流式生化学反応装置であっ
て、前記輸送手段が、回転駆動源と、この回転駆動源か
ら回転力の伝達を受けるとともに前記回転駆動源による
回転運動の回転中心から外方へ向かって延び、その外方
端に吐出口を有し且つこの吐出口より回転中心側に吸入
路を形成した管状の遠心力発生部と、一端に吸込口を有
しこの吸込口の反対側の内部通路を前記遠心力発生部の
吸入路に連通させた管状の流体案内部とより構成され、
前記吸込口と吐出口をタンク内に離して位置づけてなる
液流式生化学反応装置。
ゆっくりと、しかも担体に損傷を与えることなく循環さ
せることができ、且つ大型化に適した液流式生化学反応
装置を提案せんとするものである。 【構成】 固定化担体を含む被処理液を収容するタンク
と、前記担体を含む被処理液を前記タンク内に循環輸送
する輸送手段とを備えた液流式生化学反応装置であっ
て、前記輸送手段が、回転駆動源と、この回転駆動源か
ら回転力の伝達を受けるとともに前記回転駆動源による
回転運動の回転中心から外方へ向かって延び、その外方
端に吐出口を有し且つこの吐出口より回転中心側に吸入
路を形成した管状の遠心力発生部と、一端に吸込口を有
しこの吸込口の反対側の内部通路を前記遠心力発生部の
吸入路に連通させた管状の流体案内部とより構成され、
前記吸込口と吐出口をタンク内に離して位置づけてなる
液流式生化学反応装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微生物（原生動物、糸
状菌、放線菌、酵母、細菌）の培養、又は微生物が有す
る生分解作用により各種生成物を得る目的で用いられた
り、あるいは微生物の生分解作用を利用して地下水や排
水等の被処理液中の特定元素や化合物を選択除去したり
他の元素や化合物と変換するのに用いたりする液流式生
化学反応装置とその応用装置に関する。
状菌、放線菌、酵母、細菌）の培養、又は微生物が有す
る生分解作用により各種生成物を得る目的で用いられた
り、あるいは微生物の生分解作用を利用して地下水や排
水等の被処理液中の特定元素や化合物を選択除去したり
他の元素や化合物と変換するのに用いたりする液流式生
化学反応装置とその応用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微生物が有する生分解作用により被処理
液中の特定元素を選択除去する液流式生化学反応装置と
しては、微生物を担持させた固定化担体（以下、単に担
体と称す）を被処理液と一緒に反応タンク内に収容し、
この反応タンク内で攪拌翼を回転させることにより担体
と接触する被処理液を流動させて生分解作用の促進とタ
ンク内処理液の均質化をはかる装置が古くから知られて
いる。このような装置はバイオリアクターと称される。
バイオリアクターとは生物機能を利用して特異性の高い
反応を効率良く行うことのできる反応器を指す。微生物
を培養することによりアルコールを醗酵させたり、医薬
品となる抗生物質を生産する装置等はその代表例であ
る。その他、例えば地下水や排水からの脱窒処理やその
他、特定元素の除去にも適用される。特に、近年にいた
っては化学肥料使用に起因する地下水の硝酸汚染が問題
となっており、地下水の脱窒処理への適用が注目されて
いる。バイオリアクターが備えるべき条件としては、攪
拌に起因する剪断応力により担体が破壊されないこと、
タンク内での担体の偏在や滞留がなく担体が常に流動し
て被処理液全体の浄化度をタンク内全体にわたって均質
であること、等が重要である。
液中の特定元素を選択除去する液流式生化学反応装置と
しては、微生物を担持させた固定化担体（以下、単に担
体と称す）を被処理液と一緒に反応タンク内に収容し、
この反応タンク内で攪拌翼を回転させることにより担体
と接触する被処理液を流動させて生分解作用の促進とタ
ンク内処理液の均質化をはかる装置が古くから知られて
いる。このような装置はバイオリアクターと称される。
バイオリアクターとは生物機能を利用して特異性の高い
反応を効率良く行うことのできる反応器を指す。微生物
を培養することによりアルコールを醗酵させたり、医薬
品となる抗生物質を生産する装置等はその代表例であ
る。その他、例えば地下水や排水からの脱窒処理やその
他、特定元素の除去にも適用される。特に、近年にいた
っては化学肥料使用に起因する地下水の硝酸汚染が問題
となっており、地下水の脱窒処理への適用が注目されて
いる。バイオリアクターが備えるべき条件としては、攪
拌に起因する剪断応力により担体が破壊されないこと、
タンク内での担体の偏在や滞留がなく担体が常に流動し
て被処理液全体の浄化度をタンク内全体にわたって均質
であること、等が重要である。
【０００３】攪拌翼を使用する上記バイオリアクターで
は、担体に作用する剪断応力を抑制することが困難であ
り、またガスを発生する微生物では担体のみかけ上の比
重が小さくなって担体が浮上するため、タンク内被処理
液の浄化度を均質化することが困難であるという問題が
ある。このような問題に配慮したものとしては、例えば
特開平２−１３８９６０号で提案された液流式生物化学
反応装置がある。この装置は図２２に示すようにフィル
ター１００によって上下に二分された内部空間を有する
タンク１０１に微生物を担持させた担体１０３を被処理
液１０４と一緒に収容し、このタンク１０１の側壁にお
ける被処理液の界面近傍位置から取り出した担体混入被
処理液を前記フィルター１００の至近上部位置に戻す循
環パイプ１０５をタンク外に設け、且つ当該循環パイプ
１０５の途中部に液流ジェット機構１０６を設けるとと
もに、この液流ジェット機構１０６にタンク本体底壁か
ら導出した担体を含まない処理済液を循環ポンプ１０７
によって強制送給して液流ジェットを発生させ、この液
流ジェットの噴出圧によってタンク本体内部に上向き渦
巻き流を発生させて担体を流動攪拌するものである。
は、担体に作用する剪断応力を抑制することが困難であ
り、またガスを発生する微生物では担体のみかけ上の比
重が小さくなって担体が浮上するため、タンク内被処理
液の浄化度を均質化することが困難であるという問題が
ある。このような問題に配慮したものとしては、例えば
特開平２−１３８９６０号で提案された液流式生物化学
反応装置がある。この装置は図２２に示すようにフィル
ター１００によって上下に二分された内部空間を有する
タンク１０１に微生物を担持させた担体１０３を被処理
液１０４と一緒に収容し、このタンク１０１の側壁にお
ける被処理液の界面近傍位置から取り出した担体混入被
処理液を前記フィルター１００の至近上部位置に戻す循
環パイプ１０５をタンク外に設け、且つ当該循環パイプ
１０５の途中部に液流ジェット機構１０６を設けるとと
もに、この液流ジェット機構１０６にタンク本体底壁か
ら導出した担体を含まない処理済液を循環ポンプ１０７
によって強制送給して液流ジェットを発生させ、この液
流ジェットの噴出圧によってタンク本体内部に上向き渦
巻き流を発生させて担体を流動攪拌するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この技術は、液流によ
って担体を流動攪拌するものであるから、攪拌翼を用い
る場合のように、担体が破壊されるおそれはなく、しか
も被処理液界面付近に浮遊する担体を回収してタンク底
部に案内するものであるから、被処理液界面付近におけ
る担体の滞留を軽減することが可能となった。しかしな
がらこのような液流ジェット機構を用いる方法では、液
流ジェット機構に担体を含まない処理済液を送給する必
要があることからフィルターａの存在が不可欠であり、
このため装置構造が複雑となるとともに、使用途上でフ
ィルターが目詰まりする問題もあり、メンテナンスが面
倒であった。また液流ジェット機構では担体及び被処理
液の輸送量の増大をはかろうとすれば循環ポンプの大幅
なパワーアップが必要となってコストアップが避けられ
ず、大量の被処理液を処理できる大型装置を適価で実現
することはできない。更に液流ジェット機構はその構造
がやや複雑であるという問題点も抱えている。また液流
ジェットは攪拌翼を使用したものに比べれば担体が損傷
を受ける確率は遙に少ないが、液流ジェットを高圧力且
つ高速度で噴出することから、加圧による担体の損傷が
皆無とはいえない。本発明はかかる現況に鑑みてなされ
たものであり、小出力の駆動源で大量の担体及び被処理
液をゆっくりと、しかも担体に損傷を与えることなく循
環輸送できる輸送手段を提案するとともに、この輸送手
段を組み込んだ液流式生化学反応装置を提案せんとする
ものであり、あわせてこの装置を用いた地下水又は排水
の浄化システムを提供せんとするものである。
って担体を流動攪拌するものであるから、攪拌翼を用い
る場合のように、担体が破壊されるおそれはなく、しか
も被処理液界面付近に浮遊する担体を回収してタンク底
部に案内するものであるから、被処理液界面付近におけ
る担体の滞留を軽減することが可能となった。しかしな
がらこのような液流ジェット機構を用いる方法では、液
流ジェット機構に担体を含まない処理済液を送給する必
要があることからフィルターａの存在が不可欠であり、
このため装置構造が複雑となるとともに、使用途上でフ
ィルターが目詰まりする問題もあり、メンテナンスが面
倒であった。また液流ジェット機構では担体及び被処理
液の輸送量の増大をはかろうとすれば循環ポンプの大幅
なパワーアップが必要となってコストアップが避けられ
ず、大量の被処理液を処理できる大型装置を適価で実現
することはできない。更に液流ジェット機構はその構造
がやや複雑であるという問題点も抱えている。また液流
ジェットは攪拌翼を使用したものに比べれば担体が損傷
を受ける確率は遙に少ないが、液流ジェットを高圧力且
つ高速度で噴出することから、加圧による担体の損傷が
皆無とはいえない。本発明はかかる現況に鑑みてなされ
たものであり、小出力の駆動源で大量の担体及び被処理
液をゆっくりと、しかも担体に損傷を与えることなく循
環輸送できる輸送手段を提案するとともに、この輸送手
段を組み込んだ液流式生化学反応装置を提案せんとする
ものであり、あわせてこの装置を用いた地下水又は排水
の浄化システムを提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明者は鋭意検討した結果、液流ジェット機構に代わる
全く新たな輸送手段を着想し、この輸送手段を組み込ん
だ液流式生化学反応装置を完成させた。上記課題を解決
した本発明は次の構成を有する。
発明者は鋭意検討した結果、液流ジェット機構に代わる
全く新たな輸送手段を着想し、この輸送手段を組み込ん
だ液流式生化学反応装置を完成させた。上記課題を解決
した本発明は次の構成を有する。
【０００６】固定化担体及び被処理液を収容するタンク
と、固定化担体及び被処理液を前記タンク内における離
れた部位間に輸送する輸送手段とを備えた液流式生化学
反応装置であって、前記輸送手段の構成が、回転駆動源
と、前記回転駆動源から回転力の伝達を受けるとともに
前記回転駆動源によって作りだされる回転運動の回転中
心から外方へ向かって延び、その外方端に吐出口を有し
且つこの吐出口より回転中心側に吸入路を形成した管状
の遠心力発生部と、一端に吸込口を有し、この吸込口の
反対側の内部通路を前記遠心力発生部の吸入路に連通さ
せた管状の流体案内部と、よりなり、前記流体案内部の
吸込口と遠心力発生部の吐出口をタンク内の離れた部位
に位置づけてなる液流式生化学反応装置である。
と、固定化担体及び被処理液を前記タンク内における離
れた部位間に輸送する輸送手段とを備えた液流式生化学
反応装置であって、前記輸送手段の構成が、回転駆動源
と、前記回転駆動源から回転力の伝達を受けるとともに
前記回転駆動源によって作りだされる回転運動の回転中
心から外方へ向かって延び、その外方端に吐出口を有し
且つこの吐出口より回転中心側に吸入路を形成した管状
の遠心力発生部と、一端に吸込口を有し、この吸込口の
反対側の内部通路を前記遠心力発生部の吸入路に連通さ
せた管状の流体案内部と、よりなり、前記流体案内部の
吸込口と遠心力発生部の吐出口をタンク内の離れた部位
に位置づけてなる液流式生化学反応装置である。
【０００７】流体案内部の吸込口と遠心力発生部の吐出
口の設置位置は流体の輸送方向に応じて適宜選択される
が、担体のみかけ比重と被処理液の比重とに差がある場
合は、担体の浮上集積や担体の沈澱を避ける目的から流
体案内部の吸込口と遠心力発生部の吐出口とはタンク内
において上下方向に離間して設ける。
口の設置位置は流体の輸送方向に応じて適宜選択される
が、担体のみかけ比重と被処理液の比重とに差がある場
合は、担体の浮上集積や担体の沈澱を避ける目的から流
体案内部の吸込口と遠心力発生部の吐出口とはタンク内
において上下方向に離間して設ける。
【０００８】特に担体のみかけ比重が被処理液の比重よ
りも小さくて担体の浮上集積が発生する場合には、タン
クの上部空間を全周囲にわたって傾斜状に狭め、この狭
められた空間における担体が集積する位置に流体案内部
の吸込口を位置づけることが好ましい。
りも小さくて担体の浮上集積が発生する場合には、タン
クの上部空間を全周囲にわたって傾斜状に狭め、この狭
められた空間における担体が集積する位置に流体案内部
の吸込口を位置づけることが好ましい。
【０００９】流体案内部の吸込口は固定式であってもよ
いが、上下動手段を設けて吸込口の高さ位置を調整可能
とすることもできる。
いが、上下動手段を設けて吸込口の高さ位置を調整可能
とすることもできる。
【００１０】流体を遠心力発生部の吸入路にまで案内す
る流体案内部は、その管軸を回転駆動源の回転軸に一致
させることが採用できる。
る流体案内部は、その管軸を回転駆動源の回転軸に一致
させることが採用できる。
【００１１】遠心力発生部と流体案内部とは単一の管状
部材から構成して両方を一体的に回転させる場合と、遠
心力発生部を構成する管状部材を流体案内部を構成する
管状部材に回転自在に連結し、遠心力発生部のみを回転
させる場合とがある。
部材から構成して両方を一体的に回転させる場合と、遠
心力発生部を構成する管状部材を流体案内部を構成する
管状部材に回転自在に連結し、遠心力発生部のみを回転
させる場合とがある。
【００１２】また遠心力発生部の回転動作に伴う流体抵
抗の軽減をはかるために、遠心力発生部の最大回転半径
に略一致した半径を有しその周壁に遠心力発生部に設け
た吐出口に連通する開口を設けた中空円筒ケースを遠心
力発生部に外装することも好ましい。
抗の軽減をはかるために、遠心力発生部の最大回転半径
に略一致した半径を有しその周壁に遠心力発生部に設け
た吐出口に連通する開口を設けた中空円筒ケースを遠心
力発生部に外装することも好ましい。
【００１３】被処理液の供給及び被処理液の取り出しは
定期的に行ってもよいが、被処理液をタンクに連続供給
する被処理液供給手段と処理済液を系外に連続取り出し
する系外取出手段を設けて連続処理してもよい。
定期的に行ってもよいが、被処理液をタンクに連続供給
する被処理液供給手段と処理済液を系外に連続取り出し
する系外取出手段を設けて連続処理してもよい。
【００１４】また本液流式生化学反応装置は単体使用の
他、ユニット化した液流式生化学反応装置を積段又は並
設して前段の液流式生化学反応ユニットから取り出した
処理済液を次段の液流式生化学反応ユニットに供給する
ことにより多段階処理することも可能である。
他、ユニット化した液流式生化学反応装置を積段又は並
設して前段の液流式生化学反応ユニットから取り出した
処理済液を次段の液流式生化学反応ユニットに供給する
ことにより多段階処理することも可能である。
【００１５】本装置は固定化担体のみかけ比重が被処理
液よりも重い場合でも、また軽い場合でも適用できる
が、固定化担体が担持する微生物がガス発生菌であり、
且つこのガスが固定化担体の内部に留まるか又は外表面
に付着した後の固定化担体のみかけ比重が１．２より小
さい場合にも、従来装置では浮上集積しがちであった担
体をタンク内下方に円滑に導くことが可能で、担体をタ
ンク内空間全体に行き渡らせることができる。
液よりも重い場合でも、また軽い場合でも適用できる
が、固定化担体が担持する微生物がガス発生菌であり、
且つこのガスが固定化担体の内部に留まるか又は外表面
に付着した後の固定化担体のみかけ比重が１．２より小
さい場合にも、従来装置では浮上集積しがちであった担
体をタンク内下方に円滑に導くことが可能で、担体をタ
ンク内空間全体に行き渡らせることができる。
【００１６】本装置は固定化担体に脱窒菌を固定するこ
とにより脱窒処理に使用でき、またメタンガスを発生す
る微生物を固定することによりメタン醗酵に使用するこ
とができる。また硝化菌又は活性汚泥層に生存する生物
を固定化担体に固定することにより、アンモニア態窒素
又は生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）を低減する目的に使
用できる。
とにより脱窒処理に使用でき、またメタンガスを発生す
る微生物を固定することによりメタン醗酵に使用するこ
とができる。また硝化菌又は活性汚泥層に生存する生物
を固定化担体に固定することにより、アンモニア態窒素
又は生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）を低減する目的に使
用できる。
【００１７】本液流式生化学反応装置は上記したように
固定化担体を使用する用途に最も適しているが、固定化
担体を使用しない用途にも適用できる。
固定化担体を使用する用途に最も適しているが、固定化
担体を使用しない用途にも適用できる。
【００１８】本液流式生化学反応装置は沈澱池、濾過タ
ンク、薬物処理タンク等より構成される既存の浄水設備
と組み合わせることができる。
ンク、薬物処理タンク等より構成される既存の浄水設備
と組み合わせることができる。
【００１９】
【作用】上記構成の本装置は、担体を充填したタンクに
被処理液を導入し、担体に担持された微生物、細胞又は
酵素によって被処理液中の特定元素又は化合物の選択除
去または変換を行うものである。そして被処理液中の特
定元素や化合物を捕捉した微生物は増殖し、他方、被処
理液からは窒素等の元素や化合物が除去される。固定化
担体は被処理液と一緒に本装置内を循環するが、その循
環の様子は次のとおりである。尚、以下の説明において
担体を含む被処理液を流体と総称することにする。微生
物を担持した担体は、その比重が被処理液よりも小さい
場合は浮上し、他方その比重が被処理液よりも大きい場
合は沈澱し、またほぼ同比重である場合は被処理液中に
浮遊する。担体の集積する位置には流体案内部の吸込口
が位置づけられており、担体はこの吸込口から流体案内
部に吸い込まれ、流体案内部の内部空間を通って管状の
遠心力発生部に案内される。遠心力発生部は回転してい
るため当該遠心力発生部内の流体には遠心力が作用し、
この結果、遠心力発生部に設けた吐出口からは流体が排
出され、他方、流体が排出されるのに対応して流体案内
部の吸込口からは流体が吸い込まれる。このようにして
タンク内における離れた部位間で流体の輸送が行われ
る。流体の排出は排出口が回転軸周りに回転しながら行
われるから、流体の輸送と同時に攪拌も行われることに
なる。遠心力発生部内に形成された流路には機構部は全
く存在しないかあるいは存在しても回転力伝達用の軸杆
のみであるから、担体に損傷を与えることなく大量の流
体を輸送することができる。遠心力発生部の回転速度は
比較的緩やかで且つその形状も攪拌翼のような鋭利な部
分が存在しないため遠心力発生部の周囲に浮遊する固形
物に対しても損傷を与えることもない。また遠心力発生
部の回転に要する駆動力は小さなもので充分であるから
回転駆動源の小型化もはかれる。
被処理液を導入し、担体に担持された微生物、細胞又は
酵素によって被処理液中の特定元素又は化合物の選択除
去または変換を行うものである。そして被処理液中の特
定元素や化合物を捕捉した微生物は増殖し、他方、被処
理液からは窒素等の元素や化合物が除去される。固定化
担体は被処理液と一緒に本装置内を循環するが、その循
環の様子は次のとおりである。尚、以下の説明において
担体を含む被処理液を流体と総称することにする。微生
物を担持した担体は、その比重が被処理液よりも小さい
場合は浮上し、他方その比重が被処理液よりも大きい場
合は沈澱し、またほぼ同比重である場合は被処理液中に
浮遊する。担体の集積する位置には流体案内部の吸込口
が位置づけられており、担体はこの吸込口から流体案内
部に吸い込まれ、流体案内部の内部空間を通って管状の
遠心力発生部に案内される。遠心力発生部は回転してい
るため当該遠心力発生部内の流体には遠心力が作用し、
この結果、遠心力発生部に設けた吐出口からは流体が排
出され、他方、流体が排出されるのに対応して流体案内
部の吸込口からは流体が吸い込まれる。このようにして
タンク内における離れた部位間で流体の輸送が行われ
る。流体の排出は排出口が回転軸周りに回転しながら行
われるから、流体の輸送と同時に攪拌も行われることに
なる。遠心力発生部内に形成された流路には機構部は全
く存在しないかあるいは存在しても回転力伝達用の軸杆
のみであるから、担体に損傷を与えることなく大量の流
体を輸送することができる。遠心力発生部の回転速度は
比較的緩やかで且つその形状も攪拌翼のような鋭利な部
分が存在しないため遠心力発生部の周囲に浮遊する固形
物に対しても損傷を与えることもない。また遠心力発生
部の回転に要する駆動力は小さなもので充分であるから
回転駆動源の小型化もはかれる。
【００２０】微生物を担持した担体のみかけ比重と被処
理液の比重とに差があるときは、担体は浮上又は沈澱し
ている。これら担体は当該部位に位置づけられた流体案
内部の吸込口から吸い込まれ、タンクの上下方向に輸送
される。担体が浮上している場合にはタンク内下層に向
かって輸送され、他方、担体が沈澱しているときにはタ
ンク内上層に向かって輸送される。
理液の比重とに差があるときは、担体は浮上又は沈澱し
ている。これら担体は当該部位に位置づけられた流体案
内部の吸込口から吸い込まれ、タンクの上下方向に輸送
される。担体が浮上している場合にはタンク内下層に向
かって輸送され、他方、担体が沈澱しているときにはタ
ンク内上層に向かって輸送される。
【００２１】また請求項３の構成によれば、浮遊してい
る担体は吸込口を囲む全周囲からまんべんなく集められ
て流体案内部の内部空間に導入される。
る担体は吸込口を囲む全周囲からまんべんなく集められ
て流体案内部の内部空間に導入される。
【００２２】請求項４記載のように流体案内部の吸込口
の上下動手段が設けて吸込口の高さレベル調整を可能と
した場合、被処理液の液面高さ位置の変動に対応可能と
なり、また吸込口への担体の回収量も調整可能となる。
の上下動手段が設けて吸込口の高さレベル調整を可能と
した場合、被処理液の液面高さ位置の変動に対応可能と
なり、また吸込口への担体の回収量も調整可能となる。
【００２３】請求項５記載のように、流体を遠心力発生
部の吸入路にまで案内する流体案内部の管軸を回転駆動
源の回転軸に一致させた場合には、仮に流体案内部が回
転した場合でも流体案内部内には遠心力はほとんど作用
せず、流体案内管の回転が遠心力発生部による流体の排
出を阻害することはない。
部の吸入路にまで案内する流体案内部の管軸を回転駆動
源の回転軸に一致させた場合には、仮に流体案内部が回
転した場合でも流体案内部内には遠心力はほとんど作用
せず、流体案内管の回転が遠心力発生部による流体の排
出を阻害することはない。
【００２４】請求項６記載のように、遠心力発生部と流
体案内部とを単一の管状部材から構成した場合は、遠心
力発生部と流体案内部とは一体的に回転させる。また請
求項７のように、遠心力発生部を流体案内部に対して回
転自在に連結した場合は、遠心力発生部のみを回転させ
る。
体案内部とを単一の管状部材から構成した場合は、遠心
力発生部と流体案内部とは一体的に回転させる。また請
求項７のように、遠心力発生部を流体案内部に対して回
転自在に連結した場合は、遠心力発生部のみを回転させ
る。
【００２５】請求項８のように遠心力発生部の最大回転
半径に一致した半径を有しその周壁に遠心力発生部を構
成する管体の排出口に連通する開口を設けた中空円筒ケ
ースを、遠心力発生部に外装して両部材を一体的に回転
させるようにした場合は、中空円筒ケースは回転対称形
であるため回転に伴う流体抵抗はほとんどなく、回転駆
動源の駆動力はより小さくて済む。
半径に一致した半径を有しその周壁に遠心力発生部を構
成する管体の排出口に連通する開口を設けた中空円筒ケ
ースを、遠心力発生部に外装して両部材を一体的に回転
させるようにした場合は、中空円筒ケースは回転対称形
であるため回転に伴う流体抵抗はほとんどなく、回転駆
動源の駆動力はより小さくて済む。
【００２６】請求項１０のように上記液流式生化学反応
装置をユニット化して積段又は並設し、複数の液流式生
化学反応ユニットによって被処理液を多段階処理するよ
うにした場合、被処理液が一つの液流式生化学反応ユニ
ット内で循環する回数を減らせるので処理効率の向上が
はかれる。
装置をユニット化して積段又は並設し、複数の液流式生
化学反応ユニットによって被処理液を多段階処理するよ
うにした場合、被処理液が一つの液流式生化学反応ユニ
ット内で循環する回数を減らせるので処理効率の向上が
はかれる。
【００２７】本液流式生化学反応装置は担体を使用せず
被処理液だけの場合についても適用したときにも、大量
の流体の緩慢な輸送を小電力の駆動源を用いて実現でき
る。
被処理液だけの場合についても適用したときにも、大量
の流体の緩慢な輸送を小電力の駆動源を用いて実現でき
る。
【００２８】このような液流式生化学反応装置を沈澱
池、濾過タンク、薬物処理タンク等より構成される既存
の浄水設備と組み合わせた場合、従来の浄化システムで
は困難であった窒素等の特定元素や化合物の除去、更に
はＢＯＤの低減が可能となる。
池、濾過タンク、薬物処理タンク等より構成される既存
の浄水設備と組み合わせた場合、従来の浄化システムで
は困難であった窒素等の特定元素や化合物の除去、更に
はＢＯＤの低減が可能となる。
【００２９】
【実施例】次に本発明の詳細を図示した実施例に基づき
説明する。図１は本発明の基本構成を示す一実施例の縦
断面説明図であり、図２は図１中のＸ−Ｘ断面図であ
る。本実施例は電動モータ等の回転駆動源９から回転力
の伝達を受けた輸送管１をタンク４の内部に位置づけて
構成され、タンク内には微生物を担持させた固定化担体
９５（以下、担体９５と称す）が被処理液９６と一緒に
充填されている。タンク４の底部には系外取出手段とし
ての排出管５が接続され、他方、タンク４の上方には被
処理液供給手段としての注入管６が設けられている。排
出管５及び注入管６の配置位置は他のものであってもよ
く、例えば排出管５をタンク側壁に設け、タンク底部に
は沈殿残留物排出用のドレンを別途設けることも考えら
れる。
説明する。図１は本発明の基本構成を示す一実施例の縦
断面説明図であり、図２は図１中のＸ−Ｘ断面図であ
る。本実施例は電動モータ等の回転駆動源９から回転力
の伝達を受けた輸送管１をタンク４の内部に位置づけて
構成され、タンク内には微生物を担持させた固定化担体
９５（以下、担体９５と称す）が被処理液９６と一緒に
充填されている。タンク４の底部には系外取出手段とし
ての排出管５が接続され、他方、タンク４の上方には被
処理液供給手段としての注入管６が設けられている。排
出管５及び注入管６の配置位置は他のものであってもよ
く、例えば排出管５をタンク側壁に設け、タンク底部に
は沈殿残留物排出用のドレンを別途設けることも考えら
れる。
【００３０】担体９５としては、特開平３−２９０４４
３号において開示されたものや本発明者等が特願平５−
３５１２３４号において提案しているセルロース生分解
抑制組成物よりなるセルロース製連続気泡体が利用で
き、その粒径は０．５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲から選択さ
れる。気孔径は２０００μｍ未満である。また担体９５
の形状としては立方体、直方体、円柱体及び円筒体が対
象となる。担体としてはセルロース製連続気泡体以外の
ものを用いることも可能であり、他の多孔質担体やアル
ギン酸カルシウム、κ−カラギーナン等のゲル状担体を
用いることもできる。担体に担持させるものとしては微
生物、細胞又は酵素のいずれもが対象となる。微生物と
しては嫌気性菌及び好気性菌のいずれもが対象となり、
嫌気性菌としては脱窒菌が挙げられ、好気性菌としては
硝化菌や活性汚泥層に生存する細菌や原生動物が挙げら
れる。脱窒菌としてはシュードモナス属（Pseudomona
s), ミクロッカス属(Micrococcus),スピルラム属(Spiri
llum),アクロモバクター属(Achromobacter),アルカリゲ
ネス属(Alcaligenes) ，ハイホミクロビウム属（Hyphom
icrobium）等が挙げられる。硝化菌としては、ニトロバ
クター属(Nitrobacter) ，ニトロコッカス属 (Nitrococ
cus)等の硝酸菌やニトロソモナス属 (Nitrosomonas)，
ニトロソコッカス属(Nitrosococcus) 等の亜硝酸菌が挙
げられる。活性汚泥層に生存する細菌としては、シュー
ドモナス属（Pseudomonas)，クレブシラ属 (Klebsiell
a) ，ミクロコッカス属(Micrococcus) ，ミクロバクテ
リウム属(Microbacterium)が挙げられ、活性汚泥層に生
存する原生動物としては、ズーグロイア属(Zoogloea)，
ボルティセラ属(Vorticella)，エピスティリィス属（Ep
istilis)等が挙げられる。またメタンガスを発生する微
生物も対象となる。これら菌を選択することによって本
装置はメタン醗酵等を目的とした微生物の培養装置とな
すことも、あるいは微生物の増殖を利用した地下水や排
水の浄化装置となすこともできる。また硝化菌や活性汚
泥層に生存する細菌や原生動物を選択してアンモニア態
窒素やＢＯＤ低減に利用することもできる。したがって
被処理液９６は微生物増殖用の液体培地である場合もあ
るし、地下水や排水等である場合もある。本装置の設備
規模はこれら用途によって決定されるものであって、実
験室レベルのものから工場や自治体運営の大規模浄化設
備への適用までが全て対象となるが、特に大規模設備に
適している。
３号において開示されたものや本発明者等が特願平５−
３５１２３４号において提案しているセルロース生分解
抑制組成物よりなるセルロース製連続気泡体が利用で
き、その粒径は０．５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲から選択さ
れる。気孔径は２０００μｍ未満である。また担体９５
の形状としては立方体、直方体、円柱体及び円筒体が対
象となる。担体としてはセルロース製連続気泡体以外の
ものを用いることも可能であり、他の多孔質担体やアル
ギン酸カルシウム、κ−カラギーナン等のゲル状担体を
用いることもできる。担体に担持させるものとしては微
生物、細胞又は酵素のいずれもが対象となる。微生物と
しては嫌気性菌及び好気性菌のいずれもが対象となり、
嫌気性菌としては脱窒菌が挙げられ、好気性菌としては
硝化菌や活性汚泥層に生存する細菌や原生動物が挙げら
れる。脱窒菌としてはシュードモナス属（Pseudomona
s), ミクロッカス属(Micrococcus),スピルラム属(Spiri
llum),アクロモバクター属(Achromobacter),アルカリゲ
ネス属(Alcaligenes) ，ハイホミクロビウム属（Hyphom
icrobium）等が挙げられる。硝化菌としては、ニトロバ
クター属(Nitrobacter) ，ニトロコッカス属 (Nitrococ
cus)等の硝酸菌やニトロソモナス属 (Nitrosomonas)，
ニトロソコッカス属(Nitrosococcus) 等の亜硝酸菌が挙
げられる。活性汚泥層に生存する細菌としては、シュー
ドモナス属（Pseudomonas)，クレブシラ属 (Klebsiell
a) ，ミクロコッカス属(Micrococcus) ，ミクロバクテ
リウム属(Microbacterium)が挙げられ、活性汚泥層に生
存する原生動物としては、ズーグロイア属(Zoogloea)，
ボルティセラ属(Vorticella)，エピスティリィス属（Ep
istilis)等が挙げられる。またメタンガスを発生する微
生物も対象となる。これら菌を選択することによって本
装置はメタン醗酵等を目的とした微生物の培養装置とな
すことも、あるいは微生物の増殖を利用した地下水や排
水の浄化装置となすこともできる。また硝化菌や活性汚
泥層に生存する細菌や原生動物を選択してアンモニア態
窒素やＢＯＤ低減に利用することもできる。したがって
被処理液９６は微生物増殖用の液体培地である場合もあ
るし、地下水や排水等である場合もある。本装置の設備
規模はこれら用途によって決定されるものであって、実
験室レベルのものから工場や自治体運営の大規模浄化設
備への適用までが全て対象となるが、特に大規模設備に
適している。
【００３１】タンク４は有底の円筒状容器である。図例
のタンク４は上部を開放しているが図示外の蓋体によっ
て閉鎖する場合もある。一般に好気性微生物を対象とす
る場合は開放タンクを用い、嫌気性微生物を対象とする
場合は閉鎖タンクを用いる。円筒状容器に代えて箱型容
器を用いることもできる。
のタンク４は上部を開放しているが図示外の蓋体によっ
て閉鎖する場合もある。一般に好気性微生物を対象とす
る場合は開放タンクを用い、嫌気性微生物を対象とする
場合は閉鎖タンクを用いる。円筒状容器に代えて箱型容
器を用いることもできる。
【００３２】輸送管１はロート状に拡がった担体収集部
７、上部に吸込口３ｈを有する直状の流体案内部３及び
湾曲形状の遠心力発生部２とから構成され、輸送管１の
軸心位置には回転軸となる軸杆８が貫設されている。担
体収集部７の存在は必須ではないが、担体収集の効率化
をはかる観点からは設けることが好ましい。軸杆８の下
端は湾曲形状の遠心力発生部２の管内壁に固着され、他
方、軸杆８の上端は増減速機構を介して電動モータ等の
回転駆動源９に接続され、回転駆動源９の回転力が軸杆
８を通じて輸送管１に伝達されるように構成されてい
る。
７、上部に吸込口３ｈを有する直状の流体案内部３及び
湾曲形状の遠心力発生部２とから構成され、輸送管１の
軸心位置には回転軸となる軸杆８が貫設されている。担
体収集部７の存在は必須ではないが、担体収集の効率化
をはかる観点からは設けることが好ましい。軸杆８の下
端は湾曲形状の遠心力発生部２の管内壁に固着され、他
方、軸杆８の上端は増減速機構を介して電動モータ等の
回転駆動源９に接続され、回転駆動源９の回転力が軸杆
８を通じて輸送管１に伝達されるように構成されてい
る。
【００３３】遠心力発生部２は図３に示す如く回転駆動
手段９の回転中心から外方へ向かって延びた管状部材で
あり、その外方端に吐出口１０が設けられ、他方、当該
遠心力発生部２の回転中心位置の周囲には吸入路１１が
形成されている。吸入路１１の形成位置は遠心力発生部
２を回転させたときに、遠心力の作用によって流体が吸
入路１１から吐出口１０に向かって送り出される構造で
あればよく、その意味では吸入路１１の形成位置は回転
中心である必要性はない。しかしながら吸入路１１の回
転中心からの偏心は、吸入路１１と吐出口１０との離間
距離を縮めて発生する遠心力の大きさを弱める結果をも
たらすから、特別な理由がない限り吸入路１１の中心は
回転中心と一致させることが好ましいことはいうまでも
ない。
手段９の回転中心から外方へ向かって延びた管状部材で
あり、その外方端に吐出口１０が設けられ、他方、当該
遠心力発生部２の回転中心位置の周囲には吸入路１１が
形成されている。吸入路１１の形成位置は遠心力発生部
２を回転させたときに、遠心力の作用によって流体が吸
入路１１から吐出口１０に向かって送り出される構造で
あればよく、その意味では吸入路１１の形成位置は回転
中心である必要性はない。しかしながら吸入路１１の回
転中心からの偏心は、吸入路１１と吐出口１０との離間
距離を縮めて発生する遠心力の大きさを弱める結果をも
たらすから、特別な理由がない限り吸入路１１の中心は
回転中心と一致させることが好ましいことはいうまでも
ない。
【００３４】このような輸送管１を軸杆８を中心にして
回転させると、遠心力発生部２内の流体に遠心力が発生
し、遠心力発生部２内の流体が吐出口１０を通って管外
へ送り出され、他方、吸入路１１を通じて新たな流体が
流入する。吐出口１０は図４に示すように３６０°回転
するから、吐出口１０からの流体の送出は、流体の輸送
効果と同時に槽内流体の攪拌効果も発揮する。このよう
にして被処理液が攪拌流動させられることにより、担体
と被処理液との接触頻度が増し、これによって生分解作
用の促進とタンク内被処理液の均質化がはかられる。
回転させると、遠心力発生部２内の流体に遠心力が発生
し、遠心力発生部２内の流体が吐出口１０を通って管外
へ送り出され、他方、吸入路１１を通じて新たな流体が
流入する。吐出口１０は図４に示すように３６０°回転
するから、吐出口１０からの流体の送出は、流体の輸送
効果と同時に槽内流体の攪拌効果も発揮する。このよう
にして被処理液が攪拌流動させられることにより、担体
と被処理液との接触頻度が増し、これによって生分解作
用の促進とタンク内被処理液の均質化がはかられる。
【００３５】流体は輸送管内を通過して吐出口１０から
管外に送出されるが、管内には軸杆８が存在するのみで
その通過断面積は大きいから大量の流体をゆっくりと輸
送することができる。しかも輸送路途中に担体９５を傷
つけるような装置部品は存在しないから担体９５は長期
にわたって継続使用できる。また回転駆動源９には輸送
管１を回転させる駆動力が要求されるだけであるから回
転駆動源９も小出力のもので充分間に合い、消費電力も
少ない。また構造も単純であるから故障が少なく製造コ
ストも安価である。
管外に送出されるが、管内には軸杆８が存在するのみで
その通過断面積は大きいから大量の流体をゆっくりと輸
送することができる。しかも輸送路途中に担体９５を傷
つけるような装置部品は存在しないから担体９５は長期
にわたって継続使用できる。また回転駆動源９には輸送
管１を回転させる駆動力が要求されるだけであるから回
転駆動源９も小出力のもので充分間に合い、消費電力も
少ない。また構造も単純であるから故障が少なく製造コ
ストも安価である。
【００３６】このように本発明の液流式生化学反応装置
は固定化担体を用いて被処理液を処理した場合に特に顕
著な作用効果が得られるが、固定化担体を使用せず微生
物を被処理液中に直接浮遊させた場合にも本発明装置は
適用できる。この場合は、担体が存在しないことから担
体破壊防止効果は発揮されないものの、小出力の回転駆
動源を用いながらも大量の被処理液をゆっくりと輸送で
きる利点については前述したものと同様に発揮できる。
は固定化担体を用いて被処理液を処理した場合に特に顕
著な作用効果が得られるが、固定化担体を使用せず微生
物を被処理液中に直接浮遊させた場合にも本発明装置は
適用できる。この場合は、担体が存在しないことから担
体破壊防止効果は発揮されないものの、小出力の回転駆
動源を用いながらも大量の被処理液をゆっくりと輸送で
きる利点については前述したものと同様に発揮できる。
【００３７】以下、本発明の変形例について述べる。遠
心力発生部２としては例えば図５（ａ）に示すように急
角度に屈曲したものや、あるいは図５（ｂ）に示すよう
に傾斜状の直管を用いることもできる。また図６に示す
ように、遠心力発生部を二股状に分岐して二つの吐出口
１０，１０を設けてもよい。尚、図示しないが吐出口１
０を更に多くしてもよい。
心力発生部２としては例えば図５（ａ）に示すように急
角度に屈曲したものや、あるいは図５（ｂ）に示すよう
に傾斜状の直管を用いることもできる。また図６に示す
ように、遠心力発生部を二股状に分岐して二つの吐出口
１０，１０を設けてもよい。尚、図示しないが吐出口１
０を更に多くしてもよい。
【００３８】遠心力発生部２の回転に際して遠心力発生
部２に作用する流体抵抗の軽減をはかるには図７及び図
８で示す構造が効果的である。これは遠心力発生部２の
最大回転半径に略一致した半径を有する中空円筒ケース
１２を遠心力発生部２に外装し、遠心力発生部２の吐出
口１０をこの中空円筒ケース１２の周壁に位置づけたも
のである。中空円筒ケース１２は遠心力発生部２と一緒
に回転するが、中空円筒ケース１２は回転対称形である
ため回転に際して大きな流体抵抗は作用しない。したが
って回転駆動源９はより小出力なものが使用できる。
部２に作用する流体抵抗の軽減をはかるには図７及び図
８で示す構造が効果的である。これは遠心力発生部２の
最大回転半径に略一致した半径を有する中空円筒ケース
１２を遠心力発生部２に外装し、遠心力発生部２の吐出
口１０をこの中空円筒ケース１２の周壁に位置づけたも
のである。中空円筒ケース１２は遠心力発生部２と一緒
に回転するが、中空円筒ケース１２は回転対称形である
ため回転に際して大きな流体抵抗は作用しない。したが
って回転駆動源９はより小出力なものが使用できる。
【００３９】図９は回転駆動源９を遠心力発生部２の下
方に配置した例であり、タンク外に設置した回転駆動源
９の回転駆動力をタンク本体４の底壁を貫通する軸杆８
ａを介して中空円筒ケース１２の底壁に固定した例であ
る。この場合、輸送管内部に軸杆を貫設する必要がなく
なるので、輸送管１内の担体の流通はより円滑となる。
方に配置した例であり、タンク外に設置した回転駆動源
９の回転駆動力をタンク本体４の底壁を貫通する軸杆８
ａを介して中空円筒ケース１２の底壁に固定した例であ
る。この場合、輸送管内部に軸杆を貫設する必要がなく
なるので、輸送管１内の担体の流通はより円滑となる。
【００４０】以上述べた各実施例は流体収集部７、流体
案内部３及び遠心力発生部２の全てを一体的に回転させ
るものであったが、図１０は遠心力発生部２ｄと流体案
内部３ａとをベアリング等の軸受１３を介して連結し、
遠心力発生部２ｄのみを回転させるようにした場合であ
る。このような構成とすれば回転駆動源９はより小出力
なものでも使用できる。
案内部３及び遠心力発生部２の全てを一体的に回転させ
るものであったが、図１０は遠心力発生部２ｄと流体案
内部３ａとをベアリング等の軸受１３を介して連結し、
遠心力発生部２ｄのみを回転させるようにした場合であ
る。このような構成とすれば回転駆動源９はより小出力
なものでも使用できる。
【００４１】輸送管１が軸杆８の長手方向に長い場合、
輸送管１の下端において横ブレが発生するおそれがあ
る。図１１及び図１２は横ブレを防止した実施例であ
る。図１１はタンク底壁にまで延長した軸杆８の端部を
軸受１４を介してタンク底壁に回転自在に支持した場合
であり、また図１２は中空円筒ケース１２を滑り軸受１
５を介して支持筒１６によって外装支持した場合であ
る。このように輸送管１の上部と下部の両方を規制する
ことにより、回転時の横ブレを防ぐことができる。
輸送管１の下端において横ブレが発生するおそれがあ
る。図１１及び図１２は横ブレを防止した実施例であ
る。図１１はタンク底壁にまで延長した軸杆８の端部を
軸受１４を介してタンク底壁に回転自在に支持した場合
であり、また図１２は中空円筒ケース１２を滑り軸受１
５を介して支持筒１６によって外装支持した場合であ
る。このように輸送管１の上部と下部の両方を規制する
ことにより、回転時の横ブレを防ぐことができる。
【００４２】流体収集部７及び流体案内部３は回転させ
ないから図１３に示すように流体案内部３ｂを屈曲させ
ることが可能であり、例えばタンク内に設置される他の
装置類を避けて配管することも可能となる。また図１４
に示すように輸送管１’の一部をタンク外に配管するこ
とも考えられる。
ないから図１３に示すように流体案内部３ｂを屈曲させ
ることが可能であり、例えばタンク内に設置される他の
装置類を避けて配管することも可能となる。また図１４
に示すように輸送管１’の一部をタンク外に配管するこ
とも考えられる。
【００４３】以上述べた実施例は、いずれもタンク内上
部からタンク内下部に向かって流体を輸送するものであ
ったが、本発明はタンク内下部からタンク内上部に流体
を輸送する用途にも適用できる。例えば図１５に示すよ
うに遠心力発生部を輸送管１”の上部に設けることとす
ればタンク内下部の流体をタンク内上部に吸い上げるこ
とが可能となる。このような実施例は、被処理液よりも
高比重であって、タンク底部に沈澱しやすい担体を用い
る場合に適用できる。
部からタンク内下部に向かって流体を輸送するものであ
ったが、本発明はタンク内下部からタンク内上部に流体
を輸送する用途にも適用できる。例えば図１５に示すよ
うに遠心力発生部を輸送管１”の上部に設けることとす
ればタンク内下部の流体をタンク内上部に吸い上げるこ
とが可能となる。このような実施例は、被処理液よりも
高比重であって、タンク底部に沈澱しやすい担体を用い
る場合に適用できる。
【００４４】次に本発明をより具体化した実施例につい
て述べる。図１６がこの実施例装置である。この装置は
被処理液よりも比重の軽い固定化担体を使用することを
前提に設計されている。タンク５４は有底且つ有蓋の円
筒状容器であり、気密性を維持できるように構成されて
いる。培養微生物が脱窒菌のように嫌気性菌の場合、空
気の侵入を防止することは特に重要である。上蓋５１は
固定化担体の補給やタンク内部の保守清掃を容易とする
ために開閉可能に構成することが好ましいが、この場合
も気密性を維持しうる構造となすことはいうまでもな
い。尚、培養微生物が好気性菌等の場合は蓋は不要と成
しうる。また本装置の稼働初期におけるタンク内部の空
気を強制排出するために、必要に応じてタンク外部から
窒素ガス等を注入することもある。培養微生物が好気性
菌の場合は窒素に代えて酸素を注入することが考慮され
る。このとき、注入する手段としては従来公知の散気管
やスパージャーが利用できる。
て述べる。図１６がこの実施例装置である。この装置は
被処理液よりも比重の軽い固定化担体を使用することを
前提に設計されている。タンク５４は有底且つ有蓋の円
筒状容器であり、気密性を維持できるように構成されて
いる。培養微生物が脱窒菌のように嫌気性菌の場合、空
気の侵入を防止することは特に重要である。上蓋５１は
固定化担体の補給やタンク内部の保守清掃を容易とする
ために開閉可能に構成することが好ましいが、この場合
も気密性を維持しうる構造となすことはいうまでもな
い。尚、培養微生物が好気性菌等の場合は蓋は不要と成
しうる。また本装置の稼働初期におけるタンク内部の空
気を強制排出するために、必要に応じてタンク外部から
窒素ガス等を注入することもある。培養微生物が好気性
菌の場合は窒素に代えて酸素を注入することが考慮され
る。このとき、注入する手段としては従来公知の散気管
やスパージャーが利用できる。
【００４５】微生物がガス発生菌であり、このガスが多
孔質である担体９５の内部に留まるか又は外表面に付着
する結果、担体９５のみかけ比重が１．２より小さくな
り、担体９５に常時浮上力が作用するような場合に使用
するのに本装置は特に適している。ここでは、特に地下
水からの脱窒処理に本装置を適用する場合について述べ
る。
孔質である担体９５の内部に留まるか又は外表面に付着
する結果、担体９５のみかけ比重が１．２より小さくな
り、担体９５に常時浮上力が作用するような場合に使用
するのに本装置は特に適している。ここでは、特に地下
水からの脱窒処理に本装置を適用する場合について述べ
る。
【００４６】タンク５４の上蓋５１には処理対象である
地下水をタンク５４内に注入するための注入管５８が設
けられ、タンク５４の側壁には脱窒処理後の被処理液を
タンク４外部へ排出するための排出管５２が設けられ、
更にタンク底部にはタンク内の残留沈澱物を必要に応じ
てタンク外に排出するためのドレン５３が設けられてい
る。排出管５２の途中部にはフィルター５２ｂ及びバル
ブ５２ａが設けられ、タンク５４内の被処理液の脱窒処
理が一定のレベルに達した段階で、バルブ５２ａを開放
することによりフィルター５２ｂを通過した被処理液を
排出できるように構成されている。バルブ５２ａの開閉
操作は手動によってもよいが、タンク側壁に設けたセン
サ投入口５５から窒素濃度検出センサを投入し、このセ
ンサから得られる情報に基づいてバルブ５２ａの開閉操
作を自動化するようにしてもよい。また図中５６は、タ
ンク内温度を上げたい場合、必要に応じてここからヒー
ターを投入するヒーター投入口である。
地下水をタンク５４内に注入するための注入管５８が設
けられ、タンク５４の側壁には脱窒処理後の被処理液を
タンク４外部へ排出するための排出管５２が設けられ、
更にタンク底部にはタンク内の残留沈澱物を必要に応じ
てタンク外に排出するためのドレン５３が設けられてい
る。排出管５２の途中部にはフィルター５２ｂ及びバル
ブ５２ａが設けられ、タンク５４内の被処理液の脱窒処
理が一定のレベルに達した段階で、バルブ５２ａを開放
することによりフィルター５２ｂを通過した被処理液を
排出できるように構成されている。バルブ５２ａの開閉
操作は手動によってもよいが、タンク側壁に設けたセン
サ投入口５５から窒素濃度検出センサを投入し、このセ
ンサから得られる情報に基づいてバルブ５２ａの開閉操
作を自動化するようにしてもよい。また図中５６は、タ
ンク内温度を上げたい場合、必要に応じてここからヒー
ターを投入するヒーター投入口である。
【００４７】タンク内空間における平面視中央位置には
図８において説明したロート状の担体収集部６７を有す
る輸送管６１が設けられている。この輸送管６１は被処
理液９６の液面より下方位置においてロート状の担体収
集部６７から担体９５を吸い込むとともに、担体９５を
管内を通じて下方へ案内したのち、遠心力発生部６２の
吐出口６０から再びタンク内に戻す構造となっている。
また、担体収集部６７を囲む位置にはタンク内空間を上
方へ行くほど狭める傾斜壁体６６が全周にわたって設け
られており、タンク内空間を液面に向かって浮上する担
体９５を担体収集部６７の周辺に集めやすくしている。
担体収集部６７の配置位置は、タンク内空間において担
体が集まってくる位置であればよく、その位置は必ずし
も平面視中央位置に限定されるわけではない。図例の実
施例では環状の傾斜壁体６６の傾斜角度は全周にわたっ
て同角度としているが、この傾斜角度を周方向において
変化させることにより、担体が収束する位置を平面視に
おいて偏った位置となし、担体収集部６７をこの偏った
位置に対応させて配置することもできる。
図８において説明したロート状の担体収集部６７を有す
る輸送管６１が設けられている。この輸送管６１は被処
理液９６の液面より下方位置においてロート状の担体収
集部６７から担体９５を吸い込むとともに、担体９５を
管内を通じて下方へ案内したのち、遠心力発生部６２の
吐出口６０から再びタンク内に戻す構造となっている。
また、担体収集部６７を囲む位置にはタンク内空間を上
方へ行くほど狭める傾斜壁体６６が全周にわたって設け
られており、タンク内空間を液面に向かって浮上する担
体９５を担体収集部６７の周辺に集めやすくしている。
担体収集部６７の配置位置は、タンク内空間において担
体が集まってくる位置であればよく、その位置は必ずし
も平面視中央位置に限定されるわけではない。図例の実
施例では環状の傾斜壁体６６の傾斜角度は全周にわたっ
て同角度としているが、この傾斜角度を周方向において
変化させることにより、担体が収束する位置を平面視に
おいて偏った位置となし、担体収集部６７をこの偏った
位置に対応させて配置することもできる。
【００４８】また図例のものでは傾斜壁体６６を全周に
わたって設けているが、傾斜壁体は必ずしも全周にわた
って設ける必要はない。傾斜壁体はタンク内空間上部を
狭めて担体を担体収集部６７に導入しやすくするための
ものであり、この目的を達成できるものであれば他の形
態を採用することも可能であり、例えば、担体収集部６
７を囲む周囲の一部のみを傾斜壁体で構成し、他のスト
レートな垂直壁で構成することも可能である。また担体
収集部もロート形状に限定されず、他の形状も採用可能
である。担体収集部は上方が拡がっている方が担体の回
収には有利であるが、直筒状の担体吸込口を排除するも
のではない。尚、図示しないが傾斜壁体６６に担体の通
過を阻止でき被処理液の通過のみ許す大きさの通水孔を
多数設け、傾斜壁体６６を透過した被処理液を傾斜壁体
６６側方に位置するタンクの周壁上部位置に排出管を取
りつけて、ここから被処理液を排出するようにしてもよ
い。
わたって設けているが、傾斜壁体は必ずしも全周にわた
って設ける必要はない。傾斜壁体はタンク内空間上部を
狭めて担体を担体収集部６７に導入しやすくするための
ものであり、この目的を達成できるものであれば他の形
態を採用することも可能であり、例えば、担体収集部６
７を囲む周囲の一部のみを傾斜壁体で構成し、他のスト
レートな垂直壁で構成することも可能である。また担体
収集部もロート形状に限定されず、他の形状も採用可能
である。担体収集部は上方が拡がっている方が担体の回
収には有利であるが、直筒状の担体吸込口を排除するも
のではない。尚、図示しないが傾斜壁体６６に担体の通
過を阻止でき被処理液の通過のみ許す大きさの通水孔を
多数設け、傾斜壁体６６を透過した被処理液を傾斜壁体
６６側方に位置するタンクの周壁上部位置に排出管を取
りつけて、ここから被処理液を排出するようにしてもよ
い。
【００４９】このような構成の液流式生化学反応装置を
使用するには次のようにする。先ず担体９５を充填した
タンク６４内に注入管６８を通じて被処理液９６を導入
する。他方、処理済液の本装置系外への取り出しはタン
ク側壁に設けられた排出管５２を通じて行われる。本装
置の運用方法としては、タンク内に収容した担体９５及
び被処理液９６を装置内を所定回数循環させて、処理済
液中の窒素濃度が基準以下となったときに、処理済液を
装置系外に取り出したのち新たな被処理液を投入するバ
ッチ処理の他、被処理液の投入と処理済液の取り出しを
常時行う連続処理方法を採用してもよい。タンク内空間
における表層部に向かって浮上する担体９５は環状の傾
斜壁体６６によって担体収集部６７周辺に集められ、輸
送管６１内を下降して吐出口６０から排出される。タン
ク内空間に戻された担体９５は、再びタンク内空間表層
部に向かって浮上し、以下同じ工程が繰り返される。こ
のような循環過程で担体９５に担持された微生物によっ
て被処理液中の窒素が除去される。
使用するには次のようにする。先ず担体９５を充填した
タンク６４内に注入管６８を通じて被処理液９６を導入
する。他方、処理済液の本装置系外への取り出しはタン
ク側壁に設けられた排出管５２を通じて行われる。本装
置の運用方法としては、タンク内に収容した担体９５及
び被処理液９６を装置内を所定回数循環させて、処理済
液中の窒素濃度が基準以下となったときに、処理済液を
装置系外に取り出したのち新たな被処理液を投入するバ
ッチ処理の他、被処理液の投入と処理済液の取り出しを
常時行う連続処理方法を採用してもよい。タンク内空間
における表層部に向かって浮上する担体９５は環状の傾
斜壁体６６によって担体収集部６７周辺に集められ、輸
送管６１内を下降して吐出口６０から排出される。タン
ク内空間に戻された担体９５は、再びタンク内空間表層
部に向かって浮上し、以下同じ工程が繰り返される。こ
のような循環過程で担体９５に担持された微生物によっ
て被処理液中の窒素が除去される。
【００５０】このような構成の本装置によれば、ガス発
生によってみかけ比重が１以下であり、この結果液面近
くに集積する担体９５を、担体収集部６７周辺に集める
ことができ、ロート状の担体収集部６７を通じて担体９
５を回収することができる。担体収集部６７はタンク内
空間の平面視略中央位置に存在し、且つその位置に向か
って担体９５を集める構成であるから、担体９５の偏在
や部分的滞留が発生せず、全ての担体９５を循環させる
ことができる。また担体９５の流動攪拌力が増すことか
ら担体９５の高充填も可能となり処理効率の向上が望め
る。本発明者の知見によれば、図２２として示した生化
学反応装置における担体９５の充填率が嵩容積比でタン
ク内空間に対して５０％程度であったのに対し、上記本
発明装置では６０％程度までの高充填が可能であること
が確かめられた。尚、ここでみかけ比重が１以下となっ
た結果、担体９５が浮上集積すると述べたが、基本的に
は担体９５の比重が被処理液９６の比重を下回れば、担
体９５は浮上する。また担体９５の浮上には被処理液９
６の流動も大きく影響しており、例えば上向き流が存在
する場合は担体９５の比重が被処理液９６の比重よりも
多少大きくても浮上する。
生によってみかけ比重が１以下であり、この結果液面近
くに集積する担体９５を、担体収集部６７周辺に集める
ことができ、ロート状の担体収集部６７を通じて担体９
５を回収することができる。担体収集部６７はタンク内
空間の平面視略中央位置に存在し、且つその位置に向か
って担体９５を集める構成であるから、担体９５の偏在
や部分的滞留が発生せず、全ての担体９５を循環させる
ことができる。また担体９５の流動攪拌力が増すことか
ら担体９５の高充填も可能となり処理効率の向上が望め
る。本発明者の知見によれば、図２２として示した生化
学反応装置における担体９５の充填率が嵩容積比でタン
ク内空間に対して５０％程度であったのに対し、上記本
発明装置では６０％程度までの高充填が可能であること
が確かめられた。尚、ここでみかけ比重が１以下となっ
た結果、担体９５が浮上集積すると述べたが、基本的に
は担体９５の比重が被処理液９６の比重を下回れば、担
体９５は浮上する。また担体９５の浮上には被処理液９
６の流動も大きく影響しており、例えば上向き流が存在
する場合は担体９５の比重が被処理液９６の比重よりも
多少大きくても浮上する。
【００５１】図１７は、担体収集部６７を上下動できる
ようにした場合である。この場合、担体収集部６７の高
さ位置を調節できるので、例えば、被処理液９６の液面
近くの担体９５の充填量が過密であって担体収集部６７
への回収が困難な場合などには、担体収集部６７を降下
させることで対応できる。
ようにした場合である。この場合、担体収集部６７の高
さ位置を調節できるので、例えば、被処理液９６の液面
近くの担体９５の充填量が過密であって担体収集部６７
への回収が困難な場合などには、担体収集部６７を降下
させることで対応できる。
【００５２】図１８は環状の傾斜壁体６６を上下動でき
るようにした場合であり、図１９は同傾斜壁体６の傾斜
角度を調整可能にした場合である。いずれも担体収集部
６７を上下動可能としたものとほぼ同じ作用効果が期待
できる。
るようにした場合であり、図１９は同傾斜壁体６の傾斜
角度を調整可能にした場合である。いずれも担体収集部
６７を上下動可能としたものとほぼ同じ作用効果が期待
できる。
【００５３】図２０は微生物の増殖を促進するために、
タンク６４の外側に温水７０を通水する外套体７１を設
けた場合である。微生物が脱窒菌の場合、タンク内温度
の上限は約４０℃であり、これ以上の温度では脱窒菌の
増殖速度が低下する。タンク５４の加温手段としてはタ
ンク５４の周囲にヒーターを直接配置してもよい。また
前述したようにタンク側壁に開設したヒーター投入口を
通じて被処理液中に直接投入してもよい。上記実施例で
はタンク本体として円筒容器を用いているが、箱型容器
を用いることもできる。
タンク６４の外側に温水７０を通水する外套体７１を設
けた場合である。微生物が脱窒菌の場合、タンク内温度
の上限は約４０℃であり、これ以上の温度では脱窒菌の
増殖速度が低下する。タンク５４の加温手段としてはタ
ンク５４の周囲にヒーターを直接配置してもよい。また
前述したようにタンク側壁に開設したヒーター投入口を
通じて被処理液中に直接投入してもよい。上記実施例で
はタンク本体として円筒容器を用いているが、箱型容器
を用いることもできる。
【００５４】以上述べたものは液流式生化学反応装置を
単体使用する場合であったが、本装置は複数使用するこ
ともできる。図２１として示すものがその例である。本
実施例は液流式生化学反応装置９０ａ，９０ｂを積段し
上段の液流式生化学反応装置９０ａの側壁下部と下段の
液流式生化学反応装置９０ｂの側壁上部を連結パイプ８
０を用いて接続し、上段で処理した被処理液を再度、下
段で処理するものである。連結パイプ８０の内部通路の
途中にはフィルター８１が介在させられており、担体９
５は通過させずに被処理液のみを通過できるようにして
いる。積段数は二段に限定されないことはいうまでもな
い。図示しないが液流式生化学反応ユニットは横方向に
並設することもできる。このように多段処理することに
より、それぞれの液流式生化学反応ユニット内での循環
回数を減らすことが可能となり、処理効率の向上がはか
れる。
単体使用する場合であったが、本装置は複数使用するこ
ともできる。図２１として示すものがその例である。本
実施例は液流式生化学反応装置９０ａ，９０ｂを積段し
上段の液流式生化学反応装置９０ａの側壁下部と下段の
液流式生化学反応装置９０ｂの側壁上部を連結パイプ８
０を用いて接続し、上段で処理した被処理液を再度、下
段で処理するものである。連結パイプ８０の内部通路の
途中にはフィルター８１が介在させられており、担体９
５は通過させずに被処理液のみを通過できるようにして
いる。積段数は二段に限定されないことはいうまでもな
い。図示しないが液流式生化学反応ユニットは横方向に
並設することもできる。このように多段処理することに
より、それぞれの液流式生化学反応ユニット内での循環
回数を減らすことが可能となり、処理効率の向上がはか
れる。
【００５５】本装置は、沈澱池、濾過タンク、薬物処理
タンク等より構成される既存の地下水や排水の浄化設備
と組み合わせることにより地下水や排水の浄化システム
を構築することもできる。本装置を既存の浄化設備への
組み込み位置は、浄化設備の前段であったり、あるいは
後段、更には複数タンクから構成される浄化設備の途中
等、様々である。
タンク等より構成される既存の地下水や排水の浄化設備
と組み合わせることにより地下水や排水の浄化システム
を構築することもできる。本装置を既存の浄化設備への
組み込み位置は、浄化設備の前段であったり、あるいは
後段、更には複数タンクから構成される浄化設備の途中
等、様々である。
【００５６】
【発明の効果】本発明の液流式生化学反応装置は、担体
及び被処理液を収容するタンクと、このタンク内におい
て離れた部位間に担体及び被処理液を輸送する輸送手段
とを供え、且つその輸送力の原動力として遠心力を利用
することを着想した。そして遠心力発生部を構成する管
状部材を回転させたときに管内の流体に作用する遠心力
を利用して流体の輸送と攪拌を行うことにした。このよ
うな液流式生化学反応装置は、輸送手段の構造が簡単で
故障も少なく、また遠心力発生部内に形成された流路に
は機構部品は全く存在しないかあるいは存在しても回転
力伝達用の軸杆のみであるから、大量の流体を担体に損
傷を与えることなくゆっくりと輸送することができる。
また遠心力発生部を流体タンク内で回転させるのに要す
る駆動力は小さなもので充分であるから回転駆動源とし
ては小出力のもので充分であり、大量の流体を循環輸送
できる大型の液流式生化学反応装置の製作が容易であ
る。
及び被処理液を収容するタンクと、このタンク内におい
て離れた部位間に担体及び被処理液を輸送する輸送手段
とを供え、且つその輸送力の原動力として遠心力を利用
することを着想した。そして遠心力発生部を構成する管
状部材を回転させたときに管内の流体に作用する遠心力
を利用して流体の輸送と攪拌を行うことにした。このよ
うな液流式生化学反応装置は、輸送手段の構造が簡単で
故障も少なく、また遠心力発生部内に形成された流路に
は機構部品は全く存在しないかあるいは存在しても回転
力伝達用の軸杆のみであるから、大量の流体を担体に損
傷を与えることなくゆっくりと輸送することができる。
また遠心力発生部を流体タンク内で回転させるのに要す
る駆動力は小さなもので充分であるから回転駆動源とし
ては小出力のもので充分であり、大量の流体を循環輸送
できる大型の液流式生化学反応装置の製作が容易であ
る。
【００５７】請求項２記載のように、流体案内部の吸込
口と遠心力発生部の吐出口をタンク内空間において上下
方向に離間配置した場合は被処理液との比重差によって
浮上又は沈澱する担体を上下方向に輸送してタンク内被
処理液の均質化をはかることができる。
口と遠心力発生部の吐出口をタンク内空間において上下
方向に離間配置した場合は被処理液との比重差によって
浮上又は沈澱する担体を上下方向に輸送してタンク内被
処理液の均質化をはかることができる。
【００５８】請求項３の構成によれば、浮遊している担
体を吸込口を囲む全周囲からまんべんなく集めて流体案
内部の内部空間に導入できる。
体を吸込口を囲む全周囲からまんべんなく集めて流体案
内部の内部空間に導入できる。
【００５９】請求項４記載のように流体案内部の吸込口
の上下動手段が設けて吸込口の高さレベル調整を可能と
した場合、被処理液の液面高さ位置の変動に対応可能と
なり、また担体吸込口への担体の回収量も調整可能とな
る。
の上下動手段が設けて吸込口の高さレベル調整を可能と
した場合、被処理液の液面高さ位置の変動に対応可能と
なり、また担体吸込口への担体の回収量も調整可能とな
る。
【００６０】請求項５記載のように、流体を遠心力発生
部の吸入路にまで案内する流体案内部の管軸を回転駆動
源の回転軸に一致させた場合には、仮に流体案内部が回
転した場合でも流体案内部内には遠心力はほとんど作用
せず、流体案内管の回転が遠心力発生部による流体の排
出を阻害することはない。
部の吸入路にまで案内する流体案内部の管軸を回転駆動
源の回転軸に一致させた場合には、仮に流体案内部が回
転した場合でも流体案内部内には遠心力はほとんど作用
せず、流体案内管の回転が遠心力発生部による流体の排
出を阻害することはない。
【００６１】請求項６記載のように、遠心力発生部と流
体案内部とを単一の管状部材から構成した場合は、遠心
力発生部と流体案内部とを一体的に回転できる。また請
求項７のように、遠心力発生部を流体案内部に対して回
転自在に連結した場合は、遠心力発生部のみを回転する
ことができるので回転駆動源に要求される駆動出力はよ
り小さなもので充分となる。また流体案内部は回転しな
いから、流体案内部に曲折管を用いることができる。
体案内部とを単一の管状部材から構成した場合は、遠心
力発生部と流体案内部とを一体的に回転できる。また請
求項７のように、遠心力発生部を流体案内部に対して回
転自在に連結した場合は、遠心力発生部のみを回転する
ことができるので回転駆動源に要求される駆動出力はよ
り小さなもので充分となる。また流体案内部は回転しな
いから、流体案内部に曲折管を用いることができる。
【００６２】請求項８のように遠心力発生部の最大回転
半径に一致した半径を有しその周壁に遠心力発生部を構
成する管体の排出口に連通する開口を設けた中空円筒ケ
ースを、遠心力発生部に外装して両部材を一体的に回転
させるようにした場合は、中空円筒ケースは回転対称形
であるため回転に伴う流体抵抗はほとんどなく、回転駆
動源の駆動力はより小さくて済む。
半径に一致した半径を有しその周壁に遠心力発生部を構
成する管体の排出口に連通する開口を設けた中空円筒ケ
ースを、遠心力発生部に外装して両部材を一体的に回転
させるようにした場合は、中空円筒ケースは回転対称形
であるため回転に伴う流体抵抗はほとんどなく、回転駆
動源の駆動力はより小さくて済む。
【００６３】請求項１０記載のように液流式生化学反応
装置をユニット化して積段又は並設し、複数の液流式生
化学反応ユニットによって被処理液を多段階処理するよ
うにした場合、被処理液が一つの液流式生化学反応ユニ
ット内で循環する回数を減らせるので処理効率の向上が
はかれる。
装置をユニット化して積段又は並設し、複数の液流式生
化学反応ユニットによって被処理液を多段階処理するよ
うにした場合、被処理液が一つの液流式生化学反応ユニ
ット内で循環する回数を減らせるので処理効率の向上が
はかれる。
【００６４】本液流式生化学反応装置は固定化担体を使
用する際に最も顕著な作用効果を奏するが、請求項１５
記載のように担体を使用せず被処理液だけの場合につい
て使用した場合にも、大量の流体を小電力の駆動源を用
いてゆっくりと循環輸送できる作用効果は実現できる。
用する際に最も顕著な作用効果を奏するが、請求項１５
記載のように担体を使用せず被処理液だけの場合につい
て使用した場合にも、大量の流体を小電力の駆動源を用
いてゆっくりと循環輸送できる作用効果は実現できる。
【００６５】このような液流式生化学反応装置を請求項
１６記載のように沈澱池、濾過タンク、薬物処理タンク
等より構成される既存の浄水設備と組み合わせた場合、
従来の浄化システムでは困難であった窒素等の特定元素
や化合物の除去、更にはＢＯＤの低減が可能となる。
１６記載のように沈澱池、濾過タンク、薬物処理タンク
等より構成される既存の浄水設備と組み合わせた場合、
従来の浄化システムでは困難であった窒素等の特定元素
や化合物の除去、更にはＢＯＤの低減が可能となる。
【図１】 本発明の液流式生化学反応装置の基本構成を
示す一実施例の断面説明図
示す一実施例の断面説明図
【図２】 図１におけるＸ−Ｘ断面図
【図３】 遠心力発生部の構造を示す斜視図
【図４】 遠心力発生部の回転する様子を示す説明図
【図５】 （ａ）（ｂ）は遠心力発生部の他の形態を示
す斜視図
す斜視図
【図６】 遠心力発生部の他の形態を示す斜視図
【図７】 遠心力発生部の他の形態を示す斜視図
【図８】 図７で示した遠心力発生部を用いた液流式生
化学反応装置の実施例を示す断面説明図
化学反応装置の実施例を示す断面説明図
【図９】 回転駆動源の取付け態様の変形例を示す断面
説明図
説明図
【図１０】 遠心力発生部を流体案内部に対して回転可
能にした変形例を示す断面説明図
能にした変形例を示す断面説明図
【図１１】 輸送管の上部と下部の両方を規制して横ブ
レを防止した実施例を示す断面説明図
レを防止した実施例を示す断面説明図
【図１２】 輸送管の上部と下部の両方を規制して横ブ
レを防止した実施例を示す断面説明図
レを防止した実施例を示す断面説明図
【図１３】 流体案内部を屈曲させた変形例を示す断面
説明図
説明図
【図１４】 流体案内部の途中部をタンク外に導出した
実施例を示す断面説明図
実施例を示す断面説明図
【図１５】 タンク内下部から上部へ向かって流体輸送
を行う実施例を示す断面説明図
を行う実施例を示す断面説明図
【図１６】 本発明にかかる液流式生化学反応装置をよ
り具体的な実施例を示す縦断面説明図
り具体的な実施例を示す縦断面説明図
【図１７】 担体吸込口を上下動可能に構成した実施例
を示す説明図
を示す説明図
【図１８】 環状の傾斜壁体を上下動可能に構成した実
施例を示す説明図
施例を示す説明図
【図１９】 環状の傾斜壁体の傾斜角度を調整可能にし
た実施例を示す説明図
た実施例を示す説明図
【図２０】 タンク本体外部に温水通水空間を有する外
套体を取りつけた実施例を示す説明図
套体を取りつけた実施例を示す説明図
【図２１】 複数の液流式生化学反応ユニットを縦方向
に積段した実施例を示す説明図
に積段した実施例を示す説明図
【図２２】 従来の液流式生化学反応ユニットを示す説
明図
明図
１，１’，１”輸送管 ２，２ａ，２ｂ，
２ｃ 遠心力発生部 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ 流体案内部 ３ｈ 吸込口 ４ タンク ５ 排出管 ６ 注入管 ７ 流体収集部 ８ 軸杆 ９ 回転駆動源 １０ 排出口 １１ 吸入路 １２ 中空円筒ケース １３ 軸受 １４ 軸受 １５ 滑り軸受 １６ 支持筒 ５１ 上蓋 ５２ 排出管 ５２ａ バルブ ５２ｂ フィルタ
ー ５３ ドレン ５４ タンク ５５ センサ投入
口 ５６ ヒーター ５８ 注入管 ５９ 回転駆動源 ６０ 吐出口 ６１ 輸送管 ６２ 遠心力発生
部 ６６ 傾斜壁体 ６７ 担体収集部 ６８ 注入管 ７０ 温水 ７１ 外套体 ８０ 連結パイプ ８１ フィルター ９０，９１ａ，９１ｂ 液流式生化学反応装置 ９５ 担体 ９６ 被処理液
２ｃ 遠心力発生部 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ 流体案内部 ３ｈ 吸込口 ４ タンク ５ 排出管 ６ 注入管 ７ 流体収集部 ８ 軸杆 ９ 回転駆動源 １０ 排出口 １１ 吸入路 １２ 中空円筒ケース １３ 軸受 １４ 軸受 １５ 滑り軸受 １６ 支持筒 ５１ 上蓋 ５２ 排出管 ５２ａ バルブ ５２ｂ フィルタ
ー ５３ ドレン ５４ タンク ５５ センサ投入
口 ５６ ヒーター ５８ 注入管 ５９ 回転駆動源 ６０ 吐出口 ６１ 輸送管 ６２ 遠心力発生
部 ６６ 傾斜壁体 ６７ 担体収集部 ６８ 注入管 ７０ 温水 ７１ 外套体 ８０ 連結パイプ ８１ フィルター ９０，９１ａ，９１ｂ 液流式生化学反応装置 ９５ 担体 ９６ 被処理液
Claims (16)
- 【請求項１】 微生物、細胞又は酵素を気孔内又は担体
表面に担持させた固定化担体を充填したタンク内に被処
理液を循環させて、微生物を増殖させたり微生物の生分
解作用により被処理液中の特定元素又は化合物を選択除
去または変換する装置であり、固定化担体及び被処理液
を収容するタンクと、固定化担体及び被処理液を前記タ
ンク内における離れた部位間に輸送する輸送手段とを備
えた液流式生化学反応装置であって、前記輸送手段の構
成が、 回転駆動源と、 前記回転駆動源から回転力の伝達を受けるとともに前記
回転駆動源によって作りだされる回転運動の回転中心か
ら外方へ向かって延び、その外方端に吐出口を有し且つ
この吐出口より回転中心側に吸入路を形成した管状の遠
心力発生部と、 一端に吸込口を有し、この吸込口の反対側の内部通路を
前記遠心力発生部の吸入路に連通させた管状の流体案内
部と、 よりなり、前記流体案内部の吸込口と遠心力発生部の吐
出口をタンク内の離れた部位に位置づけてなる液流式生
化学反応装置。 - 【請求項２】 流体案内部の吸込口と遠心力発生部の吐
出口がタンク内において上下方向に離間して設けられて
いる請求項１記載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項３】 タンクの上部空間が全周囲にわたって傾
斜状に狭められているとともに、この狭められた空間に
おける担体が集積する位置に流体案内部の吸込口を位置
づけてなる請求項２記載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項４】 流体案内部の吸込口の上下動手段が設け
られ、吸込口の高さレベル調整を可能とした請求項２又
は３記載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項５】 流体を遠心力発生部の吸入路にまで案内
する流体案内部の管軸を回転駆動源の回転軸に一致させ
てなる請求項１〜４のいずれか１項記載の液流式生化学
反応装置。 - 【請求項６】 遠心力発生部と流体案内部とを単一の管
状部材から構成し、遠心力発生部と流体案内部とを一体
的に回転させてなる請求項１〜５のいずれか１項記載の
液流式生化学反応装置。 - 【請求項７】 遠心力発生部を流体案内部に対して回転
自在に連結し、固定設置した流体案内部に対して遠心力
発生部を回転させてなる請求項１〜５のいずれか１項記
載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項８】 遠心力発生部の最大回転半径に略一致し
た半径を有しその周壁に遠心力発生部の吐出口に連通す
る開口を設けた中空円筒ケースを、遠心力発生部に外装
してなる請求項１〜７のいずれか１項記載の液流式生化
学反応装置。 - 【請求項９】 被処理液をタンクに連続供給する被処理
液供給手段を設けるとともに、処理済液を系外に連続取
り出しする系外取出手段を設けてなる請求項１〜８記載
の液流式生化学反応装置。 - 【請求項１０】 ユニット化した液流式生化学反応装置
を積段又は並設するとともに前段の液流式生化学反応ユ
ニットから取り出した処理済液を次段の液流式生化学反
応ユニットに供給して多段階処理するようにした請求項
９記載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項１１】 固定化担体のみかけ比重が１．２より
小さい請求項１〜１０のいずれか１項記載の液流式生化
学反応装置。 - 【請求項１２】 脱窒菌を固定化した固定化担体を用
い、脱窒処理に適用してなる請求項１〜１１のいずれか
１項記載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項１３】 メタンガスを発生する微生物を固定化
した固定化担体を用い、メタン醗酵に適用してなる請求
項１〜１１のいずれか１項記載の液流式生化学反応装
置。 - 【請求項１４】 硝化菌又は活性汚泥層に生存する生物
を固定化した固定化担体を用い、アンモニア態窒素又は
ＢＯＤ低減に利用してなる請求項１〜１１のいずれか１
項記載の液流式生化学反応装置。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４に記載の液流式生化学
反応装置においてタンク内に循環させる担体混在被処理
液を、担体を含まない被処理液に置き換えてなる液流式
生化学反応装置。 - 【請求項１６】 請求項１〜１５記載の液流式生化学反
応装置を、沈澱池、濾過槽、薬物処理槽等より構成され
る既存の浄水設備と組み合わせて構成した地下水又は排
水の浄化システム。
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