JPH10174994A - メタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分配管の詰りを早期に検出でき、これによっ
て短時間で確実に詰りを取り除くことができるメタン発
酵バイオリアクタ分配管洗浄装置を提供する。 【解決手段】 分配管２-1、２-2、２-3に分岐する前の
本管での圧力と各分配管２-1、２-2、２-3の流出側での
圧力とをそれぞれ計測して、差圧が差圧許容上限設定値
以上になっているものがあれば、該当する分配管２の流
入弁１０及び流出弁１１を共に開状態にし、残りの分配
管２の夫々の流入弁１０及び流出弁１１を共に閉状態に
して、該当する分配管２に３倍の流量の原水を流す。ま
た、各分配管２-1、２-2、２-3での流量も検出して、夫
々の検出値と流入流量の３分の１との差が流量差許容上
限設定値以上になっているものがあれば、上記同様にし
て該当する分配管２に３倍の流量の原水を流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＡＳＢ（Up-flo
w Anaerobic Sludge Blanket）方式によるメタン発酵バ
イオリアクタ分配管洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、嫌気性菌が粒状の塊りになったも
のを槽中に充填しておき、この槽の下部から高濃度有機
性廃水（以下、原水という）を導入して嫌気性菌と接触
させることで有機物濃度を低減させるＵＡＳＢ方式のメ
タン発酵バイオリアクタが知られている。このメタン発
酵バイオリアクタには、流入する原水をバイオリアクタ
容器内に均一に分配する分配管が設けられている。とこ
ろが、この分配管を長期間使用すると、流路が狭いため
に少しずつ管内に固形物が堆積していき、最終的には流
路を塞いでしまうことになる。詰りはじめると、バイオ
リアクタ容器内への原水の流入が不均一となって、処理
の不十分な部分が生じて処理水質の悪化につながること
になる。このようなことがあるので、従来よりメタン発
酵バイオリアクタには各分配管を洗浄する洗浄装置が設
けられている。この洗浄装置は、分岐する前の原水の圧
力と各分配管の流量のアンバランスを検出して、流入す
る原水の圧力が上昇して各分配管における流量のバラン
スが崩れた場合に自動的に洗浄を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のメタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装置にあ
っては、次のような問題点があった。

【０００４】即ち、配管を分岐する前の圧力しか見てい
ないので、どの分配管で詰りが生じているのか判別でき
ず、また圧力上昇分の値も全体としては小さくなってし
まうことから、詰りが相当進行してから判明する場合が
多いので、詰りを完全に取り除くまでに時間がかかるな
ど、詰りを容易に取り除くことが困難であった。

【０００５】そこで本発明は、分配管の詰りを早期に検
出でき、これによって短時間で確実に詰りを取り除くこ
とができるメタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装置を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、以下のような見地に基づいてなされ
た。

【０００７】すなわち、本発明では、配管を分岐する前
の圧力を検出する以外に、分岐後の各分配管の流出側の
圧力を検出して各分配管の差圧を計測する。また、各分
配管の流入側の流量も検出して、これらの検出結果に基
づいて洗浄タイミングを判断し、洗浄が必要な分配管が
あれば、その分配管の流入側の流入弁と流出側の流出弁
の夫々を開閉制御して洗浄を行う。即ち、圧力の差圧に
より、各分配管の差圧上昇を検出するか、または各分配
管の流量の差による流量アンバランスを検出したときに
分配管洗浄を開始し、詰りの原因である固形物を洗い流
す。

【０００８】上記考え方に基づく請求項１の発明は、メ
タン発酵バイオリアクタ容器内に有機性排水を導く複数
の分配管の分岐前の圧力を計測する流入側圧力計測手段
と、前記複数の分配管の夫々の流入側の流量を計測する
流入側流量計測手段と、前記複数の分配管の夫々の流出
側の圧力を計測する流出側圧力計測手段と、前記複数の
分配管の夫々の前記流入側流量計測手段の下流側に設け
られる流入弁と、前記複数の分配管の夫々の前記流出側
圧力計測手段の下流側に設けられる流出弁と、前記流入
側圧力計測手段の計測結果と前記複数の流出側圧力計測
手段の夫々の計測結果との差を求め、これらの差の中で
所定値を超えるものがあれば、一定時間だけ該当する分
配管の前記流入弁及び流出弁を開状態にすると共に、残
りの全ての分配管の夫々の前記流入弁及び流出弁を閉状
態にする制御手段とを具備することを特徴とするもので
ある。

【０００９】請求項２の発明は、メタン発酵バイオリア
クタ容器内に有機性排水を導く複数の分配管の分岐前の
圧力を計測する流入側圧力計測手段と、前記複数の分配
管の夫々の流入側の流量を計測する流入側流量計測手段
と、前記複数の分配管の夫々の流出側の圧力を計測する
流出側圧力計測手段と、前記複数の分配管の夫々の前記
流入側流量計測手段の下流側に設けられる流入弁と、前
記複数の分配管の夫々の前記流出側圧力計測手段の下流
側に設けられる流出弁と、前記有機性排水の流入流量の
分配数分の１と前記複数の流入側流量計測手段の夫々の
計測結果との差を求め、これらの差の中で所定値を超え
るものがあれば、一定時間だけ該当する分配管の前記流
入弁及び流出弁を開状態にすると共に、残りの全ての分
配管の夫々の前記流入弁及び流出弁を閉状態にする制御
手段とを具備することを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１１】＜メタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装
置の構成＞図１は本発明に係るメタン発酵バイオリアク
タ分配管洗浄装置の実施の形態の概略構成を示す正面図
であり、また図２はその平面図である。

【００１２】図１において、メタン発酵バイオリアクタ
容器（以下、リアクタ容器という）１内の下部には３本
の分配管２が貫通して設けられており、そのリアクタ容
器１内の部分には複数の孔が穿設され、これらの孔から
原水が放出されようになっている。

【００１３】また、リアクタ容器１内には、分配管２と
接触するようにして嫌気性菌が固まって粒状を成したも
のを充填させた粒状嫌気性菌層３が形成されており、こ
の粒状嫌気性菌層３は、ポンプ４により送り出された原
水に含まれる有機物をメタン発酵処理により低減させる
ものである。

【００１４】リアクタ容器１内の上部には、気固液分離
装置５が配置されており、この気固液分離装置５は、粒
状嫌気性菌層３より浮び上がってきた粒状嫌気性菌と有
機物が分解してできたガスの気泡とを分離し、ガスは水
面から上方へ出し、粒状嫌気性菌は沈降させる。この場
合、沈降した粒状嫌気性菌は再び処理に使用される。

【００１５】ポンプ４の原水を送り出す側の本管には、
原水の逆流を防止するための逆止弁６が設けられてい
る。また、本管から各分配管３へ分岐する前の部分に
は、分配管３の流入側の圧力を計測し、その結果を電気
信号に変換して出力する圧力計７が設けられている。ま
た、各分配管２の流入側と反対側の流出側にも圧力計７
と同様の圧力計８が設けられている。また、各分配管２
の流入側には、流入する原水の流量を計測し、その結果
を電気信号に変換して出力する流量計９が設けられてい
る。各分配管２の流量計９に隣接した下流側には流入弁
１０が設けられており、また各分配管２の流出側には流
出弁１１が設けられている。各流入弁１０及び流出弁１
１はコントローラ１２によっての開閉制御される。即
ち、コントローラ１２は、圧力計７、８及び流量計９の
夫々から出力される信号を入力し、これらの信号に基づ
いて各分配管２の詰りの有無を判定し、詰りが生じてい
る分配管２があれば各流入弁１０及び流出弁１１の開閉
を行って洗浄を行う。

【００１６】＜メタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装
置の動作＞図３はこの実施の形態のメタン発酵バイオリ
アクタ分配管洗浄装置の動作を示すフローチャートであ
る。なお、Ｐ0 は流入側の圧力、Ｐn （ｎは１、２、
３）は分配管２-1、２-2、２-3の夫々の流出側の圧力、
△Ｐは差圧許容上限設定値、Ｆ0 は流入流量、Ｆn （ｎ
は１、２、３）は分配管２-1、２-2、２-3の夫々の流
量、△Ｆは流量差許容上限設定値である。

【００１７】まず、ｎの値を“１”に設定する（ステッ
プＳ１０）。次いで、流入側の圧力Ｐ0 と分配管２-1の
終端部における圧力Ｐ1 との差が差圧許容上限設定値△
Ｐ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。こ
の判定において、圧力Ｐ0 と圧力Ｐ1 との差が差圧許容
上限設定値△Ｐ以下であると判断すると、流入流量Ｆ0
の３分の１と分配管２-1における流量Ｆ1 との差が流量
差許容上限設定値△Ｆ以上であるか否かを判定する（ス
テップＳ１４）。この判定において、流入流量Ｆ0 を３
（分配管２の本数）で割った値と分配管２-1における流
量Ｆ1 との差が流量差許容上限設定値△Ｆ以下であると
判断すると、ｎの値を“１”インクリメントする（ステ
ップＳ１６）。次いで、ステップＳ１８でｎの値が
“３”又は“３”以下であるか否かを判定し、“３”又
は“３”以下であると判断するとステップＳ１２に戻
り、“３”以上であると判断するとステップＳ１０に戻
る。

【００１８】一方、上記ステップＳ１２の判定におい
て、圧力Ｐ0 と圧力Ｐ1 との差が差圧許容上限設定値△
Ｐ以上であると判断すると、分配管２-1において詰りが
生じたものと判断してこの分配管２-1の洗浄を開始す
る。即ち、ステップＳ２０に進み、分配管２-1の流入弁
１０及び流出弁１１を開状態にし、次いでステップＳ２
２で残りの分配管２-2、２-3の夫々の流入弁１０及び流
出弁１１を閉状態にする。これにより、３倍流量の原水
が分配管２-1に流れる。

【００１９】分配管２-2、２-3の夫々の流入弁１０及び
流出弁１１を閉状態にした後、ステップＳ２４で一定時
間が経過したか否かを判定する。この判定において、一
定時間経過していないと判断するとこのステップを繰り
返し、一定時間経過したと判断するとステップＳ２６に
進む。一定時間にて分配管２-1の洗浄が行われる。一定
時間を経過してステップＳ２６に進むと、分配管２-2、
２-3の流入弁１０及び流出弁１１を開状態にしてステッ
プＳ１６に進む。

【００２０】また、上記ステップＳ１４の判定におい
て、流入流量Ｆ0 を３で割った値と分配管２-1における
流量Ｆ1 との差が流量差許容上限設定値△Ｆ以上である
と判断すると、ステップＳ２０に進み、上記同様の処理
を行う。

【００２１】このように、この実施の形態では、分配管
２-1、２-2、２-3に分岐する前の本管での圧力と各分配
管２-1、２-2、２-3の流出側での圧力とをそれぞれ計測
して、差圧が差圧許容上限設定値△Ｐ以上になっている
ものがあれば、該当する分配管２の流入弁１０及び流出
弁１１を共に開状態にし、残りの分配管２の夫々の流入
弁１０及び流出弁１１を共に閉状態にして、該当する分
配管２に３倍の流量の原水を流す。また、各分配管２-
1、２-2、２-3での流量も検出して、夫々の検出値と流
入流量の３分の１との差が流量差許容上限設定値△Ｆ以
上になっているものがあれば、上記同様にして該当する
分配管２に３倍の流量の原水を流す。

【００２２】したがって、配管を分岐する前での圧力と
分岐後の各分配管２-1、２-2、２-3の流出側での圧力を
検出して各分配管の差圧を計測するので、比較的小さな
差圧上昇も検出することができることから、早期に詰り
を検出することができる。また、圧力の他に各分配管２
-1、２-2、２-3における流量の異常もチェックするの
で、詰りの検出が確実に行われる。

【００２３】なお、上記実施の形態では、分配管２の本
数が３本であったが、この数に限定されるものでなく、
それ以上又はそれ以下であっても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１、２記載の
メタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装置によれば、配
管を分岐する前の圧力と分岐後の各分配管の流出側の圧
力とを検出して各分配管の差圧を計測すると共に、各分
配管の流入側の流量も検出して、これらの検出結果に基
づいて洗浄タイミングを判断し、洗浄が必要な分配管が
あれば、その分配管の流入側の流入弁と流出側の流出弁
の夫々を開閉制御して洗浄を行うようにしたので、比較
的小さな差圧上昇も検出することができることから、早
期に詰りを検出することができる。また、圧力の他に各
分配管における流量の異常もチェックするので、詰りの
検出を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメタン発酵バイオリアクタ分配管
洗浄装置の実施の形態の概略構成を示す正面図である。

【図２】同実施の形態のメタン発酵バイオリアクタ分配
管洗浄装置の概略構成を示す平面図である。

【図３】同実施の形態のメタン発酵バイオリアクタ分配
管洗浄装置の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ メタン発酵バイオリアクタ溶器 ２、２-1、２-2、２-3 分配管 ７、８ 圧力計 ９ 流量計 １０ 流入弁 １１ 流出弁 １２ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メタン発酵バイオリアクタ容器内に有機
   性排水を導く複数の分配管の分岐前の圧力を計測する流
   入側圧力計測手段と、 前記複数の分配管の夫々の流入側の流量を計測する流入
   側流量計測手段と、 前記複数の分配管の夫々の流出側の圧力を計測する流出
   側圧力計測手段と、 前記複数の分配管の夫々の前記流入側流量計測手段の下
   流側に設けられる流入弁と、 前記複数の分配管の夫々の前記流出側圧力計測手段の下
   流側に設けられる流出弁と、 前記流入側圧力計測手段の計測結果と前記複数の流出側
   圧力計測手段の夫々の計測結果との差を求め、これらの
   差の中で所定値を超えるものがあれば、一定時間だけ該
   当する分配管の前記流入弁及び流出弁を開状態にすると
   共に、残りの全ての分配管の夫々の前記流入弁及び流出
   弁を閉状態にする制御手段と、 を具備することを特徴とするメタン発酵バイオリアクタ
   分配管洗浄装置。
2. 【請求項２】 メタン発酵バイオリアクタ容器内に有機
   性排水を導く複数の分配管の分岐前の圧力を計測する流
   入側圧力計測手段と、 前記複数の分配管の夫々の流入側の流量を計測する流入
   側流量計測手段と、 前記複数の分配管の夫々の流出側の圧力を計測する流出
   側圧力計測手段と、 前記複数の分配管の夫々の前記流入側流量計測手段の下
   流側に設けられる流入弁と、 前記複数の分配管の夫々の前記流出側圧力計測手段の下
   流側に設けられる流出弁と、 前記有機性排水の流入流量の分配数分の１と前記複数の
   流入側流量計測手段の夫々の計測結果との差を求め、こ
   れらの差の中で所定値を超えるものがあれば、一定時間
   だけ該当する分配管の前記流入弁及び流出弁を開状態に
   すると共に、残りの全ての分配管の夫々の前記流入弁及
   び流出弁を閉状態にする制御手段と、を具備することを
   特徴とするメタン発酵バイオリアクタ分配管洗浄装置。