JPS60235695A - 有機基礎物質の嫌気性分解方法及び装置 - Google Patents

有機基礎物質の嫌気性分解方法及び装置

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JPS60235695A
JPS60235695A JP60083587A JP8358785A JPS60235695A JP S60235695 A JPS60235695 A JP S60235695A JP 60083587 A JP60083587 A JP 60083587A JP 8358785 A JP8358785 A JP 8358785A JP S60235695 A JPS60235695 A JP S60235695A
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riser
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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】 光里至汰梃分団 本発明は処理される有機基礎物質が下向流にて、処理区
域内にある微生物の生存に役立つフィルターベッドを通
って導かれ、前記フィルターベッド内で処理された基礎
物質が前記処理区域の下部範囲から上部範囲に循環して
還流されるようになっているを機基礎物質の嫌気性分解
方法及びこのような方法を実施するための装置に関する
。
狡米侠■ 嫌気性微生物により有機基礎物質を大幅にメタン及び二
酸化炭素に変換する場合、複雑な組成の基礎物質に於て
はＣ５Ｂとして圧出される物ｆ（Ｆｒａｃｈ　ｔ）の一
部が例えば溶解されない固体、重合体又は重縮合された
芳香族物質のような物質代謝の困難な形態になり、これ
らの物質が醗酵を生ずるバクテリアによってしか腐敗さ
れ得る物質に分解出来ず、これによって長い反応時間及
び大なる反応装置を必要とするようになる実質的に困難
な問題を生ずるのである。従って反応時間を短縮するた
めに嫌気性の効率の大なる反応装置が使用されるように
なったが、これらの反応装置は一般に上方に向って流さ
れる泥土ベッド反応装置又は下方に向って流されるフィ
ルターベッド反応装置として構成されている。これら両
方の反応装置に於ては、緩慢にしか生長しない嫌気性微
生物の保持率（Ｒｕｅｃｋｈａｌｔｕｎｇｓｇｒａｄ）
が大であると高い空間分解効率（Ｒａｕｍａｂｂａｕｌ
ｅｉｓｔｕｎｇ）が得られる。
しかし、上方に向って流される泥土ベッド反応装置に於
ては、特に流体圧作動負荷及び／又は単位当たりのガス
発生量が大なる場合に反応装置の能力が活性のある微生
物の損失を意味する泥土の放出によって悪影響を受ける
危険がある。更に、高濃度の泥土ベッドが形成されてい
ることが、悪影響を受けないで良好に沈澱される粒状泥
土を存在させることに役立つのである。
下方に向って流されるフィルターベッド反応装置の場合
には、微生物の大部分が担持体の表面に固く固定され、
また担持体が開放細胞構造の場合にはこれの内部に固く
固定されるのである。混合、閉塞の阻止及びピーク負荷
の平衡化を行うためにフィルターベッドの下部範囲から
上部範囲へ流れが何回も循環されて還流されるのである
。その場合下向流稼動に於て導入を行うことは障害を生
ずる泡の形成を抑圧する利点を有する。しかし固定され
ない微生物が大部分排出流とともに反応装置から流出し
、これによって反応装置の分解効率に悪影響を与える点
が不利である。さらに、全体の流れが循環して流過され
ることが出来ず、従って流れの一部分が比較的短い時間
の間しか反応装置内に残留しないから、大なる含有量の
悪臭のある脂肪酸が排出流内に生ずるのである。
又里■亘煎 本発明の目的は、冒頭に述べた方法及び装置を、簡単な
経済的な方法で前述の従来技術の方法及び装置の欠点を
排除し、大なる空間負荷（Ｒａｕｍｂｅｌａｓｔｕｎｇ
）を保持して大なる稼動安定性及びこれと関連して大な
る稼動能率を得られるように構成することである。
又里皇監！ 上述の目的は、本発明によって、処理された基礎物質が
附加的に流れに沿って別個に前記フィルターベッドから
分離されて上向流にて導かれ、前記処理区域の上部範囲
にて直接に上向流から取出されるようになすことによっ
て解決される。
このような方法によって一方では、導入流の一部が部分
的にしか処理に関与しないで処理区域から排出されるこ
とが排除されるのである。また他方では、処理区域内の
固定されない微生物、従って固定された微生物及び固定
されないで懸架されている微生物の全体の濃度を最も高
く保持することが確実になされるのである。これによっ
て本発明により稼動される処理区域は従来の方法で稼動
される処理区域に比して約１５乃至２０％だけ余分に負
荷を与えられるか、更に容積を小さく構成することが出
来、これによって空間分解効率（Ｒａｕｍａｂｂａｕｌ
ｅｉｓｔｕｎｇ）が最も高く保持されるのである。
このことは、上向流内で基礎物質が上昇する間にフィル
ターベッドから分離されて一方では基礎物質内に懸架さ
れている微生物によって分解作用が続けられ、他方では
上向流の長さに沿って懸架されている微生物が徐々に液
体から分離されることに基くのである。このような固定
されていない微生物及び液体の分離はさらに自由な微生
物の一部分が処理区域の下部範囲に沈降し、循環流にて
再び処理区域の上方範囲に還流されるようになすのであ
る。更に、上向流の間にフィルターベッドから分離され
て形成される泥土ベッドは、臭気を有する中間生成物を
殆ど完全に除去出来る。
その場合上向流は処理区域の内部及び／又は外部を導か
れることが出来る。
その際に上向流を固く固定された微生物に沿って導くの
が有利である。これによって処理区域内にある全体の固
く固定された微生物の部分が増大し、上向流の間にフィ
ルターベッドを流通した後に残存する有機基礎物質の残
余の分解作用及び臭気の著しい脂肪酸の除去作用が増大
されるのである。
上述の作用を改良するために、上向流を適当な又は螺旋
状の軌道上を導くのが更に目的に適している。何故なら
ば反応路が伸長され得るからである。更に、これによっ
て分解作用により上向流の間に発生する腐敗ガスも直接
垂直に上方に上昇して浮遊作用によって懸架されている
微生物も上方に運ばれるのである。
本発明による方法によって分解されて腐敗ガスの発生に
利用されることの出来る有機基礎物質としては特に都市
及び工業的廃水、廃水泥土及び有機残留物質及び廃棄物
質が問題となるが、その場合有機固体物質の処理には充
分な量の細胞内及び表面の水（Ｚｅｌｌｗａｓｓｅｒ　
ｕｎｄ　Ｏｂｅｒｆｌａｅｃｈｅｎｗａｓｓｅｒ）が存
在していなければならない。
上述の方法を実施するための装置は、処理すべき有機基
礎物質の導入導管、処理された基礎物質の排出導管、腐
敗ガスの排出導管及び下部範囲から上部範囲に還流させ
る還流導管を有する微生物を生存させるためのフィルタ
ーベッドを設けられた、嫌気性の条件下で稼動されて実
質的に上方から下方に流れを流通させるようになってい
る反応装置を含んいでいる。本発明によって上述の装置
は、前記フィルターベッドの内部及び／又は外部に少な
くとも１つの上昇管が配置され、前記上昇管が前記反応
装置の上部範囲にて処理された基礎物質の排出導管に接
続されていることを特徴とする。
この反応装置の上述のような構成に於ては、処理すべき
有機基礎物質及び還流導管を経て循環路を導かれる一部
分処理された有機基礎物質を反応装置内を流通させるこ
とは下向流作動で行われ、上昇管を経て反応装置から反
応装置の頭部の排出位置への排出流は上向流で行われる
。これによって、導入流の一部分が反応装置を処理され
ないで流出することが回避される。その場合上昇管を通
って液体が上昇する間に自由な微生物が沈澱されて、反
応装置の排出導管は著しく懸架される物質が著しく減少
される。沈澱された微生物は還流導管を通って反応装置
の下部範囲から上部範囲に還流され、フィルターベッド
に供給される。その結果として反応装置内の自由な微生
物の濃度は増加され、従って固定されている微生物及び
懸架されている微生物の全体の濃度が増加されて、これ
によって高い反応装置の分解効率が得られるのである。
大なるＣ５Ｂ及び脂肪酸分解を可能とする点に関して、
上昇管が波形及び／又はリブを附された表面を有する場
合特に有利である。このような上昇管は例えば中空管と
して電気的設備により安価な多量化度製品として製造出
来るような合成材料管となし得る。上昇管の波形及び／
又はリブを附された表面は外側に於ても内側に於ても活
性微生物の生長面として役立つ。これによって一方では
、上昇管の配置によって生ずるフィルターへノドの容積
の損失にも係わらず少なくともフィルターヘッドが上昇
管によって貫通されなかった場合と同様の活性微生物の
濃度を高く保持出来るのである。
他方に於て、流出される基礎物質が上向流に於て接触流
過される上昇管の内壁に生存する微生物は更にＣ３Ｂ排
出濃度の減少及び臭気の強い脂肪酸の分解を行うのであ
る。
上昇管の表面の波形又はリブを附された構造によって上
昇する液体流内に微小撹乱流が発生し、これが自由な微
生物及び基礎物質の間の良好な混合を可能となすのであ
る。上昇管内に於ける企図された残余の分解を考えると
、この効果は全く望ましいものである。しかし自由な微
生物の沈澱のためには、この効果は寧ろ妨害を与えるも
のである。このために、上昇管を下方部分のみ波形及び
／又はリブを有する形状にして上方部分は著しく平らな
表面を有するようになすのが目的に適している。このよ
うにして上昇管の上部範囲で流通状態の安定が得られ、
沈澱作用に有利になされるのである。その場合上昇管の
表面は少なくとも上部範囲に多孔性の構造を有し、これ
が外側及び内側にて微生物の生長を有利になすようにす
ることが出来る。
更に、上昇管内に於ける沈澱作用及び分解作用を増大さ
せるためには上昇管が傾斜され、又は螺旋状に配置され
るのが有利である。このような配置によって、反応装置
の反応部（Ｒｅａｋｔｏｒｓｏｌｅ）から反応装置の上
部範囲の排出導管までの基礎物質の上昇路が長くなされ
て分解及び沈澱を良好になすのみならず、同時に分解作
用にて上昇管内の上向流の間に発生する腐敗ガスが直接
に垂直に上方に上昇し、これによって固定されていない
微生物の浮遊運動が抑制されるのである。傾斜又は螺旋
状に配置された上昇管を波形及び／又はリブを附された
構成になす場合には更に腐敗ガスが上昇管の夫々の凹部
内に集められるのである。これによって腐敗ガスの上昇
運動が実質的に緩慢化され、浮遊作用が著しく回避され
るのである。
又所ｑ大隻輿 添付図面には本発明の方法を実施するのに適した反応装
置の実施例が概略的に示されてし）る。
図面に於て、符号ｌによって嫌気性条件下で稼動される
閉鎖循環路の反応装置が示されてＩ、ｚで、この反応装
置に於ては下部範囲にある篩床又番よ擾各子床２上にフ
ィルターベンド３が配置されて（する。
ポンプ５を有する還流導管４が篩床又は格子床２の下方
の反応装置１の底部からフイルターベ・ノド３上に配置
された分布装置６を経て反応装置１の上部範囲まで導か
れている。この還流導管４に番よ処理すべき有機基礎物
質の導入導管７が接続されていて、処理すべき基礎物質
及び一部処理された基礎物質が分布装置６を経て反応装
置１のフイルターベ・７ド３を通して上方から下方に流
過されるようになっている。嫌気性処理に最も適した温
度を正しく保持するために還流導管４には熱交換器８が
配置されている。反応装置１の熱の放散を回避可能とな
すために反応装置は目的に適するように図示されない絶
縁材料を巻かれている。嫌気性分解処理の際に発生する
腐敗ガスは反応装置１の頭部範囲に設けられたガス排出
導管９を経て排出され、又処理された基礎物質は排出導
管１０を経て排出されるのである。
フィルターベッド３は図示の装置の場合、固定ベッドと
して示されていて、例えば砂、膨張粘土（Ｂｌａｅｈ　
ｔｏｎ）、スラツプ、活性炭、合成リング又はポリウレ
タン機素、ポリエチレン機素又はポリプロピレン機素の
ような開放細胞状となすのが望ましい発泡性材料機素又
は上述の個々の材料の混合物より成ることが出来る。発
泡性材料がフィルター機素として使用される場合には多
孔性の孔の大きさは０．１乃至３ｍｍとなされて、嫌気
性微生物が基礎物質の表面に耐着するのみならず、フィ
ルター機素の内部まで侵入するのを確実にしなければな
らない。このようにして活性微生物の濃度が最も高く保
持出来るのである。
固定ベッドの構成の代りに浮動可能のフィルター機素を
使用する場合には流動ベッドを作ることも可能である。
フィルター機素の浮力によってフィルター機素は下向流
であっても反応装置の下端に達することはない、これに
よって反応装置の下部範囲に格子床又は篩床を配置しな
いでもよくなるのである。
上述の反応装置に於て処理された基礎物質の排出導管を
反応装置の下部範囲に配置する場合には、フィルター機
素上に固定された微生物とともに固定されないで懸架さ
れて存在している微生物も排出導管を経て排出されて嫌
気性分解処理に役立たなくなる。高い分解効率を得るた
めには還流導管を経て多量の導入物が循環して流通され
なければならない、これに反して処理された基礎物質の
排出導管が反応装置の上部範囲に接続されている場合に
は導入物の一部分が処理された基礎物質の排出とともに
排出され、反応装置によって得られる清浄化効率を劣化
させる危険がある。
このような欠点を排除するために、本発明によって少な
くとも１つの上昇管１１が反応装置１のフィルターベン
ド３を貫通し、この上昇管が格子床又は篩床２の下方に
貫通して伸長し、反応装置１の上部範囲で、処理された
基礎物質の排出導管ｌＯに接続されるようになされるの
である。図示の実施例では上昇管１１は上方が開放する
ようになされ、同様に上方が開放されて排出導管１０と
連結される捕捉容器１２によって取囲まれるように構成
されて、上昇する流体が上昇管１１から捕捉容器１２内
に溢流して捕捉容器から排出導管ｌＯ内に流入するよう
になされるのである。この場合処理される基礎物質の分
布装置６は処理すべき基礎物質が処理された基礎物質と
混合されないように上昇管１１及び捕捉容器１２の上方
に配置されるのである。
反応装置の内部に上昇管を配置する代りに、上昇管を反
応装置の外壁に配置して、これによってフィルターベッ
ドの容積が反応装置の内部に影響を与えないようになす
ことが可能となる。
上昇管１１の上方が開放した構成及び上昇管１１から捕
捉容器１２内へ処理された基礎物質が溢流することによ
って、上昇管１１を通って上昇する間に形成される腐敗
ガスは処理された基礎物質から上方に排出されることが
可能になる。その場合上昇管１１を通って液体が上昇す
る間に液体内に懸架されて上昇管に固定される微生物に
よる更に進んだ分解処理が行われるのみならず、固定さ
れない微生物が徐々に沈降して下方に向い反応装置ｌの
下部範囲に沈澱する。沈澱した微生物は反応装置の下部
範囲から還流導管４に達する。これによって固定されな
い微生物の流出は上昇管の配置によって回避され、反応
装置内にある微生物の全体の濃度が最も高く保持される
ことが出来るのである。同様に導入物及び排出物の混合
も回避され、処理された基礎物質の排出が処理すべき基
礎物質によって悪影響を受けないようになされるのであ
る。
前述のように、上昇管が下部範囲に波形及び／又はリブ
を附された表面を有し、これによって特に有効に附加的
な微生物の住着く面として適応されるのが目的に適して
いる。この効果は上昇管に対して開放した多孔性孔を有
する材料を利用することによって有利になされる。更に
躾形又はリブを附された表面が流体及び固定されていな
い微生物の間の渦流を生じて、これが附加的に分解処理
を増大させるのである。このような渦流は懸架された微
生物の沈澱には障害を与えるから、上昇管は上部範囲で
平らな表面構造を有する。
上昇管の図示のような垂直な配置の代りに、上昇管を傾
斜させ、又は螺旋状にフィルターベッド３を通して配置
するか、又は螺旋状に反応装置の外側に配置して反応路
の長さを増大させることも可能である。
以下に本発明による反応装置の実施例を従来の上向流反
応装置および従来の上方から下方に流通されるフィルタ
ーベッド反応装置と比較して示すが、これによって、一
定の高い分解効率の場合に本発明による反応装置では必
要な反応装置の容積が比較的小さく保持され得ることが
判る。
散１五 １、欠ユ点並圭炎水（例えば蒸溜廃水）導入物　１００
０　ｍ３／ｄ；　４１．７　＋ｍ’／ｈＣＳ　Ｂ　１５
００　ａ＋ｇ／ｌ；　１００００　ｋｇ／ｄ２、八　の
上口 Ｃ３Ｂ−分解　９０χ・９０００　ｋｇ／ｄＣＨａ　−
生成　０．３５　ａ！／ｋｇ発生ＣＳＢ＝３１５０ｍ’
／ｄＣＨ，−溜分　５５χ ガス発生量　５７２７鍋’／ｄ 微生物損失を回避するための最大許容単位当りガス生成
量　４ＩＩ１３／Ｉ１３反応装置・ｄ必要な反応装置容
積　１４３２　ｍ” 空間負荷　７　ｋｇ　Ｃ３Ｂ／＋ｍ’　・ｄ空間分解効
率　６．３　ｋｇ　Ｃ５Ｂ／１１３　・ｄ３、波形合成
材料リングを有する下向流作動の、排出量が導入量＋排
出量混合物の等価的量に対応する公知の嫌気　フィルタ
ー 循環量　＝１５×　導入量 最大分解度　９０χ 排出流内の未処理導入量 ■皿分６　、３χ＝　６３０　Ｃ５Ｂ／ｄ反応装置内の
全除去量　９３７００−　０．９＝　８４３３　ｋｇ　
Ｃ５Ｂ／ｄ 排出流内のＣ３Ｂ−含有量　６３０　＋　９３７　＝　
１５６７ｋｇｃｓｕ／を 実際のＣ３Ｂ−分解度　８４．３χ 許容泥土負荷　０．５　Ｃ５Ｒ／ｋｇ　ＴＳ　−ｄ必要
泥土量　２００００　ｋ。
泥土濃度　２５　ｋｇ／ｓ３　固定微生物＋０．５　ｋ
ｇ／ｍ３＠ 架微生物 全微住物濃度　２５．５　ｋｇ７ｍ３ 必要反応装置容積　７８４　ｍ３ ４、　による 循環量　−１５×　導入量 最大分解度　９０χ 排出流内の未処理導入量 ■亜公　０χ 反応装置内の全除去量　９０００　ｋｇ／鞘３Ｃ３Ｂ／
ｄ許容泥土負荷　０．５　Ｃ５Ｒ／＋ｗ”／ｄ必必要上
土量　２００００　ｋｇ 泥土濃度　２５　ｋｇ／ｍ３　固定微生物＋３　ｋｇ／
ｅ＋”懸架徽 微生物＝２８　ｋｇ／ｍ” 必要反応装置容積　７１４　ｍ” ５．３つの　応　の 特性値　上向流　嫌気性　本発明によ 反応装置　フィルター　る反応装置 下向流作動 反応装置 容積　１４３２　ｍ”　７８４　ｍ３７１４　ｍ３ＣＳ
Ｂ分解９０χ　８４．３χ　９０×空間負荷７　ｋｇ／
ｍ３・６　１２．８　ｋｇ／ｍ”・ｄ１４ｋｇ／１１１
３．ｄ 空間分解効率 ６．３　ｋｇ／＋”・ｄ １０．７　ｋｇ７ｍ３−　ｄ １２．６ｋｇ／ｍ３−　ｄ 排出流内の 放出＃（臭気 性）　≦２００　ｍｇ／ｌ　＞８００　ｍｇ／Ｉ　≦２
００ｍｇ／］且里空四米 上述のように本発明によれば、処理される有機基礎物質
が下向流にて処理区域内にある微生物の生存に役立つフ
ィルターベッドを通って導かれ、前記フィルターベッド
内で処理された基礎物質が前記処理区域の下部範囲から
上部範囲に循環して還流されるようになりでいる有機基
礎物質の嫌気性分解方法及び装置に於て、処理された基
礎物質が附加的に流れに沿って前記フィルターベッドか
ら分離されて別個に上向流にて導かれ、前記処理区域の
上部範囲にて直接に前記上向流から取出されるようにな
すことによって簡単に経済的に従来の方法及び装置の欠
点を排除して大なる空間負荷を保持して大なる稼動安定
性及びこれと関連して大なる稼動能率を得られるように
なし得る優れた効果を得ることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明による装置を示す概略的循環回路図。 １・・・・・反応装置 ２・・・・・篩床即ち格子床 ３・・・・・フィルターベッド ４・・・・・還流導管 ５・・・・・ポンプ ６・・・・・分布装置 ８・・・・・熱交換器 ９・・・・・ガス排出導管 １０・・・・排出導管 １１・・・・上昇管 １２・・・・捕捉容器 特許出願人　リンデ・アクチェンゲゼルシャフト代理人
　弁理士　渡　辺　辿　孝

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）処理すべき有機基礎物質が下向流にて処理区域内
    にある微生物の生存に役立つフィルターベッドを通って
    導かれ、前記フィルターベッド内で処理された基礎物質
    が前記処理区域の下部範囲から上部範囲に循環して還流
    されるようになっているを機基礎物質の嫌気性分解方法
    に於て、処理された基礎物質が附加的に流れに沿って別
    個に前記フィルターベッドから分離されて上向流にて導
    かれ、前記処理区域の上部範囲にて直接に前記上向流か
    ら取出されるようになっていることを特徴とする有機基
    礎材の嫌気性分解方法。
  2. （２）前記上流が固定された微生物に沿って導かれるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）前記上向流が傾斜されるか又は螺旋状の軌道を導
    かれるようになっていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項の何れか１項に記載の方法。
  4. （４）処理すべき有機基礎物質の導入導管、処理された
    基礎物質の排出導管、腐敗ガスの排出導管及び下部範囲
    から上部範囲に還流させる還流導管を有し、微生物を生
    存させるためのフィルターベッドを設けられている嫌気
    性の条件下で稼動され、実質的に上方から下方に流れを
    流通させるようになっている反応装置を有し、処理すべ
    き有機基礎物質が下向流にて、処理区域内にある前記フ
    ィルターベッドを通って導かれ、前記フィルターヘッド
    内で処理された基礎物質が前記処理区域の下部範囲から
    上部範囲に循環して還流されるようになっている有機基
    礎物質の嫌気性分解装置に於て、前記フィルターベッド
    （３）の内部及び／又は外部に少なくとも１つの上昇管
    （１１）が配置され、前記上昇管（１１）が前記返応装
    置（１）の上部範囲にて処理された基礎材の排出導管（
    １０）に接続されていることを特徴とする有機基礎材の
    嫌気性分解装置。
  5. （５）前記上昇管（１１）が波形及び／又はリブを設け
    られた表面を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    ４項記載の装置。
  6. （６）前記上昇管（１１）が傾斜して配置されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項の何れ
    か１項に記載の装置。
  7. （７）前記上昇管（１１）が螺旋状に配置されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項の何れ
    か１項に記載の装置。
JP60083587A 1984-04-19 1985-04-18 有機基礎物質の嫌気性分解方法及び装置 Granted JPS60235695A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3414999.6 1984-04-19
DE19843414999 DE3414999A1 (de) 1984-04-19 1984-04-19 Verfahren und vorrichtung zum anaeroben abbau von organischem substrat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60235695A true JPS60235695A (ja) 1985-11-22
JPH02997B2 JPH02997B2 (ja) 1990-01-10

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ID=6234104

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