JPS61268396A - 流動層反応装置 - Google Patents
流動層反応装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発酵、医薬品、食品製造、動植物細胞培養、
下廃水処理など、微生物反応、酵素反応を利用して目的
生産物を得る産業分野における新しい反応装置に関する
ものである。
下廃水処理など、微生物反応、酵素反応を利用して目的
生産物を得る産業分野における新しい反応装置に関する
ものである。
槽内に有機物分解資化性細菌、硝化菌を収納して、排水
中の有機物の分解除去反応、アンモニア性窒素の硝酸化
反応を行わせる方法並びに装置としては、従来よ多活性
汚泥法を始め、散水ろ床法、ハニコムチューブ接触酸化
装置、回転円板装置、粒状媒体流動床装置など種々のも
のが実用に供されてきているが、中でも高負荷処理が可
能で、維持管理が容易な上、粒状媒体が槽内を流動して
いるために目詰まシによる嫌気化などのトラブルが起こ
らないなどの利点を有するため、粒状媒体流動床法が注
目を集め、研究開発が進められている。この粒状媒体流
動床法には、槽内に配設したエアリフト管を介して微生
物の付着に供する粒状媒体を循環流動さ・せるもの、あ
らかじめ、空気、酸素富化気体で、原水に溶存酸素を供
給し、粒状媒体を収納した槽の底部よシ該原水を導入し
て粒状媒体を流動化させるもの、粒状媒体を収納した槽
下部より、空気、原水を個別に導入し該媒体を流動化さ
せるものなど様々なタイプの装置が提案されてきている
が、従来のこれらの装置では、空気吹込みによる撹乱に
よって、処理液中に微生物付着粒子が溢出したり、微生
物の付着が進むに従って次第に粒子の密度が低下し、沈
降速度が低下した粒子が槽外へ溢出するなどの欠点をも
ち、このため、槽上部に攪拌器を設けて粒子から微望嘔
の強制的剥離を行ったり、槽外に流出した△ 粒状媒体を沈殿池を設けて沈降させ回収するなどの対策
が講じられてきたが、いずれも効果が不十分であったシ
、新たな装置の付加によりコンパクト性が失われたり不
経済性が増すなど十分なものではなかった。
中の有機物の分解除去反応、アンモニア性窒素の硝酸化
反応を行わせる方法並びに装置としては、従来よ多活性
汚泥法を始め、散水ろ床法、ハニコムチューブ接触酸化
装置、回転円板装置、粒状媒体流動床装置など種々のも
のが実用に供されてきているが、中でも高負荷処理が可
能で、維持管理が容易な上、粒状媒体が槽内を流動して
いるために目詰まシによる嫌気化などのトラブルが起こ
らないなどの利点を有するため、粒状媒体流動床法が注
目を集め、研究開発が進められている。この粒状媒体流
動床法には、槽内に配設したエアリフト管を介して微生
物の付着に供する粒状媒体を循環流動さ・せるもの、あ
らかじめ、空気、酸素富化気体で、原水に溶存酸素を供
給し、粒状媒体を収納した槽の底部よシ該原水を導入し
て粒状媒体を流動化させるもの、粒状媒体を収納した槽
下部より、空気、原水を個別に導入し該媒体を流動化さ
せるものなど様々なタイプの装置が提案されてきている
が、従来のこれらの装置では、空気吹込みによる撹乱に
よって、処理液中に微生物付着粒子が溢出したり、微生
物の付着が進むに従って次第に粒子の密度が低下し、沈
降速度が低下した粒子が槽外へ溢出するなどの欠点をも
ち、このため、槽上部に攪拌器を設けて粒子から微望嘔
の強制的剥離を行ったり、槽外に流出した△ 粒状媒体を沈殿池を設けて沈降させ回収するなどの対策
が講じられてきたが、いずれも効果が不十分であったシ
、新たな装置の付加によりコンパクト性が失われたり不
経済性が増すなど十分なものではなかった。
微生物を利用して醗酵を行わせ、食品、医薬品等の有用
物質を合成する分野についてみると、従来は浮遊微生物
を槽内に収納した反応操作が主流であったが、反応を高
効率化、連続化するため、生体触媒となる微生物を高濃
度に培養器中に保持するため該微生物を高分子物質によ
って固定化成形した粒状物を用いたシ、ガラスピーズ、
高分子物質等の担体上に付着させて、反応器内に収納し
て発酵操作を行う方法が近年検討されている。これらの
反応操作においても当然、微生物付着粒子、又は固定化
微生物と処理液との分離が必要となるが、現在までに有
効な分離方法はみられず、超ろ過膜や遠心分離などの高
価な分離方法に依っているのが実情である。
物質を合成する分野についてみると、従来は浮遊微生物
を槽内に収納した反応操作が主流であったが、反応を高
効率化、連続化するため、生体触媒となる微生物を高濃
度に培養器中に保持するため該微生物を高分子物質によ
って固定化成形した粒状物を用いたシ、ガラスピーズ、
高分子物質等の担体上に付着させて、反応器内に収納し
て発酵操作を行う方法が近年検討されている。これらの
反応操作においても当然、微生物付着粒子、又は固定化
微生物と処理液との分離が必要となるが、現在までに有
効な分離方法はみられず、超ろ過膜や遠心分離などの高
価な分離方法に依っているのが実情である。
本発明は、従来の装置の持つこれら問題点、とシわけ槽
内粒状物の槽外流出を防止し、安価にして確実に槽内に
保持せしめることを可能にし、もって高効率でコンパク
トな流動層反応装置を提供するものである。
内粒状物の槽外流出を防止し、安価にして確実に槽内に
保持せしめることを可能にし、もって高効率でコンパク
トな流動層反応装置を提供するものである。
本発明は、前に述べた問題点を解決するために種々の実
験を積み重ねた結果、処理液中への粒子の同伴流出を防
止し、槽内に安定して粒状物を保持して反応を安定して
進行させるためには、先ず、固気液三相流動部から気体
の分離さた れ固液二相部を形成し、該固液二相部から担体△ 粒子を分離するのが有効であるとの知見に基いてなされ
たもので、下部に原液供給部および散気部を有する槽内
に微生物の付着に供する固体粒子、または高分子物質等
により微生物または酵素を固定化成形して成る粒状物を
収納して成る流動層反応槽であって、該槽内にその下端
部が該槽壁との間に開口部を形成する如く傾斜した隔壁
を設け、かつ該開口部下方に該隔壁とほぼ平行に邪魔板
を配設することにより固液二相部と固気液三相流動部を
区画形成せしめるとともに、該固液二相部の上部に処理
液取出し口を、固気液三相流動部の上部に分離された気
体の排出口を設けて成ることを特徴とする流動層反応装
置である。
験を積み重ねた結果、処理液中への粒子の同伴流出を防
止し、槽内に安定して粒状物を保持して反応を安定して
進行させるためには、先ず、固気液三相流動部から気体
の分離さた れ固液二相部を形成し、該固液二相部から担体△ 粒子を分離するのが有効であるとの知見に基いてなされ
たもので、下部に原液供給部および散気部を有する槽内
に微生物の付着に供する固体粒子、または高分子物質等
により微生物または酵素を固定化成形して成る粒状物を
収納して成る流動層反応槽であって、該槽内にその下端
部が該槽壁との間に開口部を形成する如く傾斜した隔壁
を設け、かつ該開口部下方に該隔壁とほぼ平行に邪魔板
を配設することにより固液二相部と固気液三相流動部を
区画形成せしめるとともに、該固液二相部の上部に処理
液取出し口を、固気液三相流動部の上部に分離された気
体の排出口を設けて成ることを特徴とする流動層反応装
置である。
本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明すれば、
流動反応槽３の下部は、好適には下方に行くに従って断
面積が縮少する様に傾斜しておシ、該下部には原液流入
部１および散気部２が配設されており、該槽３内には微
生物の付着に供する固体粒子また高分子物質等により微
住物または酵素を固定化成形して成る固定化粒状物１１
が収納されている。そして該槽５下部よ）流入した原液
および空気または酸素富化気体により固体粒子または固
定化粒状物は流動状態に保たれている。原水および空気
または酸素富化気体の流入部は第１図に示す如く、個別
に導入される様配設されていても良く、またあらかじめ
気液が混合された混相流として導入される様配設されて
いても方法は問わない。槽内に収納される粒状物は、微
生物ｔ−表面上に付着させて反応を行わしめる場合には
、付着に適し、かつ流動化に適した物性（粒径、密度、
気孔率、表面粗度、沈降速度等）を持つものが選定され
得るが、微生物が付着した場合の沈降速度の低下、原液
の通液速度、空気または酸累富化気体の通気速度、原液
の水理的滞留時間および層膨張等を考慮して、一般には
、砂、焼結材、プラスチック球、アンスラサイト、活性
炭、軽量骨材、ガラスピーズ等が処理目的に応じて選択
使用される。また槽内への充てん量は、通液時の層膨張
が、沈積時の２倍程度となるよう、通液通気速度を考慮
した上、充てん量が決定される。
流動反応槽３の下部は、好適には下方に行くに従って断
面積が縮少する様に傾斜しておシ、該下部には原液流入
部１および散気部２が配設されており、該槽３内には微
生物の付着に供する固体粒子また高分子物質等により微
住物または酵素を固定化成形して成る固定化粒状物１１
が収納されている。そして該槽５下部よ）流入した原液
および空気または酸素富化気体により固体粒子または固
定化粒状物は流動状態に保たれている。原水および空気
または酸素富化気体の流入部は第１図に示す如く、個別
に導入される様配設されていても良く、またあらかじめ
気液が混合された混相流として導入される様配設されて
いても方法は問わない。槽内に収納される粒状物は、微
生物ｔ−表面上に付着させて反応を行わしめる場合には
、付着に適し、かつ流動化に適した物性（粒径、密度、
気孔率、表面粗度、沈降速度等）を持つものが選定され
得るが、微生物が付着した場合の沈降速度の低下、原液
の通液速度、空気または酸累富化気体の通気速度、原液
の水理的滞留時間および層膨張等を考慮して、一般には
、砂、焼結材、プラスチック球、アンスラサイト、活性
炭、軽量骨材、ガラスピーズ等が処理目的に応じて選択
使用される。また槽内への充てん量は、通液時の層膨張
が、沈積時の２倍程度となるよう、通液通気速度を考慮
した上、充てん量が決定される。
微生ｖｌＪまたは酵素を高分子物質等により固定化成形
して成る粒状物を収納する場合には、反応目的に沿って
製造されたものを利用することができる。例えば、用排
水処理の場合には、硝化菌をポリアクリルアミド、また
は光架橋性樹脂などで固定化し、アンモニアの硝化反応
を行わせるケース、リグニン分解菌を固定化して紙パル
プ系排水中などからの脱色反応を行わせるケース、また
発酵分野においては、酵母菌を固定化してアルコール生
産を行うケースや、アミノ酸発酵のケース、また遺伝子
操作されたＥ。
して成る粒状物を収納する場合には、反応目的に沿って
製造されたものを利用することができる。例えば、用排
水処理の場合には、硝化菌をポリアクリルアミド、また
は光架橋性樹脂などで固定化し、アンモニアの硝化反応
を行わせるケース、リグニン分解菌を固定化して紙パル
プ系排水中などからの脱色反応を行わせるケース、また
発酵分野においては、酵母菌を固定化してアルコール生
産を行うケースや、アミノ酸発酵のケース、また遺伝子
操作されたＥ。
ＱＱｌｉ 、を固定化して有用医薬品を生産するケース
など、目的により、その目的を達成しりる微生物または
酵素を選択して固定化成形した粒状物を用いる等様々な
応用ケースが考えられる。
など、目的により、その目的を達成しりる微生物または
酵素を選択して固定化成形した粒状物を用いる等様々な
応用ケースが考えられる。
導入された原液は、槽内で流動化する微生物または酵素
と接触して、好気条件下で生物化学的または化学的な反
応を受けながら、上向流にて槽内を通過する。
と接触して、好気条件下で生物化学的または化学的な反
応を受けながら、上向流にて槽内を通過する。
槽の下部では、固体粒子は比較釣札れの少い安定した流
動ＮＩ９を形成するが、気液の層通過に伴って、層界面
付近よ〕、特に気泡１２に同伴されて固体粒子が層中よ
シ上方に溢出する。
動ＮＩ９を形成するが、気液の層通過に伴って、層界面
付近よ〕、特に気泡１２に同伴されて固体粒子が層中よ
シ上方に溢出する。
槽の上部には、その下端部が該槽壁との間に開口部１４
を形成する如く傾斜した隔壁４が設けられておシ、かつ
該隔壁下方に該隔壁とほぼ併行に開口部を覆うように邪
魔板４′が配設されていて、気泡に同伴して溢出した粒
子は、該邪魔板に沿って、斜め上方に導かれ気泡と分離
され、隔壁４、邪魔板４″の間隙を通過して、固液二相
流動部１０へ流入する。ここで、該粒子は液中よシ分離
され、邪魔板、槽壁間の間隙１３を通って、三相流動部
９へ還流する。この還流路１５には、気泡の流入を防ぎ
還流を円滑にするため、整流突起８を設けることが効果
的である。粒子を固液分離した処理液は、固液二相流動
部に配設され次処理液取出し口５よｐ流出し、また邪魔
板４′により分離された気泡は、固気液三相流動部上方
に設けられた気体排出口６よ多槽外に部へ流入しない長
さのものであれば十分である。
を形成する如く傾斜した隔壁４が設けられておシ、かつ
該隔壁下方に該隔壁とほぼ併行に開口部を覆うように邪
魔板４′が配設されていて、気泡に同伴して溢出した粒
子は、該邪魔板に沿って、斜め上方に導かれ気泡と分離
され、隔壁４、邪魔板４″の間隙を通過して、固液二相
流動部１０へ流入する。ここで、該粒子は液中よシ分離
され、邪魔板、槽壁間の間隙１３を通って、三相流動部
９へ還流する。この還流路１５には、気泡の流入を防ぎ
還流を円滑にするため、整流突起８を設けることが効果
的である。粒子を固液分離した処理液は、固液二相流動
部に配設され次処理液取出し口５よｐ流出し、また邪魔
板４′により分離された気泡は、固気液三相流動部上方
に設けられた気体排出口６よ多槽外に部へ流入しない長
さのものであれば十分である。
第２図は、本発明の他の実施例を示したもので、該隔壁
７の長さを短かくシ、かつ邪魔板が図示の様に複数の併
行せる板４′、４・・・であっても同様の効果をもたら
す。
７の長さを短かくシ、かつ邪魔板が図示の様に複数の併
行せる板４′、４・・・であっても同様の効果をもたら
す。
槽６は、円筒状または内槽状のいずれであっても同様の
効果をもたらす様、任意に設計製作することができる。
効果をもたらす様、任意に設計製作することができる。
また、隔壁及び邪魔板の角度は、気泡が固液２相部へ流
入しない角度であれば任意の角度でよいが、４０°〜６
０°位の角度が好ましい。
入しない角度であれば任意の角度でよいが、４０°〜６
０°位の角度が好ましい。
巾５０個×長４５０簡×高４０００餡の第１図及び第２
図に示したような構造の実験装置を用いて、隔壁４，７
、邪魔板４′を設けた場合と設けない場合の比較実験を
行った。
図に示したような構造の実験装置を用いて、隔壁４，７
、邪魔板４′を設けた場合と設けない場合の比較実験を
行った。
実験条件
原水：水道水
気体：空気
充てん粒子：粒径α５〜α７簡焼結ろ材初期充填高さ５
００ｗｎ 通液速度：α４ ｃｍ ／ ｓｅｃ 通気速度：α２５副／ ５ｅｃ ２４時間連続運転後、処理水中に溢出した粒子量を測定
した。
００ｗｎ 通液速度：α４ ｃｍ ／ ｓｅｃ 通気速度：α２５副／ ５ｅｃ ２４時間連続運転後、処理水中に溢出した粒子量を測定
した。
隔壁及び邪魔板４．４’：槽中間上方部に４５°傾斜さ
せ、５０１１！ｌＩ間隔で 配設した。
せ、５０１１！ｌＩ間隔で 配設した。
隔壁及び邪魔板７．４’：槽中間上方に４５°傾斜させ
、３０１！ＩＫ間隔で、 ４枚の邪魔板を配設し た。
、３０１！ＩＫ間隔で、 ４枚の邪魔板を配設し た。
実験結果を嵌−１に示す。
表 −１
以上の様に本発明によれば、従来装置のもつ欠点を簡易
な構造にて効果的に解消できる効果的な流動層反応装置
を提供することができる。
な構造にて効果的に解消できる効果的な流動層反応装置
を提供することができる。
第１図及び第２図は夫々本発明の流動層反応装置の断面
概略図である。
概略図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、下部に原液供給部および散気部を有する槽内に、微
生物の付着に供する固体粒子、または高分子物質等によ
り微生物または酵素を固定化、成形して成る粒状物を収
納してなる流動層反応装置であって、該槽内にその下端
部が該槽壁との間に開口部を形成する如く傾斜した隔壁
を設け、かつ該開口部下方に該隔壁とほぼ並行に邪魔板
を配設することにより固液二相部と固気液三相流動部を
区画形成せしめるとともに、該固液二相部の上部に処理
液取出し口を、固気液三相流動部の上部に分離された気
体の排出口を設けて成る流動層反応装置。 ２、邪魔板が複数の平行せる板である特許請求の範囲第
１項記載の流動層反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60108281A JPS61268396A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 流動層反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60108281A JPS61268396A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 流動層反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61268396A true JPS61268396A (ja) | 1986-11-27 |
| JPH025154B2 JPH025154B2 (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=14480668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60108281A Granted JPS61268396A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 流動層反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61268396A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000269129A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Huabang Electronic Co Ltd | フォトレジスト供給装置 |
| WO2008157411A1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-24 | Kansas State University Research Foundation | Fluidized bed precipitator |
| JP2009066505A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Univ Waseda | 好気性グラニュールの形成方法、水処理方法及び水処理装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2536560Y2 (ja) * | 1990-03-28 | 1997-05-21 | 株式会社東芝 | 磁気ディスク装置 |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP60108281A patent/JPS61268396A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000269129A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Huabang Electronic Co Ltd | フォトレジスト供給装置 |
| WO2008157411A1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-24 | Kansas State University Research Foundation | Fluidized bed precipitator |
| JP2009066505A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Univ Waseda | 好気性グラニュールの形成方法、水処理方法及び水処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH025154B2 (ja) | 1990-01-31 |
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