JPS62106897A - Device and method of treating waste water - Google Patents

Device and method of treating waste water

Info

Publication number
JPS62106897A
JPS62106897A JP60247851A JP24785185A JPS62106897A JP S62106897 A JPS62106897 A JP S62106897A JP 60247851 A JP60247851 A JP 60247851A JP 24785185 A JP24785185 A JP 24785185A JP S62106897 A JPS62106897 A JP S62106897A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
wastewater
cod
pressure
injectate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60247851A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0112560B2 (en
Inventor
アレキサンダー エル.フリードマン
ピーター エル.ポドラク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAIARAKIYUUZU UNIV RES CORP
Original Assignee
SAIARAKIYUUZU UNIV RES CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/628,904 external-priority patent/US4563281A/en
Application filed by SAIARAKIYUUZU UNIV RES CORP filed Critical SAIARAKIYUUZU UNIV RES CORP
Publication of JPS62106897A publication Critical patent/JPS62106897A/en
Publication of JPH0112560B2 publication Critical patent/JPH0112560B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は改良廃水処理システム、特に高強度廃水処理
用嫌気的システムの制御に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD This invention relates to improved wastewater treatment systems, particularly the control of anaerobic systems for high intensity wastewater treatment.

従来技術 以下の米国特許公報に記載されているように、各種生物
分解基質及び栄養素を含有する廃水を処理するために多
くの形式の嫌気的システムが考案されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many types of anaerobic systems have been devised to treat wastewater containing various biodegradable substrates and nutrients, as described in the following US patent publications.

3.640,846;3,724,542;3,81ス
857;3.994.780;4,043,936;4
,067.801 ;4.100,023 ; 4.1
34,111+50゜これらシステムのすべては周囲条
件や大気圧条件下で操作するシステムなので、はとんど
の場合システムに効率よく通すことができる注入剤の量
に制限がある。ガス状の目的物を生体膜を通して物理的
に輸送すると、有機廃棄物の嫌気性分解にかなりの影響
がある。嫌気性生体膜は多孔度が非常に高い物質で、通
常二酸化炭素やメタンの微小気泡が急激に発生するため
、栄養素や基質の有機細胞位置への輸送が妨害される。
3.640,846; 3,724,542; 3,81 s857; 3.994.780; 4,043,936; 4
,067.801;4.100,023;4.1
34,111+50° Since all of these systems operate under ambient or atmospheric conditions, there is often a limit to the amount of infusate that can be efficiently passed through the system. Physically transporting gaseous targets across biological membranes has a significant impact on the anaerobic decomposition of organic wastes. Anaerobic biomembranes are highly porous materials that typically contain rapid formation of microbubbles of carbon dioxide or methane, which impede the transport of nutrients and substrates to organic cell locations.

補酵素や他の代謝目的生成物の輸送も制限を受ける。こ
れら物質の濃度があるレベルを越えて高くなると、生産
抑制及び/又は細胞位置における毒性物質の蓄積が生じ
る。
Transport of coenzymes and other metabolic target products is also limited. When the concentration of these substances increases beyond a certain level, production inhibition and/or accumulation of toxic substances at cellular locations occurs.

分子状水素(H2)は流体媒体中の廃棄物の嫌気性分解
時に生じる複雑な中間種反応を制御するさいの重要な中
間体である。分子状水素はある群の微生物によって溶液
に放出され、そしてメタノゲンによって使用されて二酸
化炭素をメタン還元する。またさらに、溶液の82分圧
が高くなると、エタノール、プロピン酸エステルやブチ
ル酸エステルなどの基質がメタンに転換して、望ましく
ない自由エネルギ準位が形成する。従って、大気圧条件
下で操作する場合、効率よくメタン全生産するためには
、H2の分圧を非常にせまい範囲内に維持する必要があ
る。
Molecular hydrogen (H2) is an important intermediate in controlling the complex intermediate species reactions that occur during the anaerobic decomposition of wastes in fluid media. Molecular hydrogen is released into solution by a group of microorganisms and used by methanogens to reduce carbon dioxide to methane. Furthermore, as the partial pressure of the solution increases, substrates such as ethanol, propylate and butylate esters convert to methane, forming undesirable free energy levels. Therefore, when operating under atmospheric pressure conditions, it is necessary to maintain the partial pressure of H2 within a very narrow range for efficient total methane production.

溶液中においては、廃水に存在する硫酸塩及び硫黄含有
化合物から硫化物が生成する。このため、生体膜中の硫
化物の毒性レベルが嫌気的細菌システムの有効性に悪影
響が出る点まで上昇する。
In solution, sulfides are formed from sulfates and sulfur-containing compounds present in the wastewater. This increases the toxic level of sulfide in biological membranes to the point where the effectiveness of anaerobic bacterial systems is adversely affected.

以下にさらに詳しく説明するように、嫌気的過程に関与
する各種の種の複雑な代謝的相互作用に態形wを与える
臨界的ファクタの多くは処理時廃水上のヘッドスペース
圧力を制限することによって制御または調節できる。大
気圧よシ低い状態で操作すれば、生体膜中及びその周囲
のガス圧はその廃水に対する可溶性を低くすることによ
っても緩和できる。
As explained in more detail below, many of the critical factors that shape the complex metabolic interactions of the various species involved in the anaerobic process are achieved by limiting the headspace pressure above the wastewater during treatment. Can be controlled or adjusted. By operating below atmospheric pressure, the gas pressure in and around biological membranes can also be alleviated by making them less soluble in wastewater.

発明の要約 従って、本発明の目的は高強度廃水処理用嫌気的反応器
全改良することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an overall improvement in anaerobic reactors for high-intensity wastewater treatment.

本発明の別な目的は嫌気的廃水処理システムにおける生
体膜性能を向上させる改良減圧反応器全提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide an improved vacuum reactor system that improves biomembrane performance in anaerobic wastewater treatment systems.

本発明のさらに別な目的は減圧嫌気的反応器の操作全制
御して、注入液流量の広い範囲にわたってシステムの除
去率を最適化することにある。
Yet another object of the present invention is to provide overall control of the operation of a reduced pressure anaerobic reactor to optimize the removal rate of the system over a wide range of injectate flow rates.

本発明のさらに別な目的は嫌気的反応器におけるガス溶
解性全低下させ、溶液から阻害ガス及び毒性ガスの急速
かつ効率よく除去することによって、過大負荷システム
の連続操作全可能にすることである。
Yet another object of the present invention is to reduce the gas solubility in anaerobic reactors and to allow continuous operation of overloaded systems by rapidly and efficiently removing inhibiting and toxic gases from solution. .

本発明のさらに別な目的は嫌気的反応器の操作圧力を下
げて、生体膜に捕獲されて、補酵素の放出、従って代謝
的廃棄物の除去を妨害する微生物の除去を容易にするこ
とにある。
A further object of the present invention is to reduce the operating pressure of the anaerobic reactor to facilitate the removal of microorganisms that are trapped in biological membranes and interfere with the release of coenzymes and thus the removal of metabolic wastes. be.

本発明の上記及びその他の目的は所定量の廃水を収容す
る気密反応器、この反応器内に回転自在に取付けたシャ
フト、このシヤフトを所望の速度で回転させる手段、嫌
気性微生物の生体膜を支持するために該シャフトに固定
され、かつ廃水に部分的に浸漬されることによって、該
生体膜全廃水及び頭隙に順次通す複数の隔置した接触器
、廃水全反応器に通す流動化手段、反応器にかかる負荷
を検出する検出手段、及び上記検出手段に応答して、頭
隙内の圧力tg節し、これによって反応器を最適操作レ
ベルに維持する制御手段、からなる嫌気分解性栄養素及
び有機基質を含有する廃水の処理装置によって達成でき
る。
The above and other objects of the present invention include an airtight reactor containing a predetermined amount of waste water, a shaft rotatably mounted within the reactor, means for rotating the shaft at a desired speed, and a biomembrane of anaerobic microorganisms. a plurality of spaced apart contactors fixed to the shaft for support and partially immersed in wastewater to sequentially pass the biomembrane wastewater and head space, fluidization means for passing the wastewater to the reactor; , a detection means for detecting the load on the reactor, and a control means responsive to said detection means for regulating the pressure in the headspace, thereby maintaining the reactor at an optimum operating level. This can be achieved by a treatment device for wastewater containing organic substrates.

発明の実施態様 以下添付図面について本発明の詳細な説明する。Embodiment of the invention The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

先ず第1−3図について説明すると、嫌気的分解性栄養
素及び有機基質全含有する高強度廃水処理用嫌気的反応
器10が図示されている。
Referring first to Figures 1-3, an anaerobic reactor 10 for treating high strength wastewater containing all anaerobically decomposable nutrients and organic substrates is illustrated.

反応器システムは廃水に可溶か不溶であって、単独また
は他の物質や栄養素と共に存在できる炭水化物、脂肪、
たん白質、アルコール、酸などの生物分解性物質を含有
する所定量の廃水12を収容できる気/液密ハウジング
11を備えている。仕切板14〜14によってハウジン
グ全多数の等容量区画室または区画段13〜13に仕切
るが、場合によっては、各段の大きさを変えた方が望ま
しいこともある。
The reactor system contains carbohydrates, fats,
It is provided with an air/liquid tight housing 11 capable of containing a predetermined amount of waste water 12 containing biodegradable substances such as proteins, alcohols, acids, etc. Although the housing is partitioned into a large number of equally volume compartments or compartment stages 13 to 13 by the partition plates 14 to 14, depending on the situation, it may be desirable to vary the size of each stage.

仕切板14〜14は反応器ハウジングの床15から上方
にハウジング内に維持された廃水の通常の水面16のわ
ずか上方にある高さまで延長している。これによって、
廃水上に連続的でかつ比較的中断のない頭諒17が形成
するので、嫌気的活動が生じている聞洛段上の圧力が同
一になる。後により詳しく説明するように、廃水の嫌気
的処理時、頭隙ガス圧全制御条件下において所定の減圧
値に下げて、より効率のよい廃水処理のために容量的C
OD除去率及び局部的COD除去率金高くする。COD
は栄養素及び基質の化学的酸素要求量(chemica
l oxygen dema −nd)の略で、廃水強
度のひとつの尺度としてよく知られているものである。
The partition plates 14-14 extend upwardly from the floor 15 of the reactor housing to a height that is slightly above the normal water level 16 of the wastewater maintained within the housing. by this,
The formation of a continuous and relatively uninterrupted ridge 17 above the wastewater ensures that the pressure above the stage where anaerobic activity is occurring is the same. As will be explained in more detail later, during the anaerobic treatment of wastewater, the headspace gas pressure is lowered to a predetermined reduced pressure under fully controlled conditions to reduce the volumetric C for more efficient wastewater treatment.
Increase OD removal rate and local COD removal rate. COD
is the chemical oxygen demand of nutrients and substrates.
It is an abbreviation for "loxygen dema-nd" and is well known as a measure of wastewater strength.

単位は+rq/Lである。The unit is +rq/L.

適当な水蜜ベアリング全円いて、水平な/ヤフト20を
ハウジング内に設けると共に、変速駆動モータ21に連
結する。ハウジング内において、/ヤフトに間隔?置い
て複数の・接触器26〜23を設ける。各接触器は一体
に回転するようにシャフトに固定したプラスチック円板
からなる。各反応器膜内に同数の円板が収容され、かつ
各円板の約50〜80%が廃水内に浸漬されるように、
円板を位置決めする。実際には、廃水に存在する分解性
栄養素及び基質に養分を与えることができる各円板の表
面に生物量全嫌気性微生物のコロニー全形生する。一部
浸漬した円板が廃水及び頭B’を介して順次生物量金利
っ張るため、シャフトが一部回転すると、栄養素及び基
質が除去されると共に、残りの回転でプロセスガスが頭
隙に追い出される。このためシステム内に制御供給シス
テムが両立され、生物量が完全にあふれる7ステムに伴
う問題の多くを解決できる。
A suitable water bearing is provided in the housing with a horizontal shaft 20 connected to a variable speed drive motor 21. In the housing, is there a gap between /yaft? A plurality of contactors 26 to 23 are provided. Each contactor consists of a plastic disc fixed to a shaft for rotation as a unit. The same number of disks are contained within each reactor membrane and approximately 50-80% of each disk is submerged in the wastewater.
Position the disc. In fact, a whole colony of biomass anaerobic microorganisms grows on the surface of each disc that can nourish the degradable nutrients and substrates present in the wastewater. Partial rotation of the shaft removes nutrients and substrates as the partially immersed disk sequentially deposits biomass through the wastewater and head B', while the remaining rotation drives process gases into the headspace. It will be done. This allows for a controlled feeding system within the system, which solves many of the problems associated with 7 stems that are completely flooded with biomass.

注入液ポンプ27の排出側に連結した供給管25を介し
て注入液を反応器ハウジング内に送る。このポンプを変
速モータ28により駆動することによって、ハウジング
への注入液廃水の供給量を厳密に制御する。先ず、注入
液を混合室に送p1シャフト20に固定した羽根車61
によって注入液を予め混合し、ハウジング内に収容され
ている廃水金かく拌状態におく。各処理段を分離する仕
切板に形成した開口32〜32(第2図)によシ各処理
段間に廃水全送シ、最後に排出ライン63を介してハウ
ジングから送り出す。各処理段を仕切板によって分離し
ているため、廃水が横方向にハウジング内を流れるのに
従って、廃水中の栄養素及び基質の濃度を下けることが
できる。濃度勾配を漸減させると、除去率が向上すると
同時に、反応器のスペースを最小限に抑えることができ
る。反応器の操作能力を上げるために、ひとつかそれ以
上の処理段に原料注入液を導入できる補助注入液搬送シ
ステム65を設ける。バイパスライン37全設けて、注
入液ポンプを出る注入液の一部金各処理段下方のハウジ
ングの下方に方向転換させる。
The injectate is delivered into the reactor housing via a supply pipe 25 connected to the discharge side of the injectate pump 27 . By driving this pump with a variable speed motor 28, the amount of injectate wastewater supplied to the housing is tightly controlled. First, the impeller 61 fixed to the p1 shaft 20 transports the injected liquid to the mixing chamber.
The injectate is premixed by the injector and the waste water contained in the housing is left in an agitated state. Through openings 32-32 (FIG. 2) formed in the partition plates separating each treatment stage, all of the waste water is conveyed between each treatment stage and finally out of the housing via a discharge line 63. Separation of each treatment stage by a partition plate allows the concentration of nutrients and substrates in the wastewater to be reduced as the wastewater flows laterally through the housing. Tapering the concentration gradient can improve removal rates while minimizing reactor space. To increase the operating capacity of the reactor, an auxiliary injectate delivery system 65 is provided that can introduce feed injectate into one or more processing stages. A bypass line 37 is provided to divert a portion of the infusate exiting the infusate pump to the bottom of the housing below each processing stage.

ハウジングの床及びリモートコントロール弁39を介し
て延長する供給ライン38によりこのライン音名処理段
中に連結する。これら弁によって、各処理段に導入され
る原料注入液のjiミラ択的に調節できる。
This line is connected into the note processing stage by a supply line 38 extending through the floor of the housing and a remote control valve 39. These valves allow for selective control of the raw material injection liquid introduced into each processing stage.

ライン41及び反応器ハウジング内の頭隙圧力を調節で
きる真空制御弁42を介して反応器の頭隙に真空ポンプ
40を連結する。注入液ポンプモータと、圧カセ/す4
6及び流量センサ47からのデータに応答する真空制御
弁46の両者の機能を調節するように、適当なマイクロ
プロセッサであれば:い制御器45のプログラムを組む
。圧力センサを反応器ハウジング内の天井48内に設け
ると共に、ハウジング内の頭隙圧力全測定するようにす
る。注入液流量センサは注入液ライン25内に取付ると
共に、流入してくる廃水の流量を測定するようになって
いる。注入液ポンプの速度及びハウジング内の圧力は広
範囲の負荷条件にわたって最適な操作条件に反応益金維
持するために、制御器によって調節する。
A vacuum pump 40 is connected to the headspace of the reactor through a line 41 and a vacuum control valve 42 that can adjust the headspace pressure within the reactor housing. Infusion pump motor and pressure cassette 4
A suitable microprocessor would program the controller 45 to adjust the functions of both the vacuum control valve 46 and the vacuum control valve 46 in response to data from the flow sensor 47. A pressure sensor is provided in the ceiling 48 within the reactor housing and measures the total headspace pressure within the housing. The injectate flow sensor is mounted within the injectate line 25 and is adapted to measure the flow rate of incoming wastewater. The speed of the infusate pump and the pressure within the housing are regulated by a controller to maintain optimum operating conditions over a wide range of load conditions.

実  施  例 以下さらに詳し〈実施例によシ本発明を説明する。Example The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples.

本実施例では、内容積&5tの上記形式の反応器を使用
した。この反応器は長さが約60cmで、固定仕切板を
使用して4つの等容量の処理段に区画した。各仕切板に
は各処理股間に固形物、ガス及び液体を通すために1.
88C1rLの開口全8つ設けた。各処理段には1.2
7濡の間隔で直径12.70譚、肉厚0.318譚の接
触器全10設けた。
In this example, a reactor of the above type with an internal volume of &5 tons was used. The reactor was approximately 60 cm long and was divided into four equal volume treatment stages using fixed partitions. Each partition plate has 1.
A total of eight 88C1rL openings were provided. 1.2 for each processing stage
A total of 10 contactors with a diameter of 12.70 mm and a wall thickness of 0.318 mm were installed at 7 wet intervals.

接触器円板の生物量付着用公称表面積は約1.14−で
、シャフトの回転数は17 rpmであった。
The nominal surface area for biomass attachment of the contactor disc was approximately 1.14-1, and the rotational speed of the shaft was 17 rpm.

円板面積の約70〜80%が廃水に浸漬する状態で反応
器全操作した。頭隙圧力は圧力ゲージでモニターし、反
応器内の廃水流量はポンプの速度を制御することによっ
て調節した。操作中、反応器は32℃〜38℃の温度に
維持した。排ガスは真空ポンプにより逃がし、水変位法
(waterdisplacement techni
que )によって測定した〇炭素源用として使用した
基質はサッカロースで、公知定強度の注入液を与えるた
めに、注入液に炭酸水素ナトリウム及び無機栄養素を添
加した。
The entire reactor was operated with about 70-80% of the disk area immersed in waste water. Head pore pressure was monitored with a pressure gauge and wastewater flow rate in the reactor was regulated by controlling pump speed. During operation, the reactor was maintained at a temperature of 32°C to 38°C. The exhaust gas is released using a vacuum pump, and the water displacement method is used.
The substrate used for the carbon source was sucrose, and sodium bicarbonate and mineral nutrients were added to the injectate to give an injectate of known constant strength.

反応器は異なる質量負荷/圧力条件で操作した。結果は
次表の通りである。
The reactor was operated at different mass loading/pressure conditions. The results are shown in the table below.

透隙圧力が減圧にもかかわらず高収率が実測されたこと
が判る。これはシステムの始動時及び長期間の毒性゛/
ヨックからの回復時において望ましい。減圧条件下CO
D除去率が向上しただけでなく、各処理段、特に(大量
のCOD除去が生じる)最初の2つの処理段においてC
ODの利用率が向上した。透隙圧力と質量COD除去と
の間には直線的な関係があった。0.54気圧の減圧条
件では、注入液1tに対してC0D3000〜5000
■の負荷で第1処理段除去率は約2倍になった。C0D
8000■/注入液1tでは、除去率は77%向上した
。例えば、最初の2つの処理段では全COD除去率の約
62%が得られ、圧力と除去率との間の直線状関係によ
り、質量除去率と局部除去率が増大負荷と透隙減圧との
両者の関数としてかなり向上することが判る。
It can be seen that a high yield was actually measured despite the reduced pore pressure. This is due to toxicity during system start-up and over long periods of time.
Recommended when recovering from a yock. CO under reduced pressure
Not only was the D removal rate improved, but the C
The utilization rate of OD has improved. There was a linear relationship between pore pressure and mass COD removal. Under reduced pressure conditions of 0.54 atm, C0D3000-5000 per ton of injection liquid
At the load (2), the removal rate of the first treatment stage approximately doubled. C0D
At 8000 cm/t of injection liquid, the removal rate was improved by 77%. For example, the first two treatment stages yield approximately 62% of the total COD removal rate, and the linear relationship between pressure and removal rate allows for mass removal rate and local removal rate to increase with increasing load and pore vacuum. It can be seen that there is considerable improvement as a function of both.

減圧条件では、反応器の各処理段におけるプロピオン酸
及び酪酸の濃度が低圧のときよりも高くなる。応力条件
では、これら高濃度の酸はレドックスポテンシャルを下
げ、酸当量を低下させ、そして分子状水素の毒性蓄積全
除去する細菌の働き全反映している。真空操作はプロピ
オン酸及び酪酸の存在によって示される代謝の非能率性
を緩和するのに役立つ。この結果、減圧操作では、CO
D除去率を大きく向上させることができ、また嫌気的シ
ステムに加わる始動時負荷及びショック的な有機物負荷
に伴うpH問題金最小限に抑えることができる。さらに
、減圧における高いpH値は、低いpH値に関係がある
毒性作用をもたらさずに、真空操作下で嫌気的システム
の有機物負荷を大きくすることができる。
Under reduced pressure conditions, the concentrations of propionic acid and butyric acid in each stage of the reactor are higher than at low pressure. Under stress conditions, these high concentrations of acids lower the redox potential, lower the acid equivalent, and reflect the full capacity of the bacteria to remove all toxic accumulations of molecular hydrogen. Vacuum operation helps alleviate metabolic inefficiencies exhibited by the presence of propionate and butyrate. As a result, during depressurization operations, CO
The D removal rate can be greatly improved, and pH problems associated with start-up loads and shock organic loads on anaerobic systems can be minimized. Furthermore, high pH values at reduced pressure can increase the organic loading of anaerobic systems under vacuum operation without the toxic effects associated with low pH values.

前表から理解できるように、反応器の実測収率は大気圧
条件における0、16から0.54気圧における0、3
5までの範囲にある。ここで実測収率は定常態定期間中
における反応器全体にわたるCOD除去質量に対する廃
液の揮発性懸濁固体の質量として定義される。いずれの
場合においても、減圧下で実測された収率は大気圧下の
それよりも大きい。注入液COD濃度が約8000岬/
lの高い負荷条件では、o、54気圧でメタン収率がか
なり高くなった。
As can be seen from the previous table, the measured yield of the reactor ranges from 0.16 at atmospheric pressure conditions to 0.3 at 0.54 atm.
It ranges up to 5. The measured yield is here defined as the mass of volatile suspended solids in the effluent relative to the mass of COD removed throughout the reactor during the steady-state period. In either case, the yield observed under reduced pressure is greater than that under atmospheric pressure. The COD concentration of the injection solution is approximately 8000/
Under high loading conditions of l, the methane yield was significantly higher at o and 54 atm.

CODの除去は反応器の最初の3つの処理段でほぼ終了
していることが観察できた。最初の3つの処理段におけ
る除去率は線状負荷範囲と非直線状負荷範囲の両者にお
ける局部除去率を用いて分析した。第4図は、反応器に
供給したCOD 47に対してCOD除去111?/接
触器rr?/日)全プロットしたものである。曲線は漸
近線に近ずく異なる透隙圧力における50〜125?/
rr?眉の範囲にわたって直線的に制限的な除去率まで
変化する。
It was observed that the removal of COD was almost completed in the first three stages of the reactor. Removal rates in the first three treatment stages were analyzed using local removal rates in both linear and non-linear loading ranges. FIG. 4 shows COD removal 111? against COD 47 supplied to the reactor. /contactor rr? /day) are all plotted. The curve approaches an asymptote between 50 and 125 at different pore pressures. /
rr? The removal rate varies linearly over the brow range to a marginal removal rate.

第4図に示した曲線の直線部の勾配(除去COD/供給
C0D)t−第5図において透隙圧力の関数としてプロ
ットした。これらデータから明らかなように、透隙圧力
が低下するに従って局部的除去率が実質的に増加する。
The slope of the straight part of the curve shown in FIG. 4 (removed COD/supplied COD) t is plotted as a function of pore pressure in FIG. As is clear from these data, the local removal rate increases substantially as the pore pressure decreases.

曲線の直線部の線状部は次の関係式によって定められる
The linear portion of the straight portion of the curve is determined by the following relational expression.

M、=MAC(1,06−0,497p) −k(20
,59p−2,65)(11式中、M几=C0D除去f
fi (j/rr?/日)、MA=反応器に供給するC
OD量(?/、r?7日)、 C,に−注入液に特徴的な源に関係する定数、そして p=頭透隙絶対圧力(気圧)。
M, = MAC(1,06-0,497p)-k(20
, 59p-2, 65) (In formula 11, M = C0D removal f
fi (j/rr?/day), MA=C fed to the reactor
OD amount (?/, r? 7 days), C, - a constant related to the source characteristic of the injectate, and p = absolute head pore pressure (atmospheric pressure).

定数C及びkは廃水それぞれについて経験的データから
実験的に求めることができ、簡単に分解する廃水例えば
砂糖については定数の値は約to、より複雑な廃水につ
いては10未満である。
The constants C and k can be determined experimentally from empirical data for each wastewater; for easily degrading wastewaters such as sugar the value of the constants is approximately to, and for more complex wastewaters less than 10.

第4図に示した制限COD局部除去率を第6図に示した
透隙圧力に対してプロットした場合、明らかに線状関係
が得られる。ここでも同様に、データから明らかなよう
に、広い負荷範囲にわたって制限COD除去率が圧力と
共に直線的に変化する。この範囲における極限COD除
去率即ち制限COD除去率は次の関係式によって定まる
When the limited COD local removal rate shown in FIG. 4 is plotted against the pore pressure shown in FIG. 6, a clearly linear relationship is obtained. Again, the data shows that the limiting COD removal rate varies linearly with pressure over a wide load range. The ultimate COD removal rate in this range, that is, the limit COD removal rate is determined by the following relational expression.

MR= C(155,8−51.6p)式中、MR,C
及びpは前述の通りである。
MR=C(155,8-51.6p) where MR,C
and p are as described above.

得られたデータから、反応器の頭隙減圧操作により局部
的COD除去率及び容M COD除去率の両者が向上す
ることが判る。これら除去率の向上は適用圧力に対して
直線的関係をもち、従って説明してきた形式のコンピュ
ータ式制御システムに容易に適用できる。理解できるよ
うに、制御器により反応器にかかる負荷及び反応器内に
維持された真空の両者を調節でき、従ってシステムを連
続的に最適操作条件に維持できる。
The data obtained show that headspace depressurization of the reactor improves both local and volumetric COD removal rates. These removal rate improvements are linearly related to applied pressure and are therefore easily applicable to computerized control systems of the type described. As can be seen, the controller allows adjustment of both the load on the reactor and the vacuum maintained within the reactor, thus continuously maintaining the system at optimal operating conditions.

この特殊な用途では、廃水注入液の補充を比較的一定な
状態で確実に行える。従って、注入液の流量がシステム
にかかる負荷の明らかな示標となる。流量センサ47は
データライン56によって制御器45に流量データを送
るようになっている。同様に、ハウジング内の圧力も真
空センサ46によってモニターすると共に、このデータ
金データライン59によって制御器に送る。システムに
送られる流量から知ることができるように、ハウジング
内の圧力を真空制御弁42を使用して設定でき、従って
最適な効率を得るために、システム全所望の操作点に維
持できる。制御信号は制御ライン60によって弁に制御
器から送られる。
This particular application ensures relatively constant replenishment of the wastewater injection fluid. Therefore, the flow rate of the injectate is a clear indication of the load on the system. Flow sensor 47 is adapted to send flow data to controller 45 via data line 56. Similarly, the pressure within the housing is monitored by vacuum sensor 46 and this data is sent to the controller by data line 59. The pressure within the housing, as seen from the flow rate delivered to the system, can be set using the vacuum control valve 42, thus maintaining the entire system at the desired operating point for optimum efficiency. Control signals are sent from the controller to the valve by control line 60.

よく理解できるように、嫌気的反応器の減圧操作によジ
、高負荷条件下でCOD除去率が向上する。さらに、比
較的広い操作範囲にわたって線状COD除去率及び制限
COD除去率の両者が線状変化するため、最適操作条件
を正確に推測でき、従って反応器を最適効率に合わせて
容易に調節できる。ショック負荷、pH,H2,H2S
及び目的物の毒性のために現在過負荷状態で運転されて
いるシステムにおける既存の反応器を減圧操作に合うよ
うに容易に改変でき、従って問題全緩和できる。さらに
、真空操作のため、始動時においても生物量を急速に生
長させることができ、長期間にわたる毒性条件からの回
復を早めることができる。
As can be seen, reduced pressure operation of an anaerobic reactor improves COD removal under high load conditions. Furthermore, because both the linear COD removal rate and the limited COD removal rate vary linearly over a relatively wide operating range, optimal operating conditions can be accurately estimated and the reactor can therefore be easily tuned for optimal efficiency. Shock load, pH, H2, H2S
Existing reactors in systems currently operating at overload due to target toxicity can be easily modified for reduced pressure operation, thus alleviating the problem. Additionally, vacuum operation allows for rapid biomass growth even during start-up, allowing for faster recovery from long-term toxic conditions.

本発明を上記の特定実施態様について説明してきたが、
本発明はこれに限定されるものではない。
Although the present invention has been described in terms of specific embodiments above,
The present invention is not limited to this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施態様である反応器の断面全示す側
面図であり、 第2図は第1図の線2−2にそってみた断面図であり、 第3図は第1図の線3−6にそってみた断面図であり、 第4図は異なる透隙圧力における局部的COD除去率に
よって本発明反応器の応答性を示すグラフであり、 第5図は第4図に示した曲、線の直線部分の勾配を示す
グラフであり、そして 第6図は実現可能な関数として最大COD除去率を示す
グラフである。 11・・・反応器、12・・・廃水、16・・・処理段
、14・・・仕切板、17・・・透隙、20・・・シャ
フト、21・・・モータ、23・・・接触器、27・・
・ポンプ、28・・・変速モータ、40・・・真空ポン
プ、42・・・真空制御弁、45・・・制御器、46・
・・圧力センサ47・・・流量センサ。 乍・1府卦辷斤五章 0ひDTやム勾1カも
FIG. 1 is a side view showing the entire cross section of a reactor which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the responsiveness of the reactor of the present invention according to the local COD removal rate at different pore pressures, and FIG. 6 is a graph showing the slope of the straight line portion of the curve shown, and FIG. 6 is a graph showing the maximum COD removal rate as a realizable function. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Reactor, 12... Waste water, 16... Treatment stage, 14... Partition plate, 17... Clearance, 20... Shaft, 21... Motor, 23... Contactor, 27...
・Pump, 28... Variable speed motor, 40... Vacuum pump, 42... Vacuum control valve, 45... Controller, 46...
...Pressure sensor 47...Flow rate sensor.乍・1ふ卦辷斤 5 sho 0 hi DT and mu 1 ka too

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定量の廃水を収容する気密反応器、この反応器
内に回転自在に取付けたシヤフト、このシヤフトを所望
の速度で回転させる手段、嫌気性微生物の生体膜を支持
するために該シヤフトに固定され、かつ廃水に部分的に
浸漬されることによつて、該生体膜を廃水及び頭隙に順
次通す複数の隔置した接触器、 廃水を反応器に通す流動化手段、 反応器にかかる負荷を検出する検出手段、及び 上記検出手段に応答して、頭隙内の圧力を調節し、これ
によつて反応器を最適操作レベルに維持する制御手段、 からなる嫌気分解性栄養素及び有機基質を含有する廃水
の処理装置。
(1) An airtight reactor containing a predetermined amount of wastewater, a shaft rotatably mounted within the reactor, means for rotating the shaft at a desired speed, and a shaft for supporting the biofilm of anaerobic microorganisms. a plurality of spaced apart contactors fixed to and partially immersed in the wastewater to sequentially pass the biological membrane through the wastewater and the head space; fluidization means for passing the wastewater through the reactor; a detection means for detecting such loading; and a control means responsive to said detection means for regulating the pressure in the head space, thereby maintaining the reactor at an optimal operating level. Treatment equipment for wastewater containing substrates.
(2)反応器の操作レベルを下記の関係式に従つて調節
して、分別COD除去する特許請求の範囲第1項に記載
の装置。 M_R=M_AC(1.084−0.48p)+k(1
6.24p−6.44)式中、M_R=COD除去量(
g/m^2/日)、M_A=COD供給量(g/m^2
/日)、C、A=注入液に特徴的な源に関係する定 数、そして p=頭隙絶対圧(気圧)。
(2) The apparatus according to claim 1, which performs fractional COD removal by adjusting the operating level of the reactor according to the following relational expression. M_R=M_AC(1.084-0.48p)+k(1
6.24p-6.44) In the formula, M_R=COD removal amount (
g/m^2/day), M_A=COD supply amount (g/m^2
/day), C, A = constant related to the source characteristic of the injectate, and p = absolute headspace pressure (atmospheric pressure).
(3)反応器の操作レベルを下記の関係式に従つて調節
して、最大COD除去する特許請求の範囲第1項に記載
の装置。 M_R=M_AC(155.8−51.6p)式中、M
_R=COD除去量(g/m^2/日)M_A=COD
供給量(g/m^2/日) C=注入液に特徴的な源に関係する定 数、そして p=頭隙絶対圧(気圧)。
(3) The apparatus according to claim 1, wherein the operating level of the reactor is adjusted according to the following relationship to remove maximum COD. M_R=M_AC(155.8-51.6p) where M
_R=COD removal amount (g/m^2/day) M_A=COD
Feed rate (g/m^2/day) C = constant related to the source characteristic of the injectate, and p = absolute headspace pressure (atmospheric pressure).
(4)前記流動化手段が反応器ハウジングに流入する注
入液の流量を調節する変速注入液ポンプを有する特許請
求の範囲第1項に記載の装置。
4. The apparatus of claim 1, wherein said fluidizing means includes a variable speed injectate pump for regulating the flow rate of injectate entering the reactor housing.
(5)前記反応器に収容された廃水をかく拌する手段を
さらに有する特許請求の範囲第1項に記載の装置。
(5) The apparatus according to claim 1, further comprising means for stirring the wastewater contained in the reactor.
(6)前記反応器ハウジングがこのハウジングを複数の
処理段に分割する一連の仕切板を有する特許請求の範囲
第1項に記載の装置。
6. The apparatus of claim 1, wherein the reactor housing includes a series of partition plates dividing the housing into a plurality of processing stages.
(7)反応器ハウジングの床から廃水水面と反応器ハウ
ジングの天井との間の高さまで各仕切板を上方に延長さ
せることによつて、各処理段に同じ頭隙圧力を作用させ
る特許請求の範囲第6項に記載の装置。
(7) The patent claim applies the same headspace pressure to each treatment stage by extending each partition plate upwardly from the floor of the reactor housing to a height between the wastewater level and the ceiling of the reactor housing. A device according to scope 6.
(8)気密反応器に廃水を送る工程、 生体膜を支持する一連の接触器を順次廃水とその上の頭
隙に通す工程、 頭隙内に減圧を付与する工程、 反応器にかかる注入液負荷を検出する工程、及び 負荷に応答して頭隙内の圧力を制御して、システムを所
望操作レベルに維持する工程、 からなる嫌気分解性栄養素及び基質を含有する廃水の処
理方法。
(8) A step of sending wastewater to an airtight reactor, a step of sequentially passing a series of contactors supporting the biological membrane through the wastewater and the head space above it, a step of applying reduced pressure in the head space, and an injection liquid applied to the reactor. A method for treating wastewater containing anaerobic nutrients and substrates, comprising the steps of: detecting a load; and controlling pressure in the headspace in response to the load to maintain the system at a desired operating level.
(9)反応器の操作レベルを下記の関係式に従つて調節
して、分別COD除去する特許請求の範囲第8項に記載
の方法。 M_R=M_AC(1.084−0.48p)+k(1
6.24p−6.44)式中、M_R=COD除去量(
g/m^2/日)、M_A=COD供給量(g/m^2
/日)、C、A=注入液に特徴的な源に関係する定 数、そして p=頭隙絶対圧(気圧)。
(9) The method according to claim 8, wherein the operating level of the reactor is adjusted according to the following relational expression for fractional COD removal. M_R=M_AC(1.084-0.48p)+k(1
6.24p-6.44) In the formula, M_R=COD removal amount (
g/m^2/day), M_A=COD supply amount (g/m^2
/day), C, A = constant related to the source characteristic of the injectate, and p = absolute headspace pressure (atmospheric pressure).
(10)反応器の操作レベルを下記の関係式に従つて調
節して、最大COD除去する特許請求の範囲第8項に記
載の方法。 M_R=M_AC(155.8−51.6p)式中、M
_R=COD除去量(g/m^2/日)M_A=COD
供給量(g/m^2/日) C=注入液に特徴的な源に関係する定 数、そして p=頭隙絶対圧(気圧)。
(10) The method according to claim 8, wherein the operating level of the reactor is adjusted according to the following relationship to remove maximum COD. M_R=M_AC(155.8-51.6p) where M
_R=COD removal amount (g/m^2/day) M_A=COD
Feed rate (g/m^2/day) C = constant related to the source characteristic of the injectate, and p = absolute headspace pressure (atmospheric pressure).
(11)反応器を順次複数段に仕切る工程をさらに含む
特許請求の範囲第8項に記載の方法。
(11) The method according to claim 8, further comprising the step of sequentially partitioning the reactor into multiple stages.
(12)注入液を第1段に通す前にこれを混合する工程
を含む特許請求の範囲第11項に記載の方法。
(12) The method of claim 11, including the step of mixing the injectate before passing it through the first stage.
(13)ひとつかそれ以上の所定の段に注入液を追加す
る工程を有する特許請求の範囲第11項に記載の方法。
13. The method of claim 11, further comprising the step of adding infusate to one or more predetermined stages.
JP60247851A 1984-07-09 1985-11-05 Device and method of treating waste water Granted JPS62106897A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/628,904 US4563281A (en) 1984-07-09 1984-07-09 Anaerobic contactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62106897A true JPS62106897A (en) 1987-05-18
JPH0112560B2 JPH0112560B2 (en) 1989-03-01

Family

ID=24520799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60247851A Granted JPS62106897A (en) 1984-07-09 1985-11-05 Device and method of treating waste water

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62106897A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5888093A (en) * 1981-11-19 1983-05-26 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Purfication of waste water
JPS607998A (en) * 1983-06-28 1985-01-16 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Nitrogen removing apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5888093A (en) * 1981-11-19 1983-05-26 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Purfication of waste water
JPS607998A (en) * 1983-06-28 1985-01-16 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Nitrogen removing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0112560B2 (en) 1989-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dennis et al. Effect of fill: react ratio on sequencing batch biological reactors
Denac et al. Packed‐and fluidized‐bed biofilm reactor performance for anaerobic wastewater treatment
SE452604B (en) SETTING ASTADCOMMA ANAEROBIC BACTERIAL DEGRADATION OF ORGANIC MATERIAL IN A WATER-LIQUID FLUID
CN86101142A (en) Utilize microbe transformation method in the presence of gaseous hydrogen, to remove the method for denitrification
Brown et al. The effect of acid pH on the growth kinetics of Trichoderma viride
US4690755A (en) Anaerobic contactor
Stronach et al. Start-up of anaerobic bioreactors on high strength industrial wastes
US4563281A (en) Anaerobic contactor
US5679252A (en) Method for processing organic waste water
JPS62106897A (en) Device and method of treating waste water
Mösche et al. Detection of very low saturation constants in anaerobic digestion: influences of calcium carbonate precipitation and pH
Aivasidis Anaerobic treatment of sulfite evaporator condensate in a fixed bed loop reactor
Huang et al. Hydrogen sulfide removal by immobilized autotrophic and heterotrophic bacteria in the bioreactors
Beeftink et al. Novel anaerobic gas‐lift reactor (AGLR) with retention of biomass: Start‐up routine and establishment of hold up
EP0222937A1 (en) Apparatus and method for treatment of waste water
US5798253A (en) Method of culturing micro-organisms under a mutagenic influence
JPH0347074A (en) Method and device for culturing animal cell with lactic acid as indicator
Lepistö et al. Kinetics and characteristics of 70 C, VFA-grown, UASB granular sludge
Canovas‐Diaz et al. Stratified ecology techniques in the startup of an anaerobic downflow fixed film percolating reactor
EP0092771A2 (en) Process and apparatus for culture of microorganisms using oxygen-enriched gas
JP6878070B2 (en) Sludge treatment system and sludge treatment method
Petrozzi et al. Carrier influence in anaerobic biofilm fluidized beds for treating vapour condensate from the sulphite cellulose process
JP2643314B2 (en) Biological cell culture method having pH adjustment and ammonia removal functions and culture apparatus therefor
Craik et al. Kinetics of methanogenic degradation of phenol by activated‐carbon‐supported and granular biomass
Koutinas et al. The use of an oil absorber as a strategy to overcome starvation periods in degrading 1, 2‐dichloroethane in waste gas