JPS62234595A

JPS62234595A - 排水処理装置

Info

Publication number: JPS62234595A
Application number: JP61287095A
Authority: JP
Inventors: Masao Fujio; 藤生　昌男; Yoshiaki Arai; 喜明新井; Keisuke Iwabori; 岩堀　恵祐
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-12-04
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1987-10-14

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は排水中の有機物を微生物処理により分解するた
めの排水処理装置に関するものである。

ａ発明の概要本発明は排水中の有機物を微生物処理により分解する装
置において、上部が密閉され、嫌気性菌群により嫌気処理するための
嫌気処理室と、これに連通し、上部が大気に開放された
排出室とを設け、これらの液面レベル差に相当する分だ
け嫌気処理室の気相部の圧力を大気圧よりも高くするこ
とによって、嫌気処理プロセスにて発生するメタンガス
を回収できるようにしたものである。

Ｃ０従来の技術　　　　°　　　　　　−斎家庭から排出される汚水、畜舎等から排出される渫尿水
に代表される高濃度有機性排水の処理方法として従米糧
々の方法が開発されているが、現在では浄化効率が優れ
ているという点から活性汚泥法が主流となっている。こ
の活性汚泥法は、一般には最初沈殿池よりの排水と活性
汚泥とを混付して曝気槽で曝気して好気性処理を行い、
その後最終沈殿池にて固液分離し、上澄水を処理水とし
て放出する方法である。

しかしながら活性汚泥法においては、 ■送風量制御や返送汚泥量制御といった各種の制御を必
要とすること等から維持管理が暉しい■余剰活性汚泥の
処理が困彌である ■高濃度有機性排水をそのまま処理したのでは十分な処
理ができないため、希釈操作をしなげればならず、その
ため大量の希釈水が必要となる。

■活性汚泥に必要な酸素を常に供給しなげればならずそ
のための曝気に要する電力量が多い。

等の欠点がある。

このよつなことから最近においてメタン菌等を利用した
嫌気性処理法が注目されてきている。この方法は、■好
気性処理法に比べてエネルギー消費量が少い、■排水お
よび廃棄物の有する潜在エネルギーをメタンガスという
有効なエネルギーに変換できる、■汚泥の減量化・安定
化が可能であることなどの特性を有している。

Ｄ０発明が解決しようとする問題点しかしながら従来の嫌気処理装置においては、有機物除
去処理に重点が置かれ、嫌気処理プロセスにて発生する
メタンガスの回収についてはほとんど検討されていない
。

本発明の目的は嫌気処理プロセスにて発生するメタンガ
スを回収することにあり、また他の目的は高い水処理効
率を得ることにある。

Ｅ０問題点を解決するための手段及び作用第１の発明は
、有機性排水が導入される、上部が大気に開放された導
入室と、この導入室に連通ずると共に上部が密閉された
嫌気処理室と、この嫌気処理室にて発生したガスを取り
出すガス取り出し部と、前記嫌気処理室に連通ずると共
に上部が大気に開放され、上昇した液体を外部に処理水
として放出する越流部を伽えた排出室とを設けてなる。

このような構成によれば、嫌気処理室内にてメタン、二
酸化炭素等を含むガスが発生し、このガスにより形成さ
れろ気相部の圧力は、排出室の液面と嫌気処理室の液面
とのレベル差に相当する分だげ大気圧よりも高くなる。

第２の発明においては、第１の発明の構成要素を含むと
共に、嫌気処理室に、導入室の底部よりのυＦ水を上昇
させ次いで下降させるように屈曲路を形成し、この屈曲
路の前段側には、有機物の分解及び脱窒素のための嫌気
性菌群を混入し、後段側には、濾材より成るメタン菌群
を付着した接触層を配置している。

このような構成によれば例えば導入室にて排水と嫌気性
菌群とを混合し、排水が嫌気処理室の接触層に達する前
に、排水中の有機物を低分子化すると共に脱窒累を行う
６次いで排水が接触層を通過するときにメタン菌により
有機物が更に分解されてメタンガスが発生する。このメ
タンガスはガス取り出し部より例えばガスホルダーに回
収される。

第３の発明においては、第２の発明の構成要素を含むと
共に、更忙嫌気処理室の気相部の圧力を検出する圧力検
出部と、この圧力検出部の圧力検出値か設定イ１を越え
たときに前記気相部のガスを送り出す送気部と、前記送
気部より送り出されたガスを導入し、このガス中からメ
タンガスを選択的に分離する気体分離手段と、この気体
分離手段で分離されたメタンガス以外のガスを前記嫌気
処理室の屈曲路の後段側下方に返送する返送路とを設け
てなる。

このような構成によれば、嫌気処理室にて発生したガス
の中から気体分離手段によりメタンガスを主成分とする
ガスが取り出されて例えばガスホルダーに貯留されると
共に、二酸化炭素等を生成分トスる残りのガスは、嫌気
処理室の接触層に供給されて絶対嫌気条件の維持に役立
つ。

Ｆ、実施例第１図は第１発明の実施例を示す図である。１は例えば
畜舎排水等の高濃度有機性排水が導入される導入室であ
り、上部が大気に開放されている。

２は嫌気処理室であり、底部が仕切り壁ＩＩを弁して前
記導入室１の底部に連通しており、上部が密閉されてい
る。嫌気処理によりガスが発生すると、嫌気処理室２の
上部側はそのガスを貯留するためのガス貯留部を形成す
る。このガス貯留部を囲む９部２Ａは上方に向うにつれ
て径が縮小する円錐台状に形成され、その頂面部中央に
は、スカムによってガス配管が閉塞しないようにするた
め上方側に凹んだ凹部２Ｂが形成されている。７はガス
取り出し口であり、ガス貯留部内のガスはこの取り出し
ロアよりパルプ■、を弁して取り出される。前記嫌気処
理室２の排出側には、仕切り壁４１を介してこれに連通
ずると共に大気に開放された排出室４が設けられている
。この排出Ｎ４には、上昇した排水をＪｌｌｌ流させて
放出する越流部５、例えばスカムと処理水とを分離する
よう上縁が三角波状に形成された■ノツチ型の越流部５
が設けられる。１０は処理水槽であり、越流部５を越流
した処理水を貯留する。この処理水槽１０には排出ポン
プＰ１が配設されており、このポンプＰ１は処理水槽１
０の液面レベルが設定レベルを越えたときに図示しない
レベルスイッチによりオン状態にされ、処理水を外部に
排出する。２Ｃはメンテナンス用の霊である。

ここで嫌気処理室２の気相部の圧力については、嫌気処
理室２は密閉され、導入室１及び排出室４は大気に開放
されていることから、嫌気処理室２の液面レベルと導入
室１及び排出室４の液面レベルとの差により決定される
。そして後者の液面レベルは越流部５の高さによって調
整されることがら、排出室４における嫌気処理室２の液
面レベルよりも上方に位置する部分は、前記気相部の圧
力を調整するいわばυＭ正圧部しての機能をもっている
。このよっな訓圧部によって気相部の圧力を調整すれば
、気相部の圧力を上記の液面レベルの差に相当する分だ
け大気圧よりも高くすることができると共に、気相部の
圧力を過大にならないように適当な大きさにすることが
できる。越流部５の冒さについては、υ←水の組成等に
よりガスの発生速度が異なるため可変できるようにする
。ＢＯＤ２０００■／ｉｔ　　程度の排水では、ガス発
生速度か２０１７日程度であるため、嫌気処理室２内の
ガス取り出し開始時における液面レベルＬがら越流部５
の上端までの高さａが例えば２００１ＥＩとされている
。また前記液面レベルＬと仕切り壁４Ｉの下端までの長
さｂ及び越流部５の上端と装置本体の上端との長さＣは
夫々２００鵡及び１００ｍとされている。

次に上述装置の作用について述べる。

例えば畜舎排水等の高濃度有機性排水が導入室１の上部
から導入され、その底部から嫌気処理室２に導かれる。

そして排水中の有機物がメタン園等の作用により分解さ
れてメタンガス及び二酸化次素等のガスが発生する。こ
のようにして発生したガスは嫌気処理室２の上部のガス
貯留部２に貯留され、その圧力が一定値を越えたときに
バルブｖ１を開くことによりガス取り出しロアがら例え
ば図示しないガスホルダーに回収されて、燃料等として
有効に利用される。なおこのメタンガスを嫌気処理槽２
の加温に利用することによって、冬期にて槽内温度を一
定温度に保持できるので、処理効率を高めることができ
る。一方嫌気処理室２内の排水は、その特性に応じた滞
留日数を経て排出室４の越流部５から越流して処理水槽
１０へ流れ落ち、ポンプＰ１　により外部に排出される
。

第２図は他の実施例を示す図であり、この実施例では、
嫌気処理室２内に仕切り壁２Ｄ〜２Ｆを設けて屈曲路を
形成し、この屈曲路にメタン菌等の嫌気性菌群を固定化
あるいは捕捉したＦ材３Ａを配設している。このような
構成によれば嫌気性菌をより多く確保できるので高い処
理効率が得られる。

第３図は第２発明の実施例を示す図であり、第１図と同
符号のものは同一部分若しくは相当部分を示す、この実
施例では、導入室ｌの液面部に、４〜５襲径の多数の穴
が穿設された導入パイプｌ。

の複数が上下方向に伸びろように装着されている。

このように導入パイプｌ、を設ければ、液面部にて発生
したスカムは導入パイプｌ、の周りに付着すると共に、
排水は導入パイプｌ、の間を通って下方に流れ、あるい
は導入パイプ１．の穴からその中を通って下方に流れる
から、導入室ｌの液面部から底部に向って流れる下向流
は円滑なものとなる。１＋１気処理呈２の中央には、導
入室１の底部よりの排水を上昇させ次いで下降させるだ
めの屈曲路を形成する区画壁３が設けられており、この
実施例では、この区画壁３によって図中左右に夫々位置
する第１室２□と第２室２ｔとに区画されている。嫌気
処理室２と排出室４との間の仕切り壁４１は、槽本体の
底部まで伸びており、従って嫌気処理室２の排水は排出
室４の底部を通って上昇する。

更に上述の各部分について詳述すると、前記導入室１に
は嫌気性有機物分解菌、嫌気性酸生成菌及び脱窒菌を含
む嫌気性菌群が例えば図示しないポンプによって培養液
と共に導入される。前記嫌気処理室２の第２室２．には
、メタン菌が付着される戸材より成る接触層６□が上下
方向に間隔を置いて複数段設置され、互に隣接する接触
層６゜の間には滞水層６．が形成される。このように滞
水層６．を形成すれば、これがバッファー機能をもつの
で、接触層６１を短絡して流れる短絡流の発生を防止す
ることかで色る。接触層６１の戸材としては、メタン菌
を捕捉しやすい材質、例えばホツキ員や多孔性セラミッ
クス等が好適に用いられる。この接触層６□及び滞水層
６．は排出室４においても同様に形成される。接触層６
１はメタン菌と排水との接触効率を高める役割をもつも
のであるが、排水中の浮遊物質を除去する役割をも果し
、特に排出室４ではスカムの発生防止に役立つ、接触層
６１へのメタン菌の補充供給については、培養液と共に
図示しないポンプを介して第２室２．及び排出室４の各
底部から補充供給される。

また越流部５の外側には、これを越えて流れてきたスカ
ムな貯留するためのスカム貯留部８が設けられ、ここに
貯留されたスカムはスカム引キ抜キバルプＶ、により適
宜除去される。前記接触層６１にてスカムの除去が図ら
れるが、それでもスカムが越流部５から越流することが
あるため、このようなスカム貯留部８が設けられている
のである。

９はスカム貯留部８を越流した処理水を放出するための
放出部である。尚図中Ｖ、、Ｖ、は汚泥引き抜きバルブ
である。

次に上述装置の作用について述べる。

例えば畜舎排水等の高濃度有機性排水が導入室ｌの上部
から導入され、導入バイブＪｔｉを介して下向流となっ
て導入室１の底部に導かれると共に、先述した嫌気性菌
群と混合されろ０次いで排水は嫌気処理室２の第１室２
．の底部から上昇して区画壁３の上端を越流し、第２室
２．の上部から接触層６．及び滞水層６．を又互に通過
しながら底部を介して排出室４の上部に流れる。排水が
このような経路を通ることによって、先ず前記嫌気性菌
群の作用により有機物の低分子化及び脱窒反応が起こり
、続いて接触層６１に付着しているメタン菌群の作用に
より、低分子化された有機物例えば有機酸やアルコール
等が分解されてメタンガス及び二酸化炭素等のガスが発
生する。このようにして発生したガスはガス取り出しロ
アから例えば図示しないガスホルダーに回収されて、燃
料等として有効に利用されろ、ｆた排水が接触層６１を
通過するときに浮遊物質が除去されて水質の浄化が進む
。このような処理が行われながら排水が排出室４の越流
部５に達すると、ここでスカムと処理を受けた排水即ち
処理水とに分離されて処理水がスカム貯留部８に流れ落
ち、処理水中になおも含まれているスカムがスカム貯留
部８で除去され、放出部９から処理水が放出される。

上述実施例において、導入室ｌ及び嫌気処理室２の第１
室２．に前記嫌気性菌群を定期的に補充すると共に、第
２室２．及び排出室４の各接触層６、にメタン菌群を定
期的に補充することによって、嫌気処理機能が更に向上
する。

そして処理対象の１１？水が特に硝化の進んだものであ
れば、脱窒反応による窒素除去効果が大きい。

また上記の装置の後段側の好気処理設備がある場仕には
、好気性菌預が硝化反応を起こさせるものであることか
ら、その施設の処理水を導入室に帰還すれば脱窒効果を
更に一層期待することができる。

第４図は第３発明の実施例を示す図であり、第３図と同
符号のものは同一部分を示す。第４図中ＰＤは圧力検出
部としての圧力計であり、嫌気処理室２の気相部の圧力
を監視する。■、はバルブ、１１はポンプであり、これ
らバルブＶ、及びポンプ１１は圧力計ＰＤの圧力検出値
が設定値を越えたときに連動して嫌気処理室２内のガス
を送り出す、この例ではバルブＶ、及びポンプ１１によ
って送気部が構成される。１２は気体分離手段であり、
メタンガスのみを透過・不透過させる気体分離膜、例え
ばシリコーンゴム中空膜、を備え、嫌気処理室２より流
入するガスをメタンガスとメタンガス以外のガス（Ｃｏ
ｔ、Ｈ，Ｓ等）とに分離する。

１３は返送路であり、気体分離手段１２で分離されたメ
タンガス、以外のガスはこの返送路１３を通って嫌気処
理室２の第２室２□の底部に返送される。１４はガスホ
ルダーであり、メタンガスを貯留する。

このような実施例では、嫌気処理室２の気相部の圧力が
圧力計ＰＤにより監視され、その圧力検出便が設定値を
越えると、ポンプ１１が駆動されると共にバルブｖ５が
開放されて嫌気処理室２のガスが気体分離手段１４内に
流入する。気体分離手段１４内に流入したガスは、ここ
でメタンガスとそれ以外のガスとに分けられる。メタン
ガスはガスホルダー１４に導かれ、それ以外のガスは返
送路１３を介して第２室２．の底部に流入する。

第２室２．に流入したガスは、浮力により上昇し辺触ｆ
８６１を通過し、メタン菌に必要な絶対嫌気条件の維持
に供し、また、ＣＯオ＋４Ｈ１→ＣＨ４＋２Ｈ，○反応
の原料となるものである。

なお嫌気処理室２の気相部の圧力を検出するためＫは、
この圧力が越流部５０レベルと嫌気処理室２の液面レベ
ルとの差に対応した大きさであることから、圧力計ＰＤ
を用いる代りに液面レベル計１５を用いてもよい。

孔発明の効果以上のように第１発明によれば、密閉した嫌気処理室内
に嫌気処理により発生したガスを貯留し、このガス圧を
、越流部の高さで決まる排出室の液面と嫌気処理室の液
面とのレベル差に相当する分だけ大気圧よりも高くして
いるため、ポンプを用いなくとも容易に回収することが
できると共に、越流部の高さを調整することによって気
相部の圧力が過大だならないようにすることができる。

また′Ｗ、２発明によれば、第１発明の効果に加えて次
のような効果がある１、即ち、前段で有機物の分解及び
脱窒のための嫌気性菌群により処理を行い、後段でメタ
ン圀群により処理を行うようにしているため、有機物の
分解が促進されて良好な処理を行うことができる。そし
てＰ材より成る接触層を設けているから、メタン１群を
高濃度に維持することができ、併せて浮遊物質を除去す
ることができるので処理水質が向上する。尚導入室及び
排出室が大ス開放されていることから、スカムな除去す
る場合等において保守を行い易い。

更に第３発明によれば、上記の効果に加えて次のような
効果がある。即ち回収したガスを気体分離手段を通して
いるため、メタンガスの濃縮回収効果が高い。またメタ
ンガス以外のガス（Ｃｏ□。

Ｈ，８等）を嫌気処理室の底部から供給するので・絶対
嫌気条件の維持とメタン生成反応の原料となり排水処理
効果とメタンガス回収効率との両方の向上になるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、各々第１発明の実施例を示す縦断
側面図、第３図及び第４因は、夫々第２発明及びＷＪ３
発明の実施例を示す縦断側面図である。１・・・導入室、２・・・嫌気処理室、４・・・排出毒
、５・・・越流部、６１・・・接触層、６□・・・滞水
層、７・・・ガス取り出し口、ＰＤ・・・圧力計、１２
・・・気体分離手段、１３・・・返送路、１４・・・ガ
スホルダー。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機性排水が導入される、上部が大気に開放され
た導入室と、この導入室に連通すると共に上部が密閉さ
れた嫌気処理室と、この嫌気処理室にて発生したガスを
取り出すガス取り出し部と、前記嫌気処理室に連通する
と共に上部が大気に開放され、上昇した液体を外部に処
理水として放出する越流部を備えた排出室とを有し、前記排出室の液面と嫌気処理室の液面とのレベル差に相
当する分だけ嫌気処理室の気相部の圧力を大気圧よりも
高くしたことを特徴とする排水処理装置。
（２）有機性排水が導入される、上部が大気に開放され
た導入室と、底部が前記導入室の底部に連通すると共に
上部が密閉され、前記導入室の底部よりの排水を上昇さ
せ次いで下降させるように屈曲路が形成された嫌気処理
室と、この嫌気処理室にて発生したガスを取り出すガス
取り出し部と、底部が前記嫌気処理室の底部に連通する
と共に上部が大気に開放され、底部より上昇した液体を
外部に処理水として放出する越流部を備えた排出室とを
有し、前記嫌気処理室の屈曲路の前段側には、有機物の分解及
び脱窒素のための嫌気性菌群が混入され、前記屈曲路の
後段側には、濾材より成るメタン菌群を付着した接触層
が配置され、前記排出室の液面と嫌気処理室の液面とのレベル差に相
当する分だけ嫌気処理室の気相部の圧力を大気圧よりも
高くしたことを特徴とする排水処理装置。
（３）有機性排水が導入される、上部が大気に開放され
た導入室と、底部が前記導入室の底部に連通すると共に
上部が密閉され、前記導入室の底部よりの排水を上昇さ
せ次いで下降させるように屈曲路が形成された嫌気処理
室と、この嫌気処理室の気相部の圧力を検出する圧力検
出部と、この圧力検出部の圧力検出値が設定値を越えた
ときに前記気相部のガスを送り出す送気部と、前記送気
部より送り出されたガスを導入し、このガス中からメタ
ンガスを分離する気体分離手段と、この気体分離手段で
分離されたメタンガス以外のガスを前記嫌気処理室の屈
曲路の後段側下方に返送する返送路と、底部が前記嫌気
処理室の底部に連通すると共に上部が大気に開放され、
底部より上昇した液体を外部に処理水として放出する越
流部を備えた排出室とを有し、前記嫌気処理室の屈曲路の前段側には、有機物の分解及
び脱窒素のための嫌気性菌群が混入され、前記屈曲路の
後段側には、濾材より成るメタン菌群を付着した接触層
が配置され、前記排出室の液面と嫌気処理室の液面とのレベル差に相
当する分だけ嫌気処理室の気相部の圧力を大気圧よりも
高くしたことを特徴とする排水処理装置。