JPS62279891A - 嫌気性生物床バイオリアクタ− - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、嫌気性生物床バイオリアクターに関するもの
であり、更に詳細には、比較的高濃度の有機性廃水のメ
タン生成を伴う嫌気性生物処理を行うのに適した反応器
に関するものである。

本発明は、従来より処理することが困難であった食品工
業廃水といった特に高濃度の廃水処理を対象としており
、したがって、各種食品工業廃水はもとにより、尿処理
下水、都市下水その他の各種有機性廃水を処理する技術
分野において重用されるものであって、公害防止技術と
しても非常に有用なものである。

（従来の技術） 生物床法とは、上昇流嫌気性スラッジブランケット法（
Ｕｐｆｌｏｗ　Ａｎａｅｒｏｂｉｃ　Ｓｌｕｄｇｅ　Ｂ
ｌａｎｋｅｔＲｅａｃｔｏｒ　：　ＵＡＳＢ）と同意語
である。ＵＡＳＢ法は、１０年程前にオランダのＬｓｔ
ｔｉｎｇａらによって開発された反応器で原廃水を反応
器底部から上昇モードで流入させ、付着担体を用いない
で、汚泥の粒状化によってスラッジベッドを形成させ、
高濃度の生物を保持して、高容積負荷を許容しようとす
る嫌気性生物処理技術である。

ＵＡＳＢ装置が基本的構造として具備すべき要件は次の
とおりである。

（１）廃水の流入は上昇流 （２）反応器上部にガス−汚泥分離装置を備えているこ
と（ＧＳＳ） （３）反応器底部への廃水の均一分散流入（４）生成ガ
スによるベッド内の攪拌 ＵＡＳＢ法のポイントは沈降性がよく活性の高い生物を
、いかに高濃度に反応器内に保持させるかということで
ある。このため嫌気性細菌を粒状にし、沈降性を改善し
ている。しかし粒状汚泥の形成機構について種々説明さ
れているが、決定的なものはない。

ＧＳＳは本反応器中最も重要な部位で、流出しようとす
る汚泥を極力抑え、反応器内に汚泥を高濃度に保持する
ことが最大の要件とされている（第３図）。

しかしながら１本発明のように、上昇気泡と分離された
沈降汚泥とを向流せしめることなく、汚泥を有効に沈降
せしめ、もって廃水処理を効率よ〈実施するという技術
思想は知られておらず、全く新規なものである。

（発明が解決しようとする問題点） ＵＡＳＢ法ではＧＳＳ部が最も重要であって、ガスと汚
泥の分離効果が成否を決めるのであるが、いずれもガス
上昇部とガスと分離された汚泥の沈降部が同一場所であ
るため、上昇ガスによって汚泥の沈降が阻害される致命
的欠点がある。また、ガスを微細なまま集気装置に集め
るので１発泡やスカムが発生するという欠点も避けられ
ない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであ
って、そのためには、ガスの上昇と、ガスと分離された
汚泥の沈降と、をそれぞれ別個の場所で行わせるのが良
いとの観点に立ち到り、この新しい技術課題を達成する
ための具体的な方策について検討を行った。

そして、活性汚泥を中心とする微生物学、流体の行動、
固液分離、気液分離、汚水処理槽、バイオリアクター等
、生物、物理、化学といった各方面から広く且つ鋭意研
究した結果、汚泥衝突部、気体貯留部、気体流路を有す
る板状構造物、気体集気部といった新規な構造を有する
各コンポーネントを新たに案出しただけでなく、更にこ
れらの各コンポーネントを有機的に結合して、本発明の
完成に到達したのである。

本発明のバイオリアクターを、第１図に図示した実施例
を例にとって、以下に説明する。

バイオリアクター１には、その下部に原水流入口２を設
け、その上に常法にしたがって生物床３を形成せしめる
。生物床３は、通常、汚水処理に用いられるタイプのも
のが広く使用され１例えば粒子状汚泥層を用いることが
できる。

、反応器１内の生物床３の上方に汚泥衝突部４を設ける
。汚泥衝突部４は、汚泥衝突板４−１を有する。衝突板
４−１は、下方に向って凸状を呈するが、その角度は鋭
角状よりは鈍角状の方がよく、水平に近い程度の角度が
好適である。衝突板４−１は、リアクター１の中央部付
近に浮遊状ないし吊下状態に設置する。このように衝突
板４−１のみを単に反応器内に設置してもよいが、衝突
板４−１の上方に図示したように円錐部ないし角錐部４
−２を設けると、更に汚泥と気泡との分離が効率よく行
われる。汚泥衝突部の最大部の横断面積は、反応器断面
積に対して２０〜８０％程度とするのが良い。

衝突部４の上方には板状構造物５を設ける。板状構造物
５は、衝突部４の断面積よりも小さい開口部５−１を底
部に有し、上方に開いたテーパー状の壁面５−２を有し
、その上方に気体流路５−３を形成せしめてなるもので
ある。気体流路としては、第２図に図示したようにテー
パー壁面５−２にパイプ５−３を１個又は２個以上設け
てもよいし、第１図に図示したように、壁面５−２の上
部に、壁面の水平形状と同一形状を有する（例えば、円
形、楕円形、三角形、四角形、多角形、その他の形状）
円錐部ないし角錐部５−６を設け（ただし、その頂部は
開口５−４させておいてもよい）、そして更に雌部５−
６の上方に且つ間隔をあけて雌部を覆うようにカバー５
−５を設け、カバー５−５と雌部５−６表面との間に気
体流路５−３を形成せしめてもよい。また同様に、カバ
ー５−５を設けることなく、雌部５−６の表面上に１本
又はそれ以上のパイプを直接付設して、その上方開口を
気体集気部６内に開口せしめてもよい。

このテーパー壁面５−２で囲まれた内部部分は主として
汚泥沈降部Ｅとなり１ｇ１面と反応器との間で形成され
る部分は主として気体貯留部りとなり、衝突板の作用と
相まって、ガスの上昇と分離汚泥の沈降とが全く別の場
所で行われ、極めて効率よく廃水処理が行われる。

板状構造物５の上方には気体集気部６を設け、ガス反応
器から外部へ導出する。気体集気部６は、断面が円形な
いし角形の逆ロート状ないしはそれに更に垂直壁部を延
設したものから成り、その底部開口は、板状構造物５の
上部開口５−４及びそのカバー５−５で画定される気体
流路５−３の開口部を覆うような断面積とする。第２図
の実施例においても、気体流路をゆるく覆うように気体
集気部６を設ければよい。

（作　用） 原水は、原水槽Ａから原水ポンプＰ１より原水流入口２
より反応器１へ送られるが、必要ある場合には、その途
中において、ｐＨ調整ポンプＰ２を介してアルカリ（又
は酸）槽Ｂからアルカリ又は酸を用いてｐＨを適正値に
調節する。更に必要ある場合は、処理水Ｈを循環ポンプ
Ｐ３により原水に添加混合してもよい。

ｐＨ調整された原水は、攪拌用ガスを用いて又は用いる
ことなく反応器内において生物床３において汚泥と接触
して処理される。気泡と共に上昇する汚泥は、汚泥衝突
板４−１に衝突し、ガスに同伴する汚泥のうち約８０％
以上がガスと分離して下方へと沈降する。このようにし
て汚泥と分離された（微細）気泡Ｃは、上昇して気体貯
留部りに集合貯留され、大きな気泡Ｆに成長する。一方
、衝突板の作用にもかかわらず上昇してきた汚泥は、汚
泥沈降部Ｅにおいてほぼ完全に沈降する。

気体貯留部Ｄ（及び舌体流路５−３）において成長した
大きな気泡Ｆが集気部６に送られるが、その際、集気部
の発泡やスカムを抑制するという作用効果が奏される。

気体はすべて気体流路５−３を通って上昇するため、汚
泥沈降部で上昇気泡と沈降汚泥がカウンターフローで接
することがなく、したがって汚泥の沈降が効率よく行わ
れる。

その結果、クリーンに処理され且つ汚泥が完全に分離さ
れた原水はきれいな処理水Ｈとなり、河川に放流したり
、前記したようにその一部は原水と混合して反応器内で
再処理するのに使用される。

また、ガスＧは、集気部から取り出して集めることがで
き、このようにしてきわめて効率よく廃水を処理するこ
とができる。

（効　果） 本発明は、生物床、汚泥衝突板、板状構造物。

気体流路、集気部といった各コンポーネントを新しく設
置しただけでなく、各コンポーネントについて新規構造
を採用し、且つこれらを有機的に配置したものである。

このような新しい反応器を採用することにより、汚泥の
流出を極力抑えて反応器内に汚泥を高濃度に保持するこ
とができ、その結果、低濃度廃水はもちろんのこと、従
来処理することが非常に困難であった食品工業廃水とい
った高濃度の有機性廃水も極めて効率よく処理すること
ができるのである。

その詳細なメカニズムは今後の研究にまたねばならない
が、一応次にように推定され、しかも、これらの効果が
相乗的に作用し、その結果上記したような卓越した効果
が奏されるものと推定される。

１）汚泥衝突板の効果 衝突板に衝突したガスに同伴する汚泥のうち約８０％以
上が、ガスと分離され沈降する。

２）気体貯留部で微細な気泡が集合し、大きな気泡にな
る。

この大きな気泡が集気部に送られるとき、集気部の発泡
やスカムを抑制する効果がある。

３）気体は全て気体流路を通って上昇するので。

汚泥沈降部で、上昇気泡と沈降汚泥がカウンターフロー
で接することがなく、汚泥の沈降効果が良Ｎａ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバイオリアクターの１実施例の断
面図であり、第２図は他の変形例及びそれを用いる廃水
処理系統図であり、第３図は従来のバイオリアクターの
断面図である。 １・・・反応器、　　　　　３・・・生物床、４・・・
汚泥衝突部、　　　５・・・板状構造体。 ６・・・集気部、　　　　　Ｄ・・・気体貯留部、Ｇ・
・・ガス、　　　　　　Ｈ・・・処理水、Ｍ・・・スラ
ッジブランケット（生物床）。 Ｎ・・・ガス収集板、　　　０・・・沈降部。 代理人　弁理士　戸　１）親　男 第１図 手続補正書 昭和６２年　４月２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下方に向って凸状を呈する衝突板を有する汚泥衝突部；
   該衝突部の横断面積よりも小さな開口部を底部に設ける
   とともに、テーパー状の壁面を設け、且つ貯留した気体
   を気体集気部へと送る気体流路を上方に設けてなる板状
   構造物；該板状構造物の外周部と反応器壁との間に形成
   した気体貯留部；及び気体集気部を有し；底部に形成し
   た生物床より気泡とともに上昇する汚泥を汚泥衝突部に
   衝突させて汚泥より気泡を分離し、分離した気泡及び／
   又は直接反応器内から上昇してきた気泡を気体貯留部に
   集め、これを気体通路を介して気体集気部へ送気するよ
   うに構成したこと、を特徴とする嫌気性生物床バイオリ
   アクター。