JP2003088355A - 好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培養方法 - Google Patents
好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培養方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低廉な運転経費と容易な運転管理で好気性微
生物を高濃度に集積して効率よく培養することができ、
高負荷運転が可能な好気性微生物の培養装置とこれを使
用した培養方法を提供することである。 【解決手段】 培養槽１内に微生物固定化担体を流動さ
せ、これに微生物を集積させる好気性微生物の培養装置
であって、培養槽１内に上向流路１０と下降流路１１を
含む循環流路を形成するための仕切板２と、処理液排出
口９の前方に取り付けられ培養槽１の壁面に向かって次
第に液面からの深さが大きくなるように下向きに傾斜し
た整流板３と、下降流路１１の底面が下降流路１１内の
仕切板２と対向する培養槽１の壁面から上向流路１０に
向かって次第に液深が深くなるよう傾斜している傾斜底
壁４と、上向流路１０および下降流路１１にそれぞれ設
けられた酸素供給手段とを備える。
生物を高濃度に集積して効率よく培養することができ、
高負荷運転が可能な好気性微生物の培養装置とこれを使
用した培養方法を提供することである。 【解決手段】 培養槽１内に微生物固定化担体を流動さ
せ、これに微生物を集積させる好気性微生物の培養装置
であって、培養槽１内に上向流路１０と下降流路１１を
含む循環流路を形成するための仕切板２と、処理液排出
口９の前方に取り付けられ培養槽１の壁面に向かって次
第に液面からの深さが大きくなるように下向きに傾斜し
た整流板３と、下降流路１１の底面が下降流路１１内の
仕切板２と対向する培養槽１の壁面から上向流路１０に
向かって次第に液深が深くなるよう傾斜している傾斜底
壁４と、上向流路１０および下降流路１１にそれぞれ設
けられた酸素供給手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、培養槽内に流動さ
せた微生物固定化担体に微生物を高濃度に集積させて培
養する好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培
養方法に関する。
せた微生物固定化担体に微生物を高濃度に集積させて培
養する好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培
養方法に関する。
【０００２】一般に、微生物の培養方法としては、活性
汚泥法、固定床式接触酸化法、流動床接触酸化法（以
下、流動床式培養方法という）などが採用されている。
各種の培養方法のなかでも、流動床式反応槽に生物固定
化担体を添加し、この担体を曝気によって流動させなが
ら、担体表面に微生物を付着、集積させる流動床式培養
方法は、微生物の集積効率が極めて高いことで知られて
いる。
汚泥法、固定床式接触酸化法、流動床接触酸化法（以
下、流動床式培養方法という）などが採用されている。
各種の培養方法のなかでも、流動床式反応槽に生物固定
化担体を添加し、この担体を曝気によって流動させなが
ら、担体表面に微生物を付着、集積させる流動床式培養
方法は、微生物の集積効率が極めて高いことで知られて
いる。
【０００３】流動床式培養装置において、処理槽の下降
流動域に流出防止板と整流板を設け、更に担体を下降流
動域から上向流動域に案内するために、下降流動域から
上向流動域内の散気装置の近辺まで傾斜した底壁を形成
した槽は知られている（実公平６−３４８８０号公
報）。しかしながら、好気性微生物による有機物等の処
理を行う場合、該有機物等の負荷量におよそ比例して酸
素消費量も高くなるため、上記のように酸素供給手段が
原水を流動させるための散気管しかない場合には酸素供
給量が律速となり、高負荷処理を達成することができな
い。
流動域に流出防止板と整流板を設け、更に担体を下降流
動域から上向流動域に案内するために、下降流動域から
上向流動域内の散気装置の近辺まで傾斜した底壁を形成
した槽は知られている（実公平６−３４８８０号公
報）。しかしながら、好気性微生物による有機物等の処
理を行う場合、該有機物等の負荷量におよそ比例して酸
素消費量も高くなるため、上記のように酸素供給手段が
原水を流動させるための散気管しかない場合には酸素供
給量が律速となり、高負荷処理を達成することができな
い。
【０００４】高負荷処理を達成するために、微生物固定
化担体を添加した流動床式処理装置で、処理槽の中央部
にドラフトチューブを立設し、このドラフトチューブ内
に第１の散気装置を設け、且つドラフトチューブの外周
に小径気泡を発生する第２の散気手段を設け、さらに処
理槽内の循環液の流速を検出する手段と、溶存酸素濃度
を検出する手段とを設けて、溶存酸素および流速の測定
結果に応じて第１及び第２の散気装置より気泡を発生さ
せる方法（特開平５−２３７４８８号公報）や、処理槽
内を上向流路と下降流路に区画して循環流路を形成させ
て、上向流路下部と下降流路上部の双方に酸素供給手段
を設け、生物処理液排出口にスクリーンを設け微生物固
定化担体を捕捉する流動床式生物処理装置（特開２００
０−２７９９８２）は知られている。いずれの場合も、
上向流路に設けた散気手段から供給される酸素等のエア
リフト効果によって処理槽内で循環流を形成させ、下降
流路に設けられた酸素供給手段より供給された酸素気泡
の浮力と、循環流の下降水流とのバランスにより気泡が
長時間滞留するために、酸素の高い溶解効率が得られる
ようにしたものである。
化担体を添加した流動床式処理装置で、処理槽の中央部
にドラフトチューブを立設し、このドラフトチューブ内
に第１の散気装置を設け、且つドラフトチューブの外周
に小径気泡を発生する第２の散気手段を設け、さらに処
理槽内の循環液の流速を検出する手段と、溶存酸素濃度
を検出する手段とを設けて、溶存酸素および流速の測定
結果に応じて第１及び第２の散気装置より気泡を発生さ
せる方法（特開平５−２３７４８８号公報）や、処理槽
内を上向流路と下降流路に区画して循環流路を形成させ
て、上向流路下部と下降流路上部の双方に酸素供給手段
を設け、生物処理液排出口にスクリーンを設け微生物固
定化担体を捕捉する流動床式生物処理装置（特開２００
０−２７９９８２）は知られている。いずれの場合も、
上向流路に設けた散気手段から供給される酸素等のエア
リフト効果によって処理槽内で循環流を形成させ、下降
流路に設けられた酸素供給手段より供給された酸素気泡
の浮力と、循環流の下降水流とのバランスにより気泡が
長時間滞留するために、酸素の高い溶解効率が得られる
ようにしたものである。
【０００５】しかし、前者の方法は、槽内に循環液速と
溶存酸素濃度の検出器及びこれらの測定値に連動して曝
気量を調整するための制御装置が必要である。また後者
の処理装置では、下降流路に設けた酸素供給手段から供
給される高濃度酸素と生物処理水を効率的に混合するた
めにエジェクター等の高濃度酸素を効率的に溶解させる
設備が必要であり、その結果、設備コストが高くなると
いった欠点がある。また、生物処理液排出口に設けられ
たスクリーンが目詰まりしやすいため、煩雑な運転管理
が必要になるといった欠点もある。
溶存酸素濃度の検出器及びこれらの測定値に連動して曝
気量を調整するための制御装置が必要である。また後者
の処理装置では、下降流路に設けた酸素供給手段から供
給される高濃度酸素と生物処理水を効率的に混合するた
めにエジェクター等の高濃度酸素を効率的に溶解させる
設備が必要であり、その結果、設備コストが高くなると
いった欠点がある。また、生物処理液排出口に設けられ
たスクリーンが目詰まりしやすいため、煩雑な運転管理
が必要になるといった欠点もある。
【０００６】また、微生物固定化担体としては、流動床
式接触酸化法においては、一般的な、比重１．２以上
で、直径が０．４〜１ｍｍ程度の砂粒、活性炭、アンス
ラサイト等の微生物固定化担体を処理槽内に流動させる
方法が知られており、また、比重０．９〜１．２に調整
した径が２〜１５ｍｍの中空円筒状プラスチック担体を
処理槽内に流動させることが特開２０００−２７９９８
２に開示されている。しかし、前者の担体では、担体を
十分に流動させるためには、槽内の流速を高く設定しな
ければならないために大型のブロアの設置が必須である
等、設備コスト及びランニングコストが高くなるといっ
た欠点がある。また、後者の中空円筒状プラスチック担
体は、合成樹脂に炭酸カルシウム等無機物質や発泡剤を
添加して、比重調整と成形を行って製造されるが（特開
平８−１７３９８４号公報）、このような微生物固定化
担体は製造コストが高くなるため、生物処理設備の運転
に際して初期投資が高くつくという欠点がある。
式接触酸化法においては、一般的な、比重１．２以上
で、直径が０．４〜１ｍｍ程度の砂粒、活性炭、アンス
ラサイト等の微生物固定化担体を処理槽内に流動させる
方法が知られており、また、比重０．９〜１．２に調整
した径が２〜１５ｍｍの中空円筒状プラスチック担体を
処理槽内に流動させることが特開２０００−２７９９８
２に開示されている。しかし、前者の担体では、担体を
十分に流動させるためには、槽内の流速を高く設定しな
ければならないために大型のブロアの設置が必須である
等、設備コスト及びランニングコストが高くなるといっ
た欠点がある。また、後者の中空円筒状プラスチック担
体は、合成樹脂に炭酸カルシウム等無機物質や発泡剤を
添加して、比重調整と成形を行って製造されるが（特開
平８−１７３９８４号公報）、このような微生物固定化
担体は製造コストが高くなるため、生物処理設備の運転
に際して初期投資が高くつくという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低廉
な運転経費と容易な運転管理で好気性微生物を高濃度に
集積して、高負荷運転が可能な好気性微生物の培養装置
およびこれを使用した培養方法を提供することである。
な運転経費と容易な運転管理で好気性微生物を高濃度に
集積して、高負荷運転が可能な好気性微生物の培養装置
およびこれを使用した培養方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る好気性微生
物の培養装置は、培養槽内に微生物固定化担体を流動さ
せ、この微生物固定化担体上に微生物を集積させる好気
性微生物の培養装置であって、前記培養槽内に設けられ
た、前記培養槽内に上向流路と下降流路を含む循環流路
を形成するための仕切板と、前記培養槽内の下降流路の
上部に設けられた処理液排出口の前方に取り付けられ、
培養槽の壁面に向かって次第に液面からの深さが大きく
なるように下向きに傾斜した整流板と、前記下降流路の
底面が前記下降流路内の前記仕切板と対向する培養槽の
壁面から前記上向流路に向かって次第に液深が深くなる
よう傾斜している傾斜底壁と、前記上向流路および前記
下降流路にそれぞれ設けられた酸素供給手段とを備えた
ことを特徴とする。
物の培養装置は、培養槽内に微生物固定化担体を流動さ
せ、この微生物固定化担体上に微生物を集積させる好気
性微生物の培養装置であって、前記培養槽内に設けられ
た、前記培養槽内に上向流路と下降流路を含む循環流路
を形成するための仕切板と、前記培養槽内の下降流路の
上部に設けられた処理液排出口の前方に取り付けられ、
培養槽の壁面に向かって次第に液面からの深さが大きく
なるように下向きに傾斜した整流板と、前記下降流路の
底面が前記下降流路内の前記仕切板と対向する培養槽の
壁面から前記上向流路に向かって次第に液深が深くなる
よう傾斜している傾斜底壁と、前記上向流路および前記
下降流路にそれぞれ設けられた酸素供給手段とを備えた
ことを特徴とする。
【０００９】かかる本発明によれば、前記整流板の下端
よりも上部の培養槽の壁面に生物処理液排出口を設ける
ことにより、前記下降流路に設けられた酸素供給手段に
より供給した酸素の気泡が排出液中に同伴して培養槽外
へ流出しにくくなるため、酸素の利用効率が高くなり、
結果として高負荷運転が可能になるため、処理設備のコ
ンパクト化が可能になる。また、前記傾斜底壁が前記下
降流路内の前記仕切板と対向する培養槽の壁面から前記
上向流路に向かって次第に液深が深くなるよう傾斜して
いることにより微生物固定化担体が培養槽内に堆積する
のを防ぐことができ、前記担体の均一流動が可能にな
る。
よりも上部の培養槽の壁面に生物処理液排出口を設ける
ことにより、前記下降流路に設けられた酸素供給手段に
より供給した酸素の気泡が排出液中に同伴して培養槽外
へ流出しにくくなるため、酸素の利用効率が高くなり、
結果として高負荷運転が可能になるため、処理設備のコ
ンパクト化が可能になる。また、前記傾斜底壁が前記下
降流路内の前記仕切板と対向する培養槽の壁面から前記
上向流路に向かって次第に液深が深くなるよう傾斜して
いることにより微生物固定化担体が培養槽内に堆積する
のを防ぐことができ、前記担体の均一流動が可能にな
る。
【００１０】前記上向流路下部に設けられた酸素供給手
段が空気曝気手段であり、前記下降流路に設けられた酸
素供給手段が高酸素分圧ガスの散気手段であるのが好ま
しい。前記空気曝気手段によって供給される空気気泡の
エアリフト効果により、循環流の形成や微生物固定化担
体の流動化が行われる。一方、下降流路に前記散気手段
から供給される高分圧酸素は、酸素気泡の浮力と循環流
の下降流とのバランスにより長時間下降流路に滞留し、
生物処理液中に溶解している酸素量を増大させて酸素供
給律速を防ぎ、より高負荷運転が可能となる。
段が空気曝気手段であり、前記下降流路に設けられた酸
素供給手段が高酸素分圧ガスの散気手段であるのが好ま
しい。前記空気曝気手段によって供給される空気気泡の
エアリフト効果により、循環流の形成や微生物固定化担
体の流動化が行われる。一方、下降流路に前記散気手段
から供給される高分圧酸素は、酸素気泡の浮力と循環流
の下降流とのバランスにより長時間下降流路に滞留し、
生物処理液中に溶解している酸素量を増大させて酸素供
給律速を防ぎ、より高負荷運転が可能となる。
【００１１】前記下降流路に設けられた酸素供給手段
が、前記傾斜底壁と培養槽壁面との接続部を基準点とし
て、この基準点を中心に±（２０％×Ｈ）（ただし、Ｈ
は液面から最も深い部位の液深を示す。）の範囲に取り
付けられているのが好ましい。これにより、気泡が循環
液とともに下方流路から上向流路へ流出するのを防いで
酸素利用効率が低下するのを防ぐ。
が、前記傾斜底壁と培養槽壁面との接続部を基準点とし
て、この基準点を中心に±（２０％×Ｈ）（ただし、Ｈ
は液面から最も深い部位の液深を示す。）の範囲に取り
付けられているのが好ましい。これにより、気泡が循環
液とともに下方流路から上向流路へ流出するのを防いで
酸素利用効率が低下するのを防ぐ。
【００１２】前記微生物固定化担体は、比重１.２〜３.
５、中心粒子径が１００μｍ以下の微粒子固体であるの
が好ましい。これにより、生物処理液排出口の後に沈殿
槽等を設けることにより、前記生物処理液排出口から微
生物固定化担体または微生物の集積体が培養槽外に流出
した際に、沈殿槽で速やかに回収でき、かつ沈降速度が
速いため、沈殿槽をコンパクト化することができる。
５、中心粒子径が１００μｍ以下の微粒子固体であるの
が好ましい。これにより、生物処理液排出口の後に沈殿
槽等を設けることにより、前記生物処理液排出口から微
生物固定化担体または微生物の集積体が培養槽外に流出
した際に、沈殿槽で速やかに回収でき、かつ沈降速度が
速いため、沈殿槽をコンパクト化することができる。
【００１３】前記微生物固定化担体は、石炭焼却灰を凝
集造粒して形成されたものであるのが好ましい。
集造粒して形成されたものであるのが好ましい。
【００１４】さらに、本発明に係る好気性微生物の培養
方法は、前記した培養装置を用いて、微生物の培養を行
うものである。より詳しくは、本発明の好気性微生物の
培養方法は、前記上向流路下部に設けられた前記酸素供
給手段から酸素含有気体Ｂを上向流路における空塔速度
が１〜５ｃｍ／秒となるように供給し、かつ前記下降路
に設けられた酸素供給手段から前記培養槽への酸素含有
気体Ａを、この酸素含有気体Ａの供給量と前記酸素含有
気体Ｂの供給量との比（Ａ／Ｂ）が１／５以下となるよ
うに供給し、培養槽内で培養液を循環させながら、微生
物固定化担体を流動させ、微生物固定化担体上に微生物
を集積させることを特徴とする。
方法は、前記した培養装置を用いて、微生物の培養を行
うものである。より詳しくは、本発明の好気性微生物の
培養方法は、前記上向流路下部に設けられた前記酸素供
給手段から酸素含有気体Ｂを上向流路における空塔速度
が１〜５ｃｍ／秒となるように供給し、かつ前記下降路
に設けられた酸素供給手段から前記培養槽への酸素含有
気体Ａを、この酸素含有気体Ａの供給量と前記酸素含有
気体Ｂの供給量との比（Ａ／Ｂ）が１／５以下となるよ
うに供給し、培養槽内で培養液を循環させながら、微生
物固定化担体を流動させ、微生物固定化担体上に微生物
を集積させることを特徴とする。
【００１５】上記した本発明に係る好気性微生物の培養
方法において、前記上向流路下部に設けられた酸素供給
手段が空気曝気手段であり、前記下降流路に設けられた
酸素供給手段が高酸素分圧ガスの散気手段であるのが好
ましい。
方法において、前記上向流路下部に設けられた酸素供給
手段が空気曝気手段であり、前記下降流路に設けられた
酸素供給手段が高酸素分圧ガスの散気手段であるのが好
ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好気性微生
物の培養装置およびこれを使用した培養方法を説明す
る。
物の培養装置およびこれを使用した培養方法を説明す
る。
【００１７】本発明における好気性微生物とは、液体培
養可能な活性汚泥、微生物全般等があげられ、特に好ま
しくは亜硝酸菌、硝酸菌等の硝化細菌である。
養可能な活性汚泥、微生物全般等があげられ、特に好ま
しくは亜硝酸菌、硝酸菌等の硝化細菌である。
【００１８】図１は、本発明に係る好気性微生物の培養
装置の模式図である。図１に示すように、培養槽１には
原水導入管８、処理液排出管７および処理液排出口９が
設けられており、培養槽１内には、仕切板２により区画
された上向流路１０および下降流路１１と、前記上向流
路１０および下降流路１１の上下に設けられた連通流路
１２，１３が形成され、さらに前記下降流路１１の下部
には傾斜底壁４が、下降流路１１の上部には前記傾斜底
壁４と反対方向に傾斜した整流板３がそれぞれ設けられ
る。前記上向流路１０および下降流路１１には空気曝気
手段５（酸素供給手段）および高酸素分圧ガスの散気手
段６（酸素供給手段）が設けられている。処理液排出口
９は、溢流堰であってもよく、この溢流堰から溢流した
処理水は処理水排出管７を経て槽外に排出する。
装置の模式図である。図１に示すように、培養槽１には
原水導入管８、処理液排出管７および処理液排出口９が
設けられており、培養槽１内には、仕切板２により区画
された上向流路１０および下降流路１１と、前記上向流
路１０および下降流路１１の上下に設けられた連通流路
１２，１３が形成され、さらに前記下降流路１１の下部
には傾斜底壁４が、下降流路１１の上部には前記傾斜底
壁４と反対方向に傾斜した整流板３がそれぞれ設けられ
る。前記上向流路１０および下降流路１１には空気曝気
手段５（酸素供給手段）および高酸素分圧ガスの散気手
段６（酸素供給手段）が設けられている。処理液排出口
９は、溢流堰であってもよく、この溢流堰から溢流した
処理水は処理水排出管７を経て槽外に排出する。
【００１９】前記原水供給管８の設置位置は特に制限し
ないが、培養液が処理液排出管７にショートパスして流
出しないような位置、一般には上向流路１０上部または
培養槽１内中段もしくは下段に設置される。
ないが、培養液が処理液排出管７にショートパスして流
出しないような位置、一般には上向流路１０上部または
培養槽１内中段もしくは下段に設置される。
【００２０】前記処理液排出管７は、下降流路１１の上
部に設けた処理液排出口９に一端が接続される。前記排
出管７の他端は微生物固定化担体沈降槽（図示せず）に
接続し、培養槽１から流出した担体を回収して再び培養
槽１に戻すこともできる。また、前記処理液排出口９の
設置位置は、仕切板２からこれに対向する槽１の壁面
で、前記整流板３の下端よりも上部に取り付けられるの
が好ましく、これにより、前記高酸素分圧ガスの散気手
段６から供給された高酸素分圧ガスの気泡が、排出液中
に同伴して処理液排出口９から処理液排出管７を経て培
養槽外へ流出するのを整流槽３によって阻止できる。
部に設けた処理液排出口９に一端が接続される。前記排
出管７の他端は微生物固定化担体沈降槽（図示せず）に
接続し、培養槽１から流出した担体を回収して再び培養
槽１に戻すこともできる。また、前記処理液排出口９の
設置位置は、仕切板２からこれに対向する槽１の壁面
で、前記整流板３の下端よりも上部に取り付けられるの
が好ましく、これにより、前記高酸素分圧ガスの散気手
段６から供給された高酸素分圧ガスの気泡が、排出液中
に同伴して処理液排出口９から処理液排出管７を経て培
養槽外へ流出するのを整流槽３によって阻止できる。
【００２１】前記仕切板２は、前記培養槽１内に培養液
の循環流路を形成する。この循環流路は、上向流路１０
および下降流路１１と、その上下に形成された連通流路
１２，１３に分かれる。上向流路１０と下降流路１１の
流路幅比（上向流路１０幅／下降流路１１幅）は１／３
〜３／１であるのが好ましい。また、連通流路１３／下
降流路１１幅の比は１／５〜３／１、連通流路１２／下
降流路１１幅の比は１／１〜３／１であるのが好まし
い。各流路幅比が上記した範囲外においても液の循環流
は形成されるものの、好適な循環速度を得ることができ
ない。
の循環流路を形成する。この循環流路は、上向流路１０
および下降流路１１と、その上下に形成された連通流路
１２，１３に分かれる。上向流路１０と下降流路１１の
流路幅比（上向流路１０幅／下降流路１１幅）は１／３
〜３／１であるのが好ましい。また、連通流路１３／下
降流路１１幅の比は１／５〜３／１、連通流路１２／下
降流路１１幅の比は１／１〜３／１であるのが好まし
い。各流路幅比が上記した範囲外においても液の循環流
は形成されるものの、好適な循環速度を得ることができ
ない。
【００２２】本発明においては、仕切板２により培養槽
１を区画しているが、特に限定されるものではなく、上
記した各流路幅比を確保して培養液の循環流が得られる
のであれば、例えばドラフトチューブを設けた培養槽で
も適用可能である。この場合、ドラフトチューブの周壁
が仕切板の作用を果たし、チューブ内に上向流路、チュ
ーブの周壁外に下降流路が形成される。
１を区画しているが、特に限定されるものではなく、上
記した各流路幅比を確保して培養液の循環流が得られる
のであれば、例えばドラフトチューブを設けた培養槽で
も適用可能である。この場合、ドラフトチューブの周壁
が仕切板の作用を果たし、チューブ内に上向流路、チュ
ーブの周壁外に下降流路が形成される。
【００２３】前記傾斜底壁４は、前記下降流路１１内の
仕切板２と対向する槽１の壁面から前記上向流路１０に
向かって次第に液深が深くなるよう傾斜している。これ
により、培養槽１の底に微生物固定化担体または微生物
の集積体が堆積して微生物の培養効率が低下するのを防
ぎ、循環流もスムーズに形成される。また、傾斜角度は
水平面に対し３０〜６０°、より好ましくは４５〜６０
°の範囲である。傾斜角度が３０°より小さいと、傾斜
底壁４に微生物固定化担体等が堆積しやすく、また傾斜
角度が６０°を超えても培養液の循環状態などへの改善
効果が小さい。
仕切板２と対向する槽１の壁面から前記上向流路１０に
向かって次第に液深が深くなるよう傾斜している。これ
により、培養槽１の底に微生物固定化担体または微生物
の集積体が堆積して微生物の培養効率が低下するのを防
ぎ、循環流もスムーズに形成される。また、傾斜角度は
水平面に対し３０〜６０°、より好ましくは４５〜６０
°の範囲である。傾斜角度が３０°より小さいと、傾斜
底壁４に微生物固定化担体等が堆積しやすく、また傾斜
角度が６０°を超えても培養液の循環状態などへの改善
効果が小さい。
【００２４】前記整流板３は、前記下降流路１１の上部
に仕切板２からこれに対向する槽１の壁面に向かって下
向きに傾斜（すなわち前記傾斜底壁４とは反対方向に傾
斜）して設けられている。これにより、上向流路１０下
部に設けられた酸素供給手段５から供給された空気のエ
アリフト効果により、培養液の上向流が形成され、次い
で連通流路１２を経由し、前記整流板３に衝突して培養
槽１内に好適な循環流が形成されると共に、高酸素分圧
ガスの散気手段６から供給された酸素気泡が前記処理水
排出口９から槽外に流出するのを防ぐ。前記整流板３の
傾斜角度は水平面に対し４５〜６０°の範囲が好まし
い。また、本発明の他の実施形態として、図２に示すよ
うな、整流板の下端部が傾斜した形状の整流板１７であ
ってもよい。
に仕切板２からこれに対向する槽１の壁面に向かって下
向きに傾斜（すなわち前記傾斜底壁４とは反対方向に傾
斜）して設けられている。これにより、上向流路１０下
部に設けられた酸素供給手段５から供給された空気のエ
アリフト効果により、培養液の上向流が形成され、次い
で連通流路１２を経由し、前記整流板３に衝突して培養
槽１内に好適な循環流が形成されると共に、高酸素分圧
ガスの散気手段６から供給された酸素気泡が前記処理水
排出口９から槽外に流出するのを防ぐ。前記整流板３の
傾斜角度は水平面に対し４５〜６０°の範囲が好まし
い。また、本発明の他の実施形態として、図２に示すよ
うな、整流板の下端部が傾斜した形状の整流板１７であ
ってもよい。
【００２５】また、前記整流板３の取り付け位置は、循
環液が処理液排出管７から流出しないように、培養槽１
の液表面上から前記整流板３が突出するように設置され
るのが好ましく、また前記整流板３の下端は、液面から
処理槽１液深（最も深い部位の液深）の１／２０〜１／
３の位置まで浸漬させて取り付けられるのが好ましい。
前記整流板３の下端の位置が、培養槽１の液表面から液
深の１／２０以下であると、循環液の十分な整流効果が
得ることができず、また原水供給管８が上向流路１０上
部に設けられている場合には、培養槽１へ供給した原水
が処理液排出管７へショートパスするといった問題があ
る。一方、１／３以上では循環流の整流効果がほとんど
認められず、また後述する下降流路１１に設けられた高
酸素分圧ガスの散気手段６から供給した高酸素分圧ガス
の気泡の一部が排出液の流れに同伴して、処理液排出管
７より培養槽１外に流出してしまい、酸素利用効率が低
下するといった問題がある。
環液が処理液排出管７から流出しないように、培養槽１
の液表面上から前記整流板３が突出するように設置され
るのが好ましく、また前記整流板３の下端は、液面から
処理槽１液深（最も深い部位の液深）の１／２０〜１／
３の位置まで浸漬させて取り付けられるのが好ましい。
前記整流板３の下端の位置が、培養槽１の液表面から液
深の１／２０以下であると、循環液の十分な整流効果が
得ることができず、また原水供給管８が上向流路１０上
部に設けられている場合には、培養槽１へ供給した原水
が処理液排出管７へショートパスするといった問題があ
る。一方、１／３以上では循環流の整流効果がほとんど
認められず、また後述する下降流路１１に設けられた高
酸素分圧ガスの散気手段６から供給した高酸素分圧ガス
の気泡の一部が排出液の流れに同伴して、処理液排出管
７より培養槽１外に流出してしまい、酸素利用効率が低
下するといった問題がある。
【００２６】また、前記整流板３の下端とその背後にあ
る培養槽1の壁面との間隔ｄは、培養槽１に投入した微
生物固定化担体等により閉塞されずに生物処理液の排出
がスムーズ行える程度の大きさであればよく、一般には
５〜１００ｍｍの範囲であるのが好ましい。間隔ｄが１
００ｍｍを超えると、下降流路１１に設けられた高酸素
分圧ガスの散気手段６から供給した高酸素分圧ガスの気
泡の一部が排出液の流れに同伴して、処理液排出管７よ
り培養槽１外に流出してしまい、酸素利用効率が低下す
るといった問題がある。
る培養槽1の壁面との間隔ｄは、培養槽１に投入した微
生物固定化担体等により閉塞されずに生物処理液の排出
がスムーズ行える程度の大きさであればよく、一般には
５〜１００ｍｍの範囲であるのが好ましい。間隔ｄが１
００ｍｍを超えると、下降流路１１に設けられた高酸素
分圧ガスの散気手段６から供給した高酸素分圧ガスの気
泡の一部が排出液の流れに同伴して、処理液排出管７よ
り培養槽１外に流出してしまい、酸素利用効率が低下す
るといった問題がある。
【００２７】前記空気曝気手段５は送気管１４により送
気ブロアに連結されており、送気管１４から供給された
曝気空気のエアリフト効果により、培養槽１内に循環流
が形成される。前記空気曝気手段５から供給される空気
量は、培養槽１の上向流路１０に対して、空塔速度で１
〜５ｃｍ／秒の範囲であるのが好ましい。空塔速度が１
ｃｍ／秒未満でも微生物固定化担体は流動し、循環流は
形成されるが、前記高酸素分圧ガスの散気手段６から供
給された高酸素分圧ガスの浮力による上昇速度に比べ、
液の下降速度の方が小さいため、高い酸素溶解効率を得
ることができない。一方、空塔速度を５ｃｍ／秒より高
くすると、微生物固定化担体に付着、集積した好気性微
生物が剥離したり、あるいは好気性微生物のフロックが
解砕されてしまう可能性があり、また、高い空塔速度を
得るため、大型の送気ブロアを設置しなければならず、
設備コストがかかるという問題がある。
気ブロアに連結されており、送気管１４から供給された
曝気空気のエアリフト効果により、培養槽１内に循環流
が形成される。前記空気曝気手段５から供給される空気
量は、培養槽１の上向流路１０に対して、空塔速度で１
〜５ｃｍ／秒の範囲であるのが好ましい。空塔速度が１
ｃｍ／秒未満でも微生物固定化担体は流動し、循環流は
形成されるが、前記高酸素分圧ガスの散気手段６から供
給された高酸素分圧ガスの浮力による上昇速度に比べ、
液の下降速度の方が小さいため、高い酸素溶解効率を得
ることができない。一方、空塔速度を５ｃｍ／秒より高
くすると、微生物固定化担体に付着、集積した好気性微
生物が剥離したり、あるいは好気性微生物のフロックが
解砕されてしまう可能性があり、また、高い空塔速度を
得るため、大型の送気ブロアを設置しなければならず、
設備コストがかかるという問題がある。
【００２８】前記高酸素分圧ガスの散気手段６は、高酸
素分圧ガス発生装置に高酸素分圧ガス供給管１５連結さ
れており、培養槽１内を循環している培養液中に供給さ
れる。前記下降流路１１に供給される高酸素分圧ガスの
気泡の浮力と、培養液の下降流速とのバランスにより、
前記散気手段６より供給した高酸素分圧ガスの気泡が前
記下降流路１１内に長期間滞留するために、高い酸素溶
解効率を得ることができる。一般に、気泡の上昇速度
は、気泡径が０．２〜１ｃｍ程度の場合には、２５〜３
０ｃｍ／秒程度である（土木学会論文集 Ｎｏ．６０８
／VII−９，４９−５９，１９９８．１１）。本発明者
らの実験によると、散気手段５からの空気曝気量を、空
塔速度が１〜５ｃｍ／秒の範囲で運転すると、各流路幅
比にもよるが、下降流路１１における下降速度が約１０
〜３０ｃｍ／秒の範囲となり、高い酸素溶解効率が得ら
れる。
素分圧ガス発生装置に高酸素分圧ガス供給管１５連結さ
れており、培養槽１内を循環している培養液中に供給さ
れる。前記下降流路１１に供給される高酸素分圧ガスの
気泡の浮力と、培養液の下降流速とのバランスにより、
前記散気手段６より供給した高酸素分圧ガスの気泡が前
記下降流路１１内に長期間滞留するために、高い酸素溶
解効率を得ることができる。一般に、気泡の上昇速度
は、気泡径が０．２〜１ｃｍ程度の場合には、２５〜３
０ｃｍ／秒程度である（土木学会論文集 Ｎｏ．６０８
／VII−９，４９−５９，１９９８．１１）。本発明者
らの実験によると、散気手段５からの空気曝気量を、空
塔速度が１〜５ｃｍ／秒の範囲で運転すると、各流路幅
比にもよるが、下降流路１１における下降速度が約１０
〜３０ｃｍ／秒の範囲となり、高い酸素溶解効率が得ら
れる。
【００２９】前記空気曝気手段５と前記高酸素分圧ガス
の散気手段６から培養槽１への供給量比（高酸素分圧ガ
ス／空気）は１／５以下であるのが好ましく、より好ま
しくは１／１０以下である。高酸素分圧ガス／空気の比
が１／５をこえると、下降流路１１の散気手段６より供
給される高酸素分圧ガスにより上向流が発生してしま
い、培養槽１内の循環流が阻害されるため好ましくな
い。前記高酸素分圧ガスは、大気より濃い酸素濃度の気
体であれば特に制限されないが、一般にはＰＳＡ（圧力
スイング吸着方式）装置等から発生する約８０％以上の
高濃度酸素ガスを使用するのが好ましい。
の散気手段６から培養槽１への供給量比（高酸素分圧ガ
ス／空気）は１／５以下であるのが好ましく、より好ま
しくは１／１０以下である。高酸素分圧ガス／空気の比
が１／５をこえると、下降流路１１の散気手段６より供
給される高酸素分圧ガスにより上向流が発生してしま
い、培養槽１内の循環流が阻害されるため好ましくな
い。前記高酸素分圧ガスは、大気より濃い酸素濃度の気
体であれば特に制限されないが、一般にはＰＳＡ（圧力
スイング吸着方式）装置等から発生する約８０％以上の
高濃度酸素ガスを使用するのが好ましい。
【００３０】前記空気曝気手段５および前記高酸素分圧
ガスの散気手段６に使用される散気手段としては、散気
管、ディフューザ等公知のものを使用することができ
る。本発明において、主たる酸素供給手段が前記散気手
段６であるので、前記空気曝気手段５における酸素供給
手段は、小ないし中程度の気泡を発生できるものであれ
ば特に限定されるものではない。また、前記高酸素分圧
ガスの散気手段６における酸素供給手段は、酸素溶解効
率を上げるために、微細気泡を発生することのできるデ
ィフューザ等を用いるのが好ましい。
ガスの散気手段６に使用される散気手段としては、散気
管、ディフューザ等公知のものを使用することができ
る。本発明において、主たる酸素供給手段が前記散気手
段６であるので、前記空気曝気手段５における酸素供給
手段は、小ないし中程度の気泡を発生できるものであれ
ば特に限定されるものではない。また、前記高酸素分圧
ガスの散気手段６における酸素供給手段は、酸素溶解効
率を上げるために、微細気泡を発生することのできるデ
ィフューザ等を用いるのが好ましい。
【００３１】前記高酸素分圧ガスの散気手段６の取付位
置としては、前記傾斜底壁４と培養槽１壁面との接続部
１６を基準点として、その基準点１６を中心に±（２０
％×Ｈ）（ただし、Ｈは液面から最も深い部位の液深を
示す、以下同じ。）の範囲に取り付けられているのが好
ましい。本発明者らの実験によると、上向流路１０に設
けられた空気曝気手段５からの曝気空気により形成され
た循環流は、下降流路１１では、まず整流板３に衝突し
て培養槽１壁面に沿って下降流を形成し、次いで傾斜底
壁４に衝突して連通流路１３に流入して循環流を形成す
るが、一部は仕切板２に沿って上昇するというように、
下降流路１１域でも旋回流を形成している。下降流路１
１に設けられた散気手段６から供給された高酸素分圧ガ
スの気泡の大部分は下降流路１１域の旋回流にのって上
昇し、一部は下降流に逆らって液中に漂いながら消滅
し、あるいは循環液とともに上向流路１０へ流出する。
前記散気手段６においては、基準点１６よりも（２０％
×Ｈ）以上高い位置に取り付けると、排出液に同伴して
培養槽１外へ流出する気泡が多くなり酸素利用効率が低
下するといった問題がある。また、前記基準点１６より
（２０％×Ｈ）以上低い位置に取り付けると、循環液と
ともに下降流路１１から上向流路１０へ流出する気泡が
多くなり酸素利用効率が低下するといった問題がある。
置としては、前記傾斜底壁４と培養槽１壁面との接続部
１６を基準点として、その基準点１６を中心に±（２０
％×Ｈ）（ただし、Ｈは液面から最も深い部位の液深を
示す、以下同じ。）の範囲に取り付けられているのが好
ましい。本発明者らの実験によると、上向流路１０に設
けられた空気曝気手段５からの曝気空気により形成され
た循環流は、下降流路１１では、まず整流板３に衝突し
て培養槽１壁面に沿って下降流を形成し、次いで傾斜底
壁４に衝突して連通流路１３に流入して循環流を形成す
るが、一部は仕切板２に沿って上昇するというように、
下降流路１１域でも旋回流を形成している。下降流路１
１に設けられた散気手段６から供給された高酸素分圧ガ
スの気泡の大部分は下降流路１１域の旋回流にのって上
昇し、一部は下降流に逆らって液中に漂いながら消滅
し、あるいは循環液とともに上向流路１０へ流出する。
前記散気手段６においては、基準点１６よりも（２０％
×Ｈ）以上高い位置に取り付けると、排出液に同伴して
培養槽１外へ流出する気泡が多くなり酸素利用効率が低
下するといった問題がある。また、前記基準点１６より
（２０％×Ｈ）以上低い位置に取り付けると、循環液と
ともに下降流路１１から上向流路１０へ流出する気泡が
多くなり酸素利用効率が低下するといった問題がある。
【００３２】本発明において、培養槽１に添加する微生
物固定化担体は、従来に使用されている担体が用いら
れ、特に限定されるものではないが、比重１．２〜３．
５、中心粒子径が１００μｍ以下の微粒子固体であるの
が好ましい。このような微生物固定化担体としては、特
開平９−１３１１７８公報及び特開平９−１８７２７２
公報の微生物の凝集造粒方法及び特開平９−１８７２７
２公報の硝化菌の連続培養法に開示されているような、
石炭焼却灰、アルミナ、ヒドロキシアパタイト、活性炭
等が挙げられ、とりわけ石炭焼却灰が好ましい。
物固定化担体は、従来に使用されている担体が用いら
れ、特に限定されるものではないが、比重１．２〜３．
５、中心粒子径が１００μｍ以下の微粒子固体であるの
が好ましい。このような微生物固定化担体としては、特
開平９−１３１１７８公報及び特開平９−１８７２７２
公報の微生物の凝集造粒方法及び特開平９−１８７２７
２公報の硝化菌の連続培養法に開示されているような、
石炭焼却灰、アルミナ、ヒドロキシアパタイト、活性炭
等が挙げられ、とりわけ石炭焼却灰が好ましい。
【００３３】前記のような物性の微生物固定化担体を用
いると、培養槽１内において担体上への好気性微生物の
付着、増殖が円滑に行われるため、単位処理容積当たり
の負荷量を大きく設定でき、且つこれらの微生物固定化
担体は、沈降分離性に優れており、公知の活性汚泥処理
設備における沈降分離槽と比較して、より沈降分離槽コ
ンパクトにすることが可能である。
いると、培養槽１内において担体上への好気性微生物の
付着、増殖が円滑に行われるため、単位処理容積当たり
の負荷量を大きく設定でき、且つこれらの微生物固定化
担体は、沈降分離性に優れており、公知の活性汚泥処理
設備における沈降分離槽と比較して、より沈降分離槽コ
ンパクトにすることが可能である。
【００３４】本発明の好気性微生物の培養装置およびこ
れを使用した培養方法は、前記した硝化細菌等の培養に
使用する他、流動床接触酸化法、活性汚泥法等の排水の
生物学的処理を行う場合にも好適に使用可能である。
れを使用した培養方法は、前記した硝化細菌等の培養に
使用する他、流動床接触酸化法、活性汚泥法等の排水の
生物学的処理を行う場合にも好適に使用可能である。
【００３５】
【実施例】以下、参考例、実施例をあげて本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定
されるものではない。
に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定
されるものではない。
【００３６】参考例
図２に示す形状の培養槽１（内容積１５０Ｌ、底面の各
辺４００ｍｍ、最も深い部位の液深１２００ｍｍ）内の
任意の位置に仕切板１７を設け、下降流路１０上部と上
向流路１１下部の連通流路１２，１３は各々２００ｍｍ
とした。培養槽１を水で満たし、前記上向流路１０下部
に設けた空気曝気手段５より任意量の空気を供給し、前
記培養槽１内に循環流を形成させ、下降流路１１におけ
る水の下降速度を測定した。上向流路１０における空塔
速度と下降流路１１における液の下降速度の関係を図４
のグラフに示した。水の下降速度の測定は、下降流路１
１の上下任意の２箇所にｐＨ電極を挿入して、循環液中
に酸もしくはアルカリを添加して、上下の各ｐＨ電極で
検知する時間の遅れから下降速度を計算した。
辺４００ｍｍ、最も深い部位の液深１２００ｍｍ）内の
任意の位置に仕切板１７を設け、下降流路１０上部と上
向流路１１下部の連通流路１２，１３は各々２００ｍｍ
とした。培養槽１を水で満たし、前記上向流路１０下部
に設けた空気曝気手段５より任意量の空気を供給し、前
記培養槽１内に循環流を形成させ、下降流路１１におけ
る水の下降速度を測定した。上向流路１０における空塔
速度と下降流路１１における液の下降速度の関係を図４
のグラフに示した。水の下降速度の測定は、下降流路１
１の上下任意の２箇所にｐＨ電極を挿入して、循環液中
に酸もしくはアルカリを添加して、上下の各ｐＨ電極で
検知する時間の遅れから下降速度を計算した。
【００３７】実施例
図２に示す形状の培養槽、すなわち内容積３ｍ3、底辺
の各辺１２００ｍｍ、最も深い部位の液深３０００ｍｍ
で、上向流路１０と下降流路１１の流路幅比、連通流路
１３と下降流路１１の流路幅比および連通流路１２と下
降流路１１の流路幅比がいずれも１／１であり、傾斜底
壁４の水平面からの傾斜角度を６０°、整流板１７下端
部の水平面からの傾斜角度を６０°、前記整流板１７と
培養槽１壁面との隙間ｄを２０ｍｍとした培養槽１を作
成した。なお、図２において、図１と同じ部材には同一
符号を付して説明を省略する。この培養槽１に、化学工
場活性汚泥施設の余剰汚泥（ＭＬＳＳ濃度約１４ｇ／
Ｌ）約１ｍ3と水を約１ｍ3仕込み、上向流路１０下部に
設けた酸素供給手段５より６０ｍ3／時間量で空気曝気
を行いながら、予め調整しておいた０．２ｗ／ｖ％濃度
カチオン性高分子凝集剤（スミフロックＦＣ１８５Ｎ）
水溶液３６０Ｌ中に微生物固定化担体として石炭焼却灰
（比重２．３、中心粒子径１５μｍ）１５０ｋｇ投入し
て分散させ、次いで０．１ｗ／ｖ％濃度のアニオン性高
分子凝集剤（スミフロックＦＡ３０）水溶液１７７Ｌを
投入して分散させたスラリーを、培養槽１へ投入した
後、培養槽１を水で満たした。空気曝気を継続しながら
常温で一夜前培養を行った後、ｐＨ約７．５、常温で、
時間の経過とともにアンモニア負荷を増大させながら、
硝化細菌の連続培養を実施した。連続培養中、下降流路
１１の水深１ｍの位置での溶存酸素濃度が５ｍｇ／Ｌ以
上になるよう、下降流路１１に設けた高酸素分圧ガスの
散気手段６より約９０ｖ／ｖ％濃度の高酸素分圧ガスを
供給した。
の各辺１２００ｍｍ、最も深い部位の液深３０００ｍｍ
で、上向流路１０と下降流路１１の流路幅比、連通流路
１３と下降流路１１の流路幅比および連通流路１２と下
降流路１１の流路幅比がいずれも１／１であり、傾斜底
壁４の水平面からの傾斜角度を６０°、整流板１７下端
部の水平面からの傾斜角度を６０°、前記整流板１７と
培養槽１壁面との隙間ｄを２０ｍｍとした培養槽１を作
成した。なお、図２において、図１と同じ部材には同一
符号を付して説明を省略する。この培養槽１に、化学工
場活性汚泥施設の余剰汚泥（ＭＬＳＳ濃度約１４ｇ／
Ｌ）約１ｍ3と水を約１ｍ3仕込み、上向流路１０下部に
設けた酸素供給手段５より６０ｍ3／時間量で空気曝気
を行いながら、予め調整しておいた０．２ｗ／ｖ％濃度
カチオン性高分子凝集剤（スミフロックＦＣ１８５Ｎ）
水溶液３６０Ｌ中に微生物固定化担体として石炭焼却灰
（比重２．３、中心粒子径１５μｍ）１５０ｋｇ投入し
て分散させ、次いで０．１ｗ／ｖ％濃度のアニオン性高
分子凝集剤（スミフロックＦＡ３０）水溶液１７７Ｌを
投入して分散させたスラリーを、培養槽１へ投入した
後、培養槽１を水で満たした。空気曝気を継続しながら
常温で一夜前培養を行った後、ｐＨ約７．５、常温で、
時間の経過とともにアンモニア負荷を増大させながら、
硝化細菌の連続培養を実施した。連続培養中、下降流路
１１の水深１ｍの位置での溶存酸素濃度が５ｍｇ／Ｌ以
上になるよう、下降流路１１に設けた高酸素分圧ガスの
散気手段６より約９０ｖ／ｖ％濃度の高酸素分圧ガスを
供給した。
【００３８】原水のアンモニア態窒素濃度が１５７０ｍ
ｇ／Ｌ、水理学的滞留時間は３．３時間、空気曝気手段
５における空気曝気量は９０ｍ3／時間（空塔速度３．
５ｃｍ／秒）、高酸素分圧ガスの散気手段６による高酸
素分圧ガス供給量は９ｍ3／時間として、処理液排出口
９位置の溶存酸素濃度を測定したところ２．９〜３．６
ｍｇ／Ｌであり、上向流路１０からの循環液中の溶存酸
素濃度とほぼ同等であった。そのときの単位容積当たり
の窒素処理能力は４２５ｍｇ−Ｎ／Ｌ／時間であった。
また、前記下降流路１１内の仕切板２に対向する槽１の
壁面と前記整流板１７との間に形成された脱気域１８に
おいて発泡が観察されたが、培養槽１より流出するまで
には至らない量であった。
ｇ／Ｌ、水理学的滞留時間は３．３時間、空気曝気手段
５における空気曝気量は９０ｍ3／時間（空塔速度３．
５ｃｍ／秒）、高酸素分圧ガスの散気手段６による高酸
素分圧ガス供給量は９ｍ3／時間として、処理液排出口
９位置の溶存酸素濃度を測定したところ２．９〜３．６
ｍｇ／Ｌであり、上向流路１０からの循環液中の溶存酸
素濃度とほぼ同等であった。そのときの単位容積当たり
の窒素処理能力は４２５ｍｇ−Ｎ／Ｌ／時間であった。
また、前記下降流路１１内の仕切板２に対向する槽１の
壁面と前記整流板１７との間に形成された脱気域１８に
おいて発泡が観察されたが、培養槽１より流出するまで
には至らない量であった。
【００３９】比較例
図３に示すように、整流板１９を培養槽１壁面に対して
平行に取り付けた以外は、実施例で用いたのと同じ培養
槽２０を用いて実施例と同様の操作を行った。処理液排
出口９の位置の溶存酸素濃度は８.９〜１１.３ｍｇ／Ｌ
であり、下降流路１１に設けられた高酸素分圧ガスの散
気手段６より供給された高酸素分圧ガスが有効利用され
ずに、排出液に同伴し処理液排出管７から培養槽１外に
流出していることが確認された。そのときの単位容積当
たりの窒素処理能力は３８０ｍｇ−Ｎ／Ｌ／時間であっ
た。また、脱気域２１での発泡が著しく、気泡に同伴し
て微生物固定化担体が培養槽１より多量に流出した。
平行に取り付けた以外は、実施例で用いたのと同じ培養
槽２０を用いて実施例と同様の操作を行った。処理液排
出口９の位置の溶存酸素濃度は８.９〜１１.３ｍｇ／Ｌ
であり、下降流路１１に設けられた高酸素分圧ガスの散
気手段６より供給された高酸素分圧ガスが有効利用され
ずに、排出液に同伴し処理液排出管７から培養槽１外に
流出していることが確認された。そのときの単位容積当
たりの窒素処理能力は３８０ｍｇ−Ｎ／Ｌ／時間であっ
た。また、脱気域２１での発泡が著しく、気泡に同伴し
て微生物固定化担体が培養槽１より多量に流出した。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、低廉な運転経費と容易
な運転管理で好気性微生物を高濃度に集積して効率よく
培養することができる、また槽内へ供給された酸素の利
用効率が高いため、高負荷運転が可能であるという効果
がある。
な運転管理で好気性微生物を高濃度に集積して効率よく
培養することができる、また槽内へ供給された酸素の利
用効率が高いため、高負荷運転が可能であるという効果
がある。
【図１】本発明の一実施形態に係る好気性微生物の培養
装置を示す模式図である。
装置を示す模式図である。
【図２】実施例で使用した本発明に係る培養装置を示す
模式図である。
模式図である。
【図３】比較例で使用した培養装置の一例を示す模式図
である。
である。
【図４】酸素供給手段から上向流路に供給される気泡の
空塔速度と下降流路における下降速度の関係を示すグラ
フである。
空塔速度と下降流路における下降速度の関係を示すグラ
フである。
１ 培養槽
２ 仕切板
３ 整流板
４ 傾斜底壁
９ 処理液排出口
１０ 上向流路
１１ 下降流路
１２ 連通流路
１３ 連通流路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4B029 AA02 BB01 CC01 CC10 DA04
DB11 DC05 DF10
4B065 AA01X AC20 BB40 BC06
BC42 CA54
Claims (7)
- 【請求項１】培養槽内に微生物固定化担体を流動させ、
この微生物固定化担体上に微生物を集積させる好気性微
生物の培養装置であって、 前記培養槽内に設けられた、前記培養槽内に上向流路と
下降流路を含む循環流路を形成するための仕切板と、 前記培養槽内の下降流路の上部に設けられた処理液排出
口の前方に取り付けられ、培養槽の壁面に向かって次第
に液面からの深さが大きくなるように下向きに傾斜した
整流板と、 前記下降流路の底面が前記下降流路内の前記仕切板と対
向する培養槽の壁面から前記上向流路に向かって次第に
液深が深くなるように傾斜している傾斜底壁と、 前記上向流路および前記下降流路にそれぞれ設けられた
酸素供給手段とを備えたことを特徴とする好気性微生物
の培養装置。 - 【請求項２】前記上向流路下部に設けられた酸素供給手
段が空気曝気手段であり、前記下降流路に設けられた酸
素供給手段が高酸素分圧ガスの散気手段である請求項１
記載の好気性微生物の培養装置。 - 【請求項３】前記下降流路に設けられた酸素供給手段
が、前記傾斜底壁と培養槽壁面との接続部を基準点とし
て、この基準点を中心に±（２０％×Ｈ）（ただし、Ｈ
は液面から最も深い部位の液深を示す。）の範囲に取り
付けられている請求項１または２記載の好気性微生物の
培養装置。 - 【請求項４】前記微生物固定化担体が、比重１.２〜３.
５、中心粒子径が１００μｍ以下の微粒子固体である請
求項１〜４のいずれかに記載の好気性微生物の培養装
置。 - 【請求項５】前記微生物固定化担体が、石炭焼却灰を凝
集造粒して形成されたものである請求項１〜５のいずれ
かに記載の好気性微生物の培養装置。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の培養装置
を用いる培養方法であって、前記培養槽に原水を供給
し、前記上向流路下部に設けられた前記酸素供給手段か
ら酸素含有気体Ｂを上向流路における空塔速度が１〜５
ｃｍ／秒となるように供給し、かつ前記下降流路に設け
られた酸素供給手段から前記培養槽への酸素含有気体Ａ
を、この酸素含有気体Ａの供給量と前記酸素含有気体Ｂ
の供給量との比（Ａ／Ｂ）が１／５以下となるように供
給し、培養槽内で培養液を循環させながら、微生物固定
化担体を流動させ、微生物固定化担体上に微生物を集積
させることを特徴とする好気性微生物の培養方法。 - 【請求項７】前記上向流路下部に設けられた酸素供給手
段が空気曝気手段であり、前記下降流路に設けられた酸
素供給手段が高酸素分圧ガスの散気手段である請求項６
記載の好気性微生物の培養方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001278830A JP2003088355A (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001278830A JP2003088355A (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培養方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003088355A true JP2003088355A (ja) | 2003-03-25 |
Family
ID=19103128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001278830A Pending JP2003088355A (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培養方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003088355A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010172842A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Nippon Refine Kk | マイクロバブルを用いた気液反応方法及び気液反応装置 |
| CN102643741A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-08-22 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于开放池培养微藻的阱式补碳装置及其补碳方法 |
| KR101323560B1 (ko) | 2011-10-24 | 2013-10-29 | 주승연 | 바이오 반응기 |
| JP2015535692A (ja) * | 2012-10-08 | 2015-12-17 | キャリスタ， インコーポレイテッド | Ｇａｓ−ｆｅｄ発酵システム |
| JPWO2017115855A1 (ja) * | 2015-12-28 | 2018-10-18 | 味の素株式会社 | ガス攪拌式発酵装置 |
| US10526223B2 (en) | 2015-04-03 | 2020-01-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing microbiologic agent, and microbiologic agent |
| WO2021200449A1 (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 本田技研工業株式会社 | 培養装置及び培養方法 |
| WO2022209467A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 本田技研工業株式会社 | 培養装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05237488A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-17 | Shimizu Corp | 廃水処理装置 |
| JPH09131178A (ja) * | 1995-11-13 | 1997-05-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | 微生物の凝集造粒方法 |
| JPH1043784A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-17 | Nec Environment Eng Ltd | 流動床式生物処理装置 |
-
2001
- 2001-09-13 JP JP2001278830A patent/JP2003088355A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05237488A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-17 | Shimizu Corp | 廃水処理装置 |
| JPH09131178A (ja) * | 1995-11-13 | 1997-05-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | 微生物の凝集造粒方法 |
| JPH1043784A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-17 | Nec Environment Eng Ltd | 流動床式生物処理装置 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010172842A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Nippon Refine Kk | マイクロバブルを用いた気液反応方法及び気液反応装置 |
| KR101323560B1 (ko) | 2011-10-24 | 2013-10-29 | 주승연 | 바이오 반응기 |
| CN102643741A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-08-22 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于开放池培养微藻的阱式补碳装置及其补碳方法 |
| JP2015535692A (ja) * | 2012-10-08 | 2015-12-17 | キャリスタ， インコーポレイテッド | Ｇａｓ−ｆｅｄ発酵システム |
| US10889793B2 (en) | 2012-10-08 | 2021-01-12 | Calysta, Inc. | C1 substrate-fed fermentation systems and methods for producing C4 compounds |
| US10501714B2 (en) | 2012-10-08 | 2019-12-10 | Calysta Energy, Inc. | Gas-fed fermentation systems |
| US10526223B2 (en) | 2015-04-03 | 2020-01-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing microbiologic agent, and microbiologic agent |
| JPWO2017115855A1 (ja) * | 2015-12-28 | 2018-10-18 | 味の素株式会社 | ガス攪拌式発酵装置 |
| WO2021200449A1 (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 本田技研工業株式会社 | 培養装置及び培養方法 |
| JPWO2021200449A1 (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | ||
| CN115335500A (zh) * | 2020-03-30 | 2022-11-11 | 本田技研工业株式会社 | 培养装置和培养方法 |
| JP7408778B2 (ja) | 2020-03-30 | 2024-01-05 | 本田技研工業株式会社 | 培養装置及び培養方法 |
| US12545885B2 (en) | 2020-03-30 | 2026-02-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Culture device and culture method |
| WO2022209467A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 本田技研工業株式会社 | 培養装置 |
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