JPH0716670B2 - 自己造粒形バイオリアクタ - Google Patents
自己造粒形バイオリアクタInfo
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- JPH0716670B2 JPH0716670B2 JP12975387A JP12975387A JPH0716670B2 JP H0716670 B2 JPH0716670 B2 JP H0716670B2 JP 12975387 A JP12975387 A JP 12975387A JP 12975387 A JP12975387 A JP 12975387A JP H0716670 B2 JPH0716670 B2 JP H0716670B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bioreactor
- drum
- sludge
- rotary drum
- baffle
- Prior art date
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-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- 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
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は嫌気性微生物を利用して廃水処理をするバイオ
リアクタに関し、とくに嫌気性汚泥を自己造粒する形式
のバイオリアクタに関する。
リアクタに関し、とくに嫌気性汚泥を自己造粒する形式
のバイオリアクタに関する。
従来の技術 嫌気性微生物を利用する廃水処理は余剰汚泥が少なくて
すむだけでなく、有機性汚濁物質CODcr1トンを処理する
ごとに1.1x107Btuのエネルギーをメタンガスとして回収
することが可能であり、基本的には極めて経済的な処理
方法である。とくにグラニュール汚泥を通して廃水を上
向きに流しながら消化反応をさせるいわゆるUASB（UPFL
OW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET）法による反応器は、高
濃度の生物保持を確保して高容積負荷・高効率処理を達
成するメタン発酵リアクタである。
すむだけでなく、有機性汚濁物質CODcr1トンを処理する
ごとに1.1x107Btuのエネルギーをメタンガスとして回収
することが可能であり、基本的には極めて経済的な処理
方法である。とくにグラニュール汚泥を通して廃水を上
向きに流しながら消化反応をさせるいわゆるUASB（UPFL
OW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET）法による反応器は、高
濃度の生物保持を確保して高容積負荷・高効率処理を達
成するメタン発酵リアクタである。
第６図は従来のメタン発酵リアクタの一例を示す。反応
槽50の底部に貯えられたグラニュール状汚泥51の下から
上向きに廃水52を送込みこれをグラニュール汚泥に接触
させることによって嫌気性処理を行ない、反応槽50の上
端から処理水53及びガス54を取り出す。しかしUASB法に
は、有効なグラニュール汚泥を形成するに必要なスター
トアップ期間が長く、しかもこのスタートアップ期間中
は処理プロセスが不安定でありその間の運転方法が未だ
十分には確立されていない弱点がある。
槽50の底部に貯えられたグラニュール状汚泥51の下から
上向きに廃水52を送込みこれをグラニュール汚泥に接触
させることによって嫌気性処理を行ない、反応槽50の上
端から処理水53及びガス54を取り出す。しかしUASB法に
は、有効なグラニュール汚泥を形成するに必要なスター
トアップ期間が長く、しかもこのスタートアップ期間中
は処理プロセスが不安定でありその間の運転方法が未だ
十分には確立されていない弱点がある。
即ちグラニュール汚泥を短期間に形成させるためには、
グラニュール増殖に最適な物理的攪拌を行なう装置形状
と、投入負荷、水温、増殖のための栄養条件などの生物
学的条件を整備する必要がある。従来は、第６図の循環
ガス圧送器55によるガス攪拌、第７図の循環ポンプ56に
よる処理水のポンプ循環、又は第８図の攪拌羽根57によ
る攪拌等が用いているが、これらはいずれも攪拌の均一
及びグラニュール形成の点において不十分な実績しか挙
げることができなかった。
グラニュール増殖に最適な物理的攪拌を行なう装置形状
と、投入負荷、水温、増殖のための栄養条件などの生物
学的条件を整備する必要がある。従来は、第６図の循環
ガス圧送器55によるガス攪拌、第７図の循環ポンプ56に
よる処理水のポンプ循環、又は第８図の攪拌羽根57によ
る攪拌等が用いているが、これらはいずれも攪拌の均一
及びグラニュール形成の点において不十分な実績しか挙
げることができなかった。
発明が解決しようとする問題点 従って、本発明が解決しようとする問題点は、UASB法に
よるメタン発酵リアクタのスタートアップ期間の短縮に
ある。
よるメタン発酵リアクタのスタートアップ期間の短縮に
ある。
問題点を解決するための手段 第１図を参照するに、本発明の自己造粒形バイオリアク
タは、嫌気性微生物含有汚泥51を内蔵し且つ垂直方向か
ら傾斜した軸の回りに回転する回転ドラム１、回転ドラ
ム１の下端部に開口する廃水入口52A、回転ドラム１の
内側水面に連通して回転ドラム１の上端部に開口する処
理水排出口8B、及び回転ドラム１の外部から内側空間の
頂部に連通するガス回収パイプを備えてなるものであ
る。回転ドラム１が水平成分を持った中心軸の回りに回
転するので、その壁は側方において第９図の断面に示さ
れる様に上下に回転する。
タは、嫌気性微生物含有汚泥51を内蔵し且つ垂直方向か
ら傾斜した軸の回りに回転する回転ドラム１、回転ドラ
ム１の下端部に開口する廃水入口52A、回転ドラム１の
内側水面に連通して回転ドラム１の上端部に開口する処
理水排出口8B、及び回転ドラム１の外部から内側空間の
頂部に連通するガス回収パイプを備えてなるものであ
る。回転ドラム１が水平成分を持った中心軸の回りに回
転するので、その壁は側方において第９図の断面に示さ
れる様に上下に回転する。
作用 本発明は、汚泥を入れたドラムを水平成分のある軸の回
りに回転すると回転ドラムの上下に回る壁が内部の汚泥
にころがり運動を生じさせ、そのころがり運動が汚泥の
グラニュール化即ち自己造粒を促進してグラニュール汚
泥生成期間を短縮する作用に基ずくものである。
りに回転すると回転ドラムの上下に回る壁が内部の汚泥
にころがり運動を生じさせ、そのころがり運動が汚泥の
グラニュール化即ち自己造粒を促進してグラニュール汚
泥生成期間を短縮する作用に基ずくものである。
第９図の断面を参照するに、矢印Ｒに示される様に回転
ドラム１が回転すると、ドラム内壁の上向き運動に伴な
うドラム内流体の上向き流れと共に汚泥が引上げられ、
ドラム内壁が下向き位置まで回転すると重力によって汚
泥がそのドラム内壁から離れて落下する。落下時の汚泥
運動の慣性やドラム内の流体抵抗のため、汚泥は同図に
示される様な軌跡に沿ってころがり運動をする。こうし
て生じたころがり運動は上記の上向き流れによる引上げ
の間も持続される。本発明者は、このころがり運動が汚
泥のグラニュール化を著しく促進しグラニュール汚泥51
が短期間に自己造粒される作用を見出した。
ドラム１が回転すると、ドラム内壁の上向き運動に伴な
うドラム内流体の上向き流れと共に汚泥が引上げられ、
ドラム内壁が下向き位置まで回転すると重力によって汚
泥がそのドラム内壁から離れて落下する。落下時の汚泥
運動の慣性やドラム内の流体抵抗のため、汚泥は同図に
示される様な軌跡に沿ってころがり運動をする。こうし
て生じたころがり運動は上記の上向き流れによる引上げ
の間も持続される。本発明者は、このころがり運動が汚
泥のグラニュール化を著しく促進しグラニュール汚泥51
が短期間に自己造粒される作用を見出した。
第１図を参照するに、好ましくは回転ドラム１内に隔壁
２を設け消化反応部1Aと清澄部1Bとを画成することによ
り処理水抽出の便を図る。さらに好ましくは上記回転ド
ラム１内の水面に臨む部位にスカム脱気バッフル３を設
け、上記ドラム１の回転に応じ上記スカム脱気バッフル
３と衝突する如くバッフル打ち棒４を設けることにより
スカム10に付着したメタンガス気泡の分離を図る。
２を設け消化反応部1Aと清澄部1Bとを画成することによ
り処理水抽出の便を図る。さらに好ましくは上記回転ド
ラム１内の水面に臨む部位にスカム脱気バッフル３を設
け、上記ドラム１の回転に応じ上記スカム脱気バッフル
３と衝突する如くバッフル打ち棒４を設けることにより
スカム10に付着したメタンガス気泡の分離を図る。
実施例 第１図及び第２図は本発明による自己造粒形バイオリア
クタの一実施例を示す。両図において処理すべき廃水52
及び処理水53の流れを白矢印Ｗによって表す。廃水52
は、回転ドラム１の下端からグラニュール汚泥排出スパ
イラル16の中心孔16Aを介して送込まれる。回転ドラム
１の内部には、嫌気性微生物が団粒化したものであるグ
ラニュール汚泥51が堆積又はころがり運動している。廃
水52はグラニュール汚泥51と接触することにより浄化さ
れる。
クタの一実施例を示す。両図において処理すべき廃水52
及び処理水53の流れを白矢印Ｗによって表す。廃水52
は、回転ドラム１の下端からグラニュール汚泥排出スパ
イラル16の中心孔16Aを介して送込まれる。回転ドラム
１の内部には、嫌気性微生物が団粒化したものであるグ
ラニュール汚泥51が堆積又はころがり運動している。廃
水52はグラニュール汚泥51と接触することにより浄化さ
れる。
廃水52の浄化即ち消化反応に伴って発生するメタンガス
54は廃水中を上昇し、回転ドラム１の上部に集まり最終
的にメタンガス回収パイプ５を通って回転ドラム１の外
へ排出される。第１図及び第２図においてメタンガス54
の流れを点線矢印Ｇによって表す。
54は廃水中を上昇し、回転ドラム１の上部に集まり最終
的にメタンガス回収パイプ５を通って回転ドラム１の外
へ排出される。第１図及び第２図においてメタンガス54
の流れを点線矢印Ｇによって表す。
回転ドラム１内の消化反応部1Aで浄化された廃水52は、
清澄部1Bへ移動し、第２図のスカム除去板６の下を通り
溢流せき７を超えて排出される。第３図及び第４図は清
澄部1Bにおける廃水52の排出流路の一例の詳細に示す。
図示例では、溢流せき７と隔壁２との間に滞留部7Aが画
成され、滞留部7Aの下端に処理水路管８と連通する開口
8Aが穿たれている。
清澄部1Bへ移動し、第２図のスカム除去板６の下を通り
溢流せき７を超えて排出される。第３図及び第４図は清
澄部1Bにおける廃水52の排出流路の一例の詳細に示す。
図示例では、溢流せき７と隔壁２との間に滞留部7Aが画
成され、滞留部7Aの下端に処理水路管８と連通する開口
8Aが穿たれている。
また、増殖したグラニュール汚泥51のうち余剰部分は第
１図に示されるグラニュール汚泥排出スパイラル16によ
ってグラニュール貯蔵ボックス17へ排出される。グラニ
ュール排出弁18の開閉により本発明の自己造粒形バイオ
リアクタから外部への余剰グラニュール汚泥51の搬出を
制御する。グラニュール貯蔵ボックス17で発生するメタ
ンガス54はメタンガス回収補助パイプ19を介して回収さ
れる。
１図に示されるグラニュール汚泥排出スパイラル16によ
ってグラニュール貯蔵ボックス17へ排出される。グラニ
ュール排出弁18の開閉により本発明の自己造粒形バイオ
リアクタから外部への余剰グラニュール汚泥51の搬出を
制御する。グラニュール貯蔵ボックス17で発生するメタ
ンガス54はメタンガス回収補助パイプ19を介して回収さ
れる。
グラニュール汚泥51中の嫌気性微生物は酸素の存在下で
は増殖できないので、回転ドラム１の内部空間を外部空
気から完全に遮断する必要がある。このため、メタンガ
ス54の回収路及び処理水53の排出を夫々水封タンク11及
びサイフォン９によって気密にする。
は増殖できないので、回転ドラム１の内部空間を外部空
気から完全に遮断する必要がある。このため、メタンガ
ス54の回収路及び処理水53の排出を夫々水封タンク11及
びサイフォン９によって気密にする。
嫌気処理では、発生するメタンガス54が汚泥に付着し見
掛けの比重が軽くなることによる浮上汚泥、即ちスカム
10が多量に生ずる。好ましくは、弾性が大きな薄板から
なるスカム脱気バッフル３を廃水52の水面に臨ませて設
け、適当な手段によりバッフル３を振動させることによ
りスカム10を機械的に打叩き、汚泥からメタンガス54を
分離して汚泥の沈降を促進する。第５図の実施例ではバ
ッフル３を隔壁２に固定し、バッフル打ち棒４を回転ド
ラム１の内壁面に取付けることにより、回転ドラム１の
回転に応じ、バッフル３を同図に一点鎖線で示される態
様で間欠的に駆動しスカム10からのメタンガス54の分離
を行っている。
掛けの比重が軽くなることによる浮上汚泥、即ちスカム
10が多量に生ずる。好ましくは、弾性が大きな薄板から
なるスカム脱気バッフル３を廃水52の水面に臨ませて設
け、適当な手段によりバッフル３を振動させることによ
りスカム10を機械的に打叩き、汚泥からメタンガス54を
分離して汚泥の沈降を促進する。第５図の実施例ではバ
ッフル３を隔壁２に固定し、バッフル打ち棒４を回転ド
ラム１の内壁面に取付けることにより、回転ドラム１の
回転に応じ、バッフル３を同図に一点鎖線で示される態
様で間欠的に駆動しスカム10からのメタンガス54の分離
を行っている。
回転ドラム１の駆動機構を第２図により説明する。架台
12と一体に設けられた上部軸受機構13及び下部軸受機構
14により回転ドラム１を回転自在に枢支し、回転ドラム
駆動モータ15から伝動機構15Aを介して回転ドラム１を
緩速回転する。回転ドラム１の回転数は、嫌気性微生物
のグラニュール化（団粒化）があまり進んでいない初期
の状態（スタートアップ始期）では遅く、グラニュール
汚泥形成の進捗の度合に応じて速くする。
12と一体に設けられた上部軸受機構13及び下部軸受機構
14により回転ドラム１を回転自在に枢支し、回転ドラム
駆動モータ15から伝動機構15Aを介して回転ドラム１を
緩速回転する。回転ドラム１の回転数は、嫌気性微生物
のグラニュール化（団粒化）があまり進んでいない初期
の状態（スタートアップ始期）では遅く、グラニュール
汚泥形成の進捗の度合に応じて速くする。
また、グラニュール汚泥排水スパイラル16はスパイラル
駆動モータ16Bによって駆動され、廃水処理のために回
転ドラム１と同じ速度で同方向に回転される。余剰のグ
ラニュール状汚泥51を排出するときのみ、回転ドラム１
とスパイラル16との間に差速を設ける。その差速により
グラニュール汚泥51が回転ドラム１からグラニュール貯
蔵ボックス17へ排出される。貯蔵ボックス17内に一定量
のグラニュール汚泥51がたまったときにグラニュール排
出弁18を開けて余剰のグラニュール汚泥51を本発明によ
るバイオリアクタの外へ取出す。
駆動モータ16Bによって駆動され、廃水処理のために回
転ドラム１と同じ速度で同方向に回転される。余剰のグ
ラニュール状汚泥51を排出するときのみ、回転ドラム１
とスパイラル16との間に差速を設ける。その差速により
グラニュール汚泥51が回転ドラム１からグラニュール貯
蔵ボックス17へ排出される。貯蔵ボックス17内に一定量
のグラニュール汚泥51がたまったときにグラニュール排
出弁18を開けて余剰のグラニュール汚泥51を本発明によ
るバイオリアクタの外へ取出す。
以上の説明において、本発明のバイオリアクタを自己造
粒形と、粒状固定化坦体を必ずしも必要としない自己固
定化を強調した。しかし、本発明のバイオリアクタと固
定化坦体、例えば砂、セラミック、ケイ砂、貝がら等と
を併用することも可能である。この場合には固定化坦体
を核にして微生物が付着・増殖するから、本発明のリア
クタと固定化坦体との併用により、従来の流動床方式よ
りも緻密で粒径がそろいしかも沈降速度が速い嫌気性微
生物粒を作り出すことができる。
粒形と、粒状固定化坦体を必ずしも必要としない自己固
定化を強調した。しかし、本発明のバイオリアクタと固
定化坦体、例えば砂、セラミック、ケイ砂、貝がら等と
を併用することも可能である。この場合には固定化坦体
を核にして微生物が付着・増殖するから、本発明のリア
クタと固定化坦体との併用により、従来の流動床方式よ
りも緻密で粒径がそろいしかも沈降速度が速い嫌気性微
生物粒を作り出すことができる。
発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明による自己造粒形バイ
オリアクタは上下に回る壁がある回転ドラムを消化反応
部として使用するので次の効果を奏する。
オリアクタは上下に回る壁がある回転ドラムを消化反応
部として使用するので次の効果を奏する。
（イ）UASB法による廃水処理用バイオリアクタのスター
トアップ期間を大幅に短縮することができる。
トアップ期間を大幅に短縮することができる。
（ロ）グラニュール汚泥を短期間内に調製し必要に応じ
外部へ供給することができる。
外部へ供給することができる。
（ハ）廃水処理用バイオリアクタの始動期におけるグラ
ニュール汚泥生成のための面倒な運転管理調整が一切不
要になる。
ニュール汚泥生成のための面倒な運転管理調整が一切不
要になる。
第１図および第２図は本発明の一実施例の説明図、第３
図から第５図までは上記実施例の要部説明図、第６図か
ら第８図までは嫌気性廃水処理に関する従来技術の説明
図、第９図は汚泥ころがり運動の説明図である。 １…回転ドラム、1A…消化反応部、1B…清澄部、２…隔
壁、３…スカム脱気バッフル、４…バッフル打ち棒、５
…メタンガス回収パイプ、６…スカム除去板、７…溢流
せき、８…処理水管、９…サイフォン、10…スカム、11
…水封タンク、12…架台、13、14…軸受機構、15…回転
ドラム駆動モータ、16…グラニュール排出スパイラル、
17…グラニュール貯蔵ボックス、18…グラニュール排出
弁、19…メタンガス回収補助パイプ、50…反応槽、51…
グラニュール汚泥、52…廃水、53…処理水、54…メタン
ガス、55…循環ガス圧送機、56…循環ポンプ、57…攪拌
羽根。
図から第５図までは上記実施例の要部説明図、第６図か
ら第８図までは嫌気性廃水処理に関する従来技術の説明
図、第９図は汚泥ころがり運動の説明図である。 １…回転ドラム、1A…消化反応部、1B…清澄部、２…隔
壁、３…スカム脱気バッフル、４…バッフル打ち棒、５
…メタンガス回収パイプ、６…スカム除去板、７…溢流
せき、８…処理水管、９…サイフォン、10…スカム、11
…水封タンク、12…架台、13、14…軸受機構、15…回転
ドラム駆動モータ、16…グラニュール排出スパイラル、
17…グラニュール貯蔵ボックス、18…グラニュール排出
弁、19…メタンガス回収補助パイプ、50…反応槽、51…
グラニュール汚泥、52…廃水、53…処理水、54…メタン
ガス、55…循環ガス圧送機、56…循環ポンプ、57…攪拌
羽根。
Claims (3)
- 【請求項１】嫌気性微生物含有汚泥を内蔵し且つ垂直方
向から傾斜した軸の回りに回転する回転ドラム、前記回
転ドラムの下端部に開口する廃水入口、前記回転ドラム
の内側水面に連通して前記回転ドラム上端部に開口する
処理水排出口、及び前記回転ドラムの外部から内側空間
の頂部に連通するガス回収パイプを備えてなる自己造粒
形バイオリアクタ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のバイオリアク
タにおいて、上記回転ドラム内に隔壁を設け消化反応部
と清澄部とを画成してなる自己造粒形バイオリアクタ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のバイオリアク
タにおいて、上記回転ドラム内の水面に臨む部位にスカ
ム脱気バッフルを設け、上記ドラムの回転に応じ上記ス
カム脱気バッフルと衝突する如くバッフル打ち棒を設け
てなる自己造粒形バイオリアクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12975387A JPH0716670B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 自己造粒形バイオリアクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12975387A JPH0716670B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 自己造粒形バイオリアクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63296892A JPS63296892A (ja) | 1988-12-02 |
| JPH0716670B2 true JPH0716670B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=15017345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12975387A Expired - Lifetime JPH0716670B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 自己造粒形バイオリアクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716670B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19733813A1 (de) * | 1997-08-05 | 1999-02-11 | Humunite Holding Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas |
| JP2000140880A (ja) * | 1998-11-09 | 2000-05-23 | Yasumasa Komori | 汚水処理方法 |
| JP6825144B1 (ja) * | 2020-02-07 | 2021-02-03 | 水ｉｎｇ株式会社 | 嫌気性処理装置および嫌気性処理方法 |
| CN115818745B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-12-19 | 无锡容大环境科技有限公司 | 一种基于高压反渗透的废水处理工艺及其净化系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549194A (en) * | 1978-10-03 | 1980-04-09 | Hitachi Chem Co Ltd | Treating facility of sludge, crude night soil, or the like |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP12975387A patent/JPH0716670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63296892A (ja) | 1988-12-02 |
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