(57)【要約】【課題】担体を適切な流動状態に維持し、かつ反応槽内におけるスカム等の液面浮遊物の蓄積を抑制しながら反応槽外への担体の流出を抑制し、安定した高効率の嫌気性処理が可能となる、嫌気性流動床式生物処理装置および嫌気性流動床式生物処理方法を提供する。【解決手段】担体１３を用いた流動床式の生物処理を行うための反応槽２と、反応槽２に液体を導入したときの液面から所定の深さに設置された回転翼３と、反応槽２の底部２ａに固定された放射状に延びる静翼４と、反応槽２における液面付近に設置された、反応槽２内の液体を外部に排出する排出口９と、を備える嫌気性流動床式の生物処理装置８である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体を用いた流動床式の生物処理を行うための反応槽と、
前記反応槽に液体を導入したときの液面から所定の深さに設置された回転翼と、
前記反応槽の底部に固定された放射状に延びる静翼と、
前記反応槽における液面付近に設置された、前記反応槽内の液体を外部に排出する排出口と、
を備えることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の嫌気性流動床式生物処理装置であって、
前記回転翼は、前記回転翼の上方で前記回転翼の回転の影響を受けない液層部分が形成される深さに設置されることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の嫌気性流動床式生物処理装置であって、
前記回転翼は、前記液面からの深さの１／４よりも前記反応槽の底部側に設置されることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の嫌気性流動床式生物処理装置であって、
前記回転翼は、長方形状の平板であることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の嫌気性流動床式生物処理装置であって、
前記回転翼の上端部に板体が固定されていることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の嫌気性流動床式生物処理装置であって、
前記液面より下で、前記回転翼の上方の前記反応槽の側壁の内周面に、円周方向に、邪魔板が固定されていることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理装置。
【請求項７】
担体を用いた流動床式の生物処理を行うための反応槽と、
前記反応槽に液体を導入したときの液面から所定の深さに設置された回転翼と、
前記反応槽の底部に固定された放射状に延びる静翼と、
前記反応槽における液面付近に設置された、前記反応槽内の液体を外部に排出する排出口と、
を備える生物処理装置を用いて嫌気性流動床式生物処理を行うことを特徴とする嫌気性流動床式生物処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の嫌気性流動床式生物処理方法であって、
前記回転翼は、前記回転翼の上方で前記回転翼の回転の影響を受けない液層部分が形成される深さに設置されることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の嫌気性流動床式生物処理方法であって、
前記回転翼は、前記液面からの深さの１／４よりも前記反応槽の底部側に設置されることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理方法。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の嫌気性流動床式生物処理方法であって、
前記回転翼は、長方形状の平板であることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の嫌気性流動床式生物処理方法であって、
前記回転翼の上端部に板体が固定されていることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の嫌気性流動床式生物処理方法であって、
前記液面より下で、前記回転翼の上方の前記反応槽の側壁の内周面に、円周方向に、邪魔板が固定されていることを特徴とする嫌気性流動床式生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物を付着した担体を用いた嫌気性流動床式生物処理装置および嫌気性流動床式生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動床式の嫌気性生物処理は、担体に微生物を固着させ、流動により被処理水との接触効率を高めることで、安定かつ高効率な処理が実現出来る処理方法である。しかし、担体の流動状態を適切に管理しなければ、担体に付着した微生物の剥離や、担体の反応槽外への流出等が発生し、処理が不安定となる。
【０００３】
特許文献１には、反応槽内に上下が開口したドラフトチューブを設け、ドラフトチューブの内側に下向流、ドラフトチューブの外側に上向流を形成し、上向流に伴って上昇する担体が存在する領域を実質的にドラフトチューブの上端以下に抑える方法が示されている。微生物の付着した担体は、微生物の付着量や担体内で発生するバイオガス量等によって担体の見掛けの比重が変化するため、特許文献１の方法では、担体の流動性を十分に確保しながら担体の存在領域をドラフトチューブの上端以下に制御するには、界面計測装置を設置して管理する等、装置構成、運転管理が複雑になる場合がある。
【０００４】
特許文献２には、槽底部に放射状に延びる静翼と槽内の液面下方付近に回転翼を具備する反応槽において、回転翼より下方位置の槽側壁面に開口部を設けるとともに、その槽壁面の外部に開口部に連通する担体分離部を設ける方法が示されている。特許文献２の方法では、担体分離部は背面板や前面板を複雑に組み合わせる必要があり、かつ反応槽と担体分離部との接続部分が液面下となっているため、排水処理に伴って発生するスカムや油分が液面上に蓄積する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１８３７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−０３０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、担体を適切な流動状態に維持し、かつ反応槽内におけるスカム等の液面浮遊物の蓄積を抑制しながら反応槽外への担体の流出を抑制し、安定した高効率の嫌気性処理が可能となる、嫌気性流動床式生物処理装置および嫌気性流動床式生物処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、担体を用いた流動床式の生物処理を行うための反応槽と、前記反応槽に液体を導入したときの液面から所定の深さに設置された回転翼と、前記反応槽の底部に固定された放射状に延びる静翼と、前記反応槽における液面付近に設置された、前記反応槽内の液体を外部に排出する排出口と、を備える、嫌気性流動床式生物処理装置である。
【０００８】
前記嫌気性流動床式生物処理装置において、前記回転翼は、前記回転翼の上方で前記回転翼の回転の影響を受けない液層部分が形成される深さに設置されることが好ましい。
【０００９】
前記嫌気性流動床式生物処理装置において、前記回転翼は、前記液面からの深さの１／４よりも前記反応槽の底部側に設置されることが好ましい。
【００１０】
前記嫌気性流動床式生物処理装置において、前記回転翼は、長方形状の平板であることが好ましい。
【００１１】
前記嫌気性流動床式生物処理装置において、前記回転翼の上端部に板体が固定されていることが好ましい。
【００１２】
前記嫌気性流動床式生物処理装置において、前記液面より下で、前記回転翼の上方の前記反応槽の側壁の内周面に、円周方向に、邪魔板が固定されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、担体を用いた流動床式の生物処理を行うための反応槽と、前記反応槽に液体を導入したときの液面から所定の深さに設置された回転翼と、前記反応槽の底部に固定された放射状に延びる静翼と、前記反応槽における液面付近に設置された、前記反応槽内の液体を外部に排出する排出口と、を備える生物処理装置を用いて嫌気性流動床式生物処理を行う、嫌気性流動床式生物処理方法である。
【００１４】
前記嫌気性流動床式生物処理方法において、前記回転翼は、前記回転翼の上方で前記回転翼の回転の影響を受けない液層部分が形成される深さに設置されることが好ましい。
【００１５】
前記嫌気性流動床式生物処理方法において、前記回転翼は、前記液面からの深さの１／４よりも前記反応槽の底部側に設置されることが好ましい。
【００１６】
前記嫌気性流動床式生物処理方法において、前記回転翼は、長方形状の平板であることが好ましい。
【００１７】
前記嫌気性流動床式生物処理方法において、前記回転翼の上端部に板体が固定されていることが好ましい。
【００１８】
前記嫌気性流動床式生物処理方法において、前記液面より下で、前記回転翼の上方の前記反応槽の側壁の内周面に、円周方向に、邪魔板が固定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、担体を適切な流動状態に維持し、かつ反応槽内におけるスカム等の液面浮遊物の蓄積を抑制しながら反応槽外への担体の流出を抑制し、安定した高効率の嫌気性処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る生物処理装置の第１の例を示す概略構成図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る生物処理装置の第２の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る生物処理装置の第２の例を示す概略構成図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る生物処理装置の第３の例を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る生物処理装置の第３の例を示す概略構成図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】比較例１における、ＣＯＤＣｒ負荷、除去速度の経日変化を示すグラフである。
【図１０】比較例１における、処理水の有機酸濃度の経日変化を示すグラフである。
【図１１】実施例１における、ＣＯＤＣｒ負荷、除去速度の経日変化を示すグラフである。
【図１２】実施例１における、処理水の有機酸濃度の経日変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
本発明の実施形態に係る生物処理装置の第１の概略を図１に示し、その構成について説明する。
【００２３】
［嫌気性流動床式生物処理の反応槽、撹拌装置］
生物処理装置８は、担体を用いた流動床式の生物処理を行うための反応槽２と、反応槽２に液体を導入したときの液面から所定の深さに設置された回転翼３と、反応槽２の底部に固定された放射状に延びる静翼４と、反応槽２における液面付近に設置された、反応槽２内の液体を外部に排出する排出口９と、を備える。生物処理装置８は、反応槽２の例えば底部付近の側壁部分に形成された、反応槽２内に被処理水を導入する流入管６を備える。反応槽２内には、嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体１３が投入されている。
【００２４】
本実施形態に係る生物処理装置８においては、撹拌装置の回転軸３ａを反応槽２内の液面から下方に伸ばし、回転軸３ａの下端に固定された回転翼３を、反応槽２内に収容された被処理水の液面から所定の深さにおいて回転するように設けるとともに、回転翼３の上方の液面付近における反応槽２の側壁に排出口９を設ける。
【００２５】
なお、「液面から所定の深さ」とは、反応槽２内に予め定めた（規定）の高さまで被処理水を収容し、回転翼３を回転させたときに、回転翼３の上方で、回転翼３の回転の影響を実質的に受けない液層部分１０（以下、「無担体ゾーン１０」という）が形成される深さを意味し、この深さは、反応槽２と回転翼３と静翼４の形状や、回転翼３の回転数や、被処理水や担体１３の種類等により影響を受けるが、例えば、回転翼３は、液面からの深さの１／４よりも反応槽２の底部側に設置されることが好ましく、液面からの深さの１／３．７以下の反応槽２の底部側に設置されることがより好ましく、液面からの深さの１／３よりも反応槽２の底部側に設置されることがさらに好ましい。
【００２６】
排出口９は、回転翼３の上方の無担体ゾーン１０の上部の液面付近における反応槽２の側壁部分に設置される。この「排出口を液面付近に設置」とは、液面に蓄積し易いスカムや油分等を系外へ排出することができるように設置すればよく、例えば反応槽２の水位（底部２ａから液面までの高さ）の上部５%以内に排出口の中心がくるよう設置すればよい。
【００２７】
本実施形態に係る生物処理方法および生物処理装置８の動作について説明する。
【００２８】
被処理水は、流入管６より、反応槽２内に所定の高さまで導入されて、反応槽２内に収容される。回転翼３が回転されることにより、反応槽２内において、担体１３および被処理水は、例えば図１に示すように、回転翼３によって反応槽２の半径方向外側に吐出されて反応槽２の側壁内面に接して下方に流れて、反応槽２の側壁内面を旋回しながら緩やかに反応槽２の底部２ａに向かう下降流が形成され、その後、反応槽２の底部２ａの中心部において、静翼４により、竜巻上昇流が引き起こされ、これにより、回転翼３と静翼４との間において、循環流が形成され、反応槽２内で担体１３および被処理水の混合、分散化が行われる。
【００２９】
回転翼３の上方に回転翼３による吐出流の影響をほとんど受けない無担体ゾーン１０が形成され、無担体ゾーン１０の処理水が、液面付近の排出口９から排出される。これにより、反応後の処理水が、担体１３の流出がほとんどない状態で、処理槽２の外に引き抜き排出される。
【００３０】
本実施形態に係る生物処理方法および生物処理装置により、担体１３を適切な流動状態に維持し、かつ反応槽２内におけるスカム等の液面浮遊物の蓄積を抑制しながら反応槽２外への担体１３の流出を抑制し、安定した高効率の嫌気性処理が可能となる。簡易な構成で、担体１３の槽内混合、分散化が得られるとともに、担体１３が生物処理系から系外に流出することが抑制される。
【００３１】
回転翼３の形状としては、反応槽２内の液体を撹拌できるものであればよく、特に制限はないが、例えば、パドル翼、傾斜パドル翼、プロペラ翼、タービン翼、アンカー翼等が挙げられる。回転翼３の形状は、図１に縦断側面図、および、図２に図１におけるＡ−Ａ線断面図を示すように、長方形状（正方形状を含む）の平板（フラット状パドル）、すなわちパドル翼が好ましい。図１，２の例では、回転翼３は、傾斜角度９０度の長方形状の平板（フラット状パドル）の羽根４枚が等角度で配置されている４枚パドル翼である。この長方形状の平板の回転翼３によって、担体１３に付着した微生物の剥離が抑制される。パドル翼の羽根の枚数は、例えば、２〜６枚とすればよい。
【００３２】
反応槽２の内径に対する、回転翼３の反応槽２の径方向の長さ（翼径）の比は、例えば、０．２５〜０．６の範囲とすればよい。回転翼３の高さは、例えば、回転翼径に対して０．１５〜０．３５の範囲とすればよい。
【００３３】
静翼４の形状は、反応槽２の底部の中心部から放射状に延びる長方形状（正方形状を含む）の平板（フラット状板）である。図１，２の例では、傾斜角度９０度の長方形状の平板（フラット状板）４枚が等角度で配置されている。羽根の枚数は、例えば、２〜６枚とすればよい。
【００３４】
反応槽２の内径に対する、静翼４の反応槽２の径方向の長さ（静翼径）の比は、例えば、０．６〜１．０の範囲とすればよい。静翼４の高さは、例えば、回転翼径に対して０．１５〜０．３５の範囲とすればよい。
【００３５】
図３，４に、本実施形態に係る生物処理装置の第２の例の概略構成を示す。図５には、図４におけるＢ−Ｂ線断面図を示す。図３〜５の生物処理装置８では、回転翼３の上端部に円板等の板体１１が固定されている。
【００３６】
板体１１は、例えば、その中心が回転軸３ａとほぼ一致した円板であり、回転翼３の径と同じ、それ以下の径、または、それ以上の径の円板で形成されるとともに、板体１１の縁部と反応槽２の側壁内面との間に隙間が形成されるような大きさに形成される。
【００３７】
板体１１により、回転翼３の上方の無担体ゾーン１０への担体１３の侵入を図１の装置に比べてより少なくすることができるようになる。また、板体１１を設けることにより、回転翼３の上方に無担体ゾーン１０が形成されやすくなるため、図１のように板体１１を設置しない場合に比べて、回転翼３の位置をより高い位置に設けることができるようになる。すなわち、回転軸３ａの長さをより短くすることができる。
【００３８】
板体１１は、円板の他に、例えば、リング状板、正方形板であってもよい。流動安定性、翼設計等の点から、円板が好ましい。
【００３９】
反応槽２の内径に対する、板体１１の長さの比は、例えば、０．２５〜０．６の範囲とすればよい。
【００４０】
図６，７に、本実施形態に係る生物処理装置の第３の例の概略構成を示す。図８には、図７におけるＣ−Ｃ線断面図を示す。図６〜８の生物処理装置８では、回転翼３の上方でかつ液面よりも下方の反応槽２の側壁の内周面に、円周方向に、例えば、リング状板等の邪魔板１２が固定されている。
【００４１】
邪魔板１２は、反応槽２の側壁の内周面に、円周方向に固定されており、回転翼３の上方が開放されているものであればよく、特に制限はない。邪魔板１２は、例えば、反応槽２の内径と同じ外径のリング状の板が反応槽２の側壁内の全周にわたって水平に固定された板体であるリング状板であり、板体の中心部には、例えば、円状の開口部１２ａが形成されている。
【００４２】
邪魔板１２は、例えば、リング状板であり、リング状の平板の他に、リング状の傾斜板、リング状の湾曲板であってもよい。製作、施工等の点から、リング状の平板が好ましい。
【００４３】
邪魔板１２の設置位置は、回転翼３の上方でかつ液面よりも下方であればよいが、例えば、液面からの深さは回転翼径の１／２よりも反応槽２の液面側に設置されることがより好ましい。
【００４４】
邪魔板１２の開口部１２ａの大きさは、例えば、回転翼３の径よりも大きく形成すればよい。また、回転翼３の上端に板体１１が設置されている場合は、例えば、板体１１の径よりも大きく形成すればよい。
【００４５】
リング状板等の邪魔板１２により、図７に示すように、回転翼３により半径方向外側に吐出され、反応槽２の側壁の内面に接した被処理水が、邪魔板１２より上方に向かうのを抑制することができ、図１，４の装置に比べて回転翼３の上方の無担体ゾーン１０への担体１３の侵入をさらに少なくすることができるようになる。また、リング状板等の邪魔板１２を設けることにより、回転翼３の上方に無担体ゾーン１０がさらに形成されやすくなるため、図１，４のようにリング状板等の邪魔板１２を設置しない場合に比べて、回転翼３の位置をより高い位置に設けることができるようになる。すなわち、回転軸３ａの長さをより短くすることができる。
【００４６】
［担体］
担体としては、従来、嫌気性生物処理で使用される担体であれば特に制限されるものではなく、例えば、プラスチック製担体、スポンジ状担体、ゲル状担体等が挙げられる。特に、ゲル状担体を用いることで、高分子ポリマを産出しないメタン発酵菌がゲル状担体の３次元の網目構造の孔に入り込む、またはゲル状担体の形状、荷電等の関係で付着しやすく、また、撹拌による担体の流動性も高いため、プラスチック製担体、スポンジ状担体と比較して、高負荷処理が可能となる。ゲル状担体としては、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等を含んでなる吸水性高分子ゲル状担体等が挙げられる。
【００４７】
担体の形状は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の径の球状または立方体状（キューブ状）、長方体、円筒状等のものが好ましい。特に、３〜８ｍｍ程度の径の球状、または円筒状のゲル状担体が好ましい。
【００４８】
反応槽２の内部に流動状態を形成するために、担体の比重は少なくとも１．０より大きく、真比重として、１．１以上、あるいは見かけ比重として１．０１以上のものが好ましい。
【００４９】
反応槽２への担体の投入量は、反応槽２の容積に対して１０〜７０%の範囲が好ましい。担体の投入量が反応槽２の容積に対して１０%未満であると反応速度が小さくなる場合があり、７０%を超えると担体が流動しにくくなり、長期運転において汚泥による閉塞等で被処理水がショートパスして処理水質が悪くなる場合がある。
【００５０】
担体の沈降速度は、１００〜１５０ｍ／ｈｒであることが好ましい。担体の沈降速度が１０ｍ／ｈｒ未満であると、担体が浮上し、反応槽２から流出しやすくなり、１５０ｍ／ｈｒを超えると、流動状態が悪くなり、被処理水がショートパスしたり、撹拌のエネルギーが大きくなったりする場合がある。
【００５１】
［嫌気性微生物付着担体］
生物膜とは、嫌気性微生物と、嫌気性微生物が産出する菌体外多糖等の生産物等が集合した膜状構造体であって、少なくとも１０μｍ以上の膜厚、好ましくは２０μｍ以上の膜厚を有するものである。上記膜厚は、担体表面上からの厚みであり、１０個〜２０個の担体の平均値である。なお、菌体外多糖等の生産物は、アルカリを用いて生物膜から多糖類を抽出し、抽出液中の糖濃度をＡｎｔｈｒｏｎｅ法により測定することが可能である。菌体外多糖等の生産物は粘着性を有し、生物膜の付着性に影響を与えるものであると考えられ、例えば、生物膜中に２０ｐｐｍ以上存在していることが好ましく、５０ｐｐｍ以上存在していることがより好ましい。
【００５２】
［反応槽の運転条件］
本実施形態では、有機物を含有する有機性の被処理水を生物処理するにあたり、被処理水のｐＨは６．０〜８．５の範囲が好ましく、６．５〜７．５の範囲がより好ましい。被処理水のｐＨ調整は、例えば、ｐＨ調整剤供給ライン（図示せず）から、被処理水を貯留した被処理水槽（図示せず）にｐＨ調整剤を供給することにより行われる。被処理水のｐＨが上記範囲外であると、生物処理による有機物の分解反応速度が低下する場合がある。
【００５３】
ｐＨ調整剤としては、塩酸等の酸剤、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤等が挙げられ、特に制限されるものではない。また、ｐＨ調整剤は、例えば、緩衝作用を持つ重炭酸ナトリウム、燐酸緩衝液等であってもよい。
【００５４】
本実施形態では、有機性の被処理水を生物処理するにあたり、嫌気性微生物の分解活性を良好に維持する等の点から、例えば、被処理水に栄養剤を添加することが好ましい。栄養剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素源、窒素源、燐源、その他無機塩類（ニッケル、コバルト、鉄等の塩類）等が挙げられる。
【００５５】
本実施形態では、流動床式の反応槽２の水温を２０℃以上となるように温度調整することが好ましい。通常、２０℃未満であると、分解反応速度が低下する傾向にある。流動床式の反応槽２内の水温の温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、流動床式の反応槽２にヒータ等の加熱装置を設置して、ヒータ等の熱により反応槽２内の水温を調整する方法等が挙げられる。
【００５６】
［被処理水］
本実施形態に係る生物処理装置および生物処理方法における処理対象である被処理水は、例えば、食品製造工場、電子産業工場、パルプ製造工場、化学工場等から排出される有機物（油脂、懸濁物質、ならびに油脂および懸濁物質以外の有機物）を含有する排水である。
【００５７】
本実施形態に係る生物処理装置および生物処理方法は、被処理水のＣＯＤＣｒ濃度が比較的低く、流動担体ゾーン（無担体ゾーン１０の下方）から排出口９への液の流れ、すなわち上昇ＬＶ（ｍ／ｈ：被処理水流入量ｍ３／ｈを反応槽２の断面積で除した値）が高い条件ほど、高い効果を示す。例えば、被処理水ＣＯＤＣｒ濃度５０００ｍｇ／Ｌ以下、上昇ＬＶが２ｍ／ｈ以上の条件にて効果が高い。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５９】
＜比較例１＞
試験は従来のドラフトチューブ型の嫌気性生物処理装置を用いて行った。排出口を液面付近に設置し、反応槽の容積は２．７Ｌとした。球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ）を反応槽の容積に対して３０%投入し、嫌気性汚泥を反応構の容積に対して１０%投入した。プロペラ状の回転翼を用いて、撹拌速度２２０〜２６０ｒｐｍでドラフトチューブ内に下降流を発生させ、担体および嫌気性汚泥を流動させた。被処理水はスクロース、カツオエキスを主成分とした食品工場模擬排水（ＣＯＤＣｒ濃度１０００〜２０００ｍｇ／Ｌ）とした。
【００６０】
図９にＣＯＤＣｒ負荷、除去速度の経日変化、図１０に処理水の有機酸濃度の経日変化を示す。処理状況を確認しながら、段階的にＣＯＤＣｒ負荷を上昇させたが、ＣＯＤＣｒ負荷約３．３ｋｇ／ｍ３／ｄａｙにおいて処理水の有機酸濃度が２００ｍｇ／Ｌを超え、除去速度は２．４ｋｇ／ｍ３／ｄａｙ程度に留まった。
【００６１】
これは、担体がドラフトチューブ内に進入することで、担体上の生物膜がプロペラ状の回転翼に接触し、剥離したことが要因の一つと考えられる。ドラフトチューブ内に担体が進入しないように撹拌速度を低下させた場合、一部の担体が反応槽の底部に蓄積する傾向を確認した。
【００６２】
＜実施例１＞
試験は図３，４に示す嫌気性生物処理装置を用いて行った。放射状に延びる静翼を槽底部、排出口を液面付近（反応槽の水位（底部から液面までの高さ）の上部５％以内）に設置し、反応槽の容積は１．３Ｌとした。球状のポリビニルアルコール製ゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ）を反応槽の容積に対して３０%投入し、嫌気性汚泥を反応槽の容積に対して１０%投入した。フラット状の回転翼を用いて、撹拌速度８０〜９０ｒｐｍで反応槽壁付近に下降流の旋回流と反応槽中心付近に竜巻状の上昇流を発生させ、担体および嫌気性汚泥を流動させた。回転翼には上端部に円盤状の板（回転翼の径と同じ大きさ）を設置し、かつ回転翼は液面からの深さの１／３．７の位置に設置した。被処理水はスクロース、カツオエキスを主成分とした食品工場模擬排水（ＣＯＤＣｒ濃度３０００ｍｇ／Ｌ）とした。
【００６３】
図１１にＣＯＤＣｒ負荷、除去速度の経日変化、図１２に処理水の有機酸濃度の経日変化を示す。処理状況を確認しながら、段階的にＣＯＤＣｒ負荷を上昇させたところ、ＣＯＤＣｒ負荷約２１ｋｇ／ｍ３／ｄａｙにおいても処理水の有機酸濃度が２００ｍｇ／Ｌ以下を維持し、除去速度は１６ｋｇ／ｍ３／ｄａｙに到達した。フラット状回転翼と底部の静翼の効果により、担体上の微生物の剥離を抑えながら良好な担体流動状態を維持でき、かつ回転翼上端に円盤状板を設置し、回転翼の設置位置を液面からの深さの１／４より底部側とし、さらに排出口を液面付近に設置することで、担体の流出を抑制することができたため、処理効率を高くすることが可能であった。また、排出口からスカム等の液面浮遊物が排出されることで、ガス配管の目詰まり等が発生せず、安定した処理が可能であった。
【００６４】
このように、実施例の生物処理装置および生物処理方法によって、担体を適切な流動状態に維持し、かつ反応槽内におけるスカム等の液面浮遊物の蓄積を抑制しながら反応槽外への担体の流出を抑制し、安定した高効率の嫌気性処理が可能となった。
【符号の説明】
【００６５】
２  反応槽、２ａ  底部、３  回転翼、３ａ  回転軸、４  静翼、６  流入管、８  生物処理装置、９  排出口、１０  無担体ゾーン、１１  板体、１２  邪魔板、１２ａ  開口部、１３  担体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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