(57)【要約】【課題】嫌気性微生物のグラニュールの流出を防止し、安定した効率の良い処理が可能な嫌気性廃水処理装置を提供することである。【解決手段】廃水をリアクタの下部から導入し嫌気性微生物層を通過させて廃水に含まれる有機物を還元分解処理する。そして、還元分解処理後の処理ガスはガス排出管に排出する。また、処理水は流出防止板と衝突し、処理水に浮遊した嫌気性微生物のグラニュールを下方に沈殿させ、その後に処理水を越流堰から流出させる。従って、嫌気性微生物のグラニュールの流出を抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水をリアクタに導入する廃水流入管と、前記廃水に含まれる有機物を還元分解処理する嫌気性微生物層と、処理ガスを排出するガス排出管と、処理水を流出する越流堰とを有する嫌気性廃水処理装置において、前記越流堰の手前に前記処理水に浮遊した嫌気性微生物のグラニュールの流出を抑制する流出防止板を具備したことを特徴とする嫌気性廃水処理装置。
【請求項２】
前記越流堰は、前記処理水が前記リアクタの内側から流入するように前記リアクタの内部側面に設けられ、前記流出防止板は前記越流堰から間隔を保って前記リアクタの内側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の嫌気性廃水処理装置。
【請求項３】
前記越流堰は、前記処理水が前記リアクタの内部側面側から流入するように前記リアクタの内部側面から間隔を保って設けられ、前記流出防止板は前記リアクタの内側方向の前記越流堰に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の嫌気性廃水処理装置。
【請求項４】
前記間隔は、前記越流堰に流入する越流速度が前記嫌気性微生物のグラニュールの沈殿速度より遅くなることを満たす間隔であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の嫌気性廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水を嫌気性微生物により処理する嫌気性廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
嫌気性処理とは、酸素の存在しない条件下で嫌気性微生物の働きにより、産業廃水や家庭廃水の下水汚泥などに含まれている有機物を、最終的にメタンと二酸化炭素に還元分解する処理法である。この代表的な方式としてメタン発酵法がある。メタン発酵法は所要動力が少なく済み、また活性汚泥法に比べて発生する余剰汚泥が少なく汚泥処理にかかる費用が少ないという特徴と有する。さらに、回収される発酵ガスはボイラの燃料及び発電に利用でき、ランニングコストの低減及びエネルギー再利用の観点から注目されている。
【０００３】
一般に、嫌気性処理は反応速度が遅く効率が悪いという欠点があるため、その実用化に向けて嫌気性微生物を高濃度に保持できることを課題に嫌気性活性汚泥法や嫌気性生物膜法が開発されている。具体的には短時間で処理効率のよい固定床方式、流動床方式、ＵＡＳＢ方式等が開発されている。
【０００４】
そのうちのＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）方式は、微生物群自体が保有している凝集・集塊機能を利用し、沈降性の良いグラニュール状の汚泥（菌体群）を形成し、リアクタ内に保持して廃水を処理する処理方式である。このＵＡＳＢ方式は立ち上げ時間が短くグラニュールの形成によって、メタン菌群の高濃度保持が可能であり、高負荷の廃水の処理にも対応可能である。
【０００５】
廃水はリアクタ内の下部より均一に流入させて分散させ、嫌気性微生物層（グラニュール層）をゆるやかに上向流で通過し、ここで有機物が分解されメタンガスと二酸化炭素になる。このグラニュール層は発生する発酵ガスによって弱い攪拌が行われ、流入廃水との接触とグラニュール化が促進される。
【０００６】
また、リアクタの上部には処理水と処理ガスと汚泥を分離する気固液分離装置（GSS；Gas-Solids Separator）が設けられており、ここで発生する発酵ガスの分離・捕集とグラニュール汚泥が処理水側に流出するのを防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、気固液分離装置ＧＳＳとの衝突のみでは、グラニュールと発酵ガスの気泡とが分離しない場合があり、そのグラニュールはリアクタの水面上に浮遊した状態となる。
【０００８】
また、廃水流入管の噴流口が一部閉塞した場合、廃水の上向流に偏りが生じ、グラニュール層が閉塞部に堆積し、その結果、有機物の分解により発生する発酵ガスがリアクタ内の一部分に偏り、その発酵ガスの気泡が肥大し、水面上へ一気に吹き上げる現象が発生する。このとき、気固液分離装置ＧＳＳでガスと分離できなかった浮遊グラニュールが吹き上げに巻き込まれ、処理水とともにリアクタより大量に流出するという問題があった。
【０００９】
このように、従来の気固液分離装置ＧＳＳのみの気固液分離では発酵ガスとグラニュールとが分離せず、また廃水流入管の噴流口の閉塞によって発生する発酵ガスの大量浮上によるグラニュールの流出が生じるという問題があった。さらに、これらの現象によるグラニュールの流出によって、リアクタ内のグラニュール濃度が不安定となりメタン発酵の効率が低下する問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、嫌気性微生物のグラニュールの流出を防止し、安定した効率の良い処理が可能な嫌気性廃水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明に係わる嫌気性廃水処理装置は、廃水をリアクタに導入する廃水流入管と、前記廃水に含まれる有機物を還元分解処理する嫌気性微生物層と、処理ガスを排出するガス排出管と、処理水を流出する越流堰とを有する嫌気性廃水処理装置において、前記越流堰の手前に前記処理水に浮遊した嫌気性微生物のグラニュールの流出を抑制する流出防止板を具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明に係わる嫌気性廃水処理装置では、廃水をリアクタの下部から導入し嫌気性微生物層を通過させて廃水に含まれる有機物を還元分解処理する。そして、還元分解処理後の処理ガスはガス排出管に排出する。また、処理水は流出防止板と衝突し、処理水に浮遊した嫌気性微生物のグラニュールを下方に沈殿させ、その後に処理水を越流堰から流出させる。従って、嫌気性微生物のグラニュールの流出を抑制できる。
【００１３】
請求項２の発明に係わる嫌気性廃水処理装置は、請求項１の発明において、前記越流堰は、前記処理水が前記リアクタの内側から流入するように前記リアクタの内部側面に設けられ、前記流出防止板は前記越流堰から間隔を保って前記リアクタの内側に設けられたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明に係わる嫌気性廃水処理装置では、請求項１の発明の作用に加え、処理水は流出防止板に衝突して、処理水に浮遊した嫌気性微生物のグラニュールを下方に沈殿させる。そして、グラニュールが分離された処理水は流出防止板とリアクタの内部側面に設けられた越流堰との間隔から越流堰に流入する。これにより、嫌気性微生物のグラニュールの流出を抑制する。
【００１５】
請求項３の発明に係わる嫌気性廃水処理装置は、請求項１の発明において、前記越流堰は、前記処理水が前記リアクタの内部側面側から流入するように前記リアクタの内部側面から間隔を保って設けられ、前記流出防止板は前記リアクタの内側方向の前記越流堰に設けられたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明に係わる嫌気性廃水処理装置では、請求項１の発明の作用に加え、処理水は流出防止板に衝突して、処理水に浮遊した嫌気性微生物のグラニュールを下方に沈殿させる。そして、グラニュールが分離された処理水はリアクタの内部側面と越流堰との間隔から越流堰に流入する。これにより、嫌気性微生物のグラニュールの流出を抑制する。
【００１７】
請求項４の発明に係わる嫌気性廃水処理装置は、請求項２または請求項３の発明において、前記間隔は、前記越流堰に流入する越流速度が前記嫌気性微生物のグラニュールの沈殿速度より遅くなることを満たす間隔であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明に係わる嫌気性廃水処理装置では、請求項２または請求項３の発明の作用に加え、越流堰に流入する越流速度は、嫌気性微生物のグラニュールの沈殿速度より遅いので、越流堰から嫌気性微生物のグラニュールが流出することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、嫌気性微生物のグラニュールの越流を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる嫌気性廃水処理装置の概略構成図であり、図１（ａ）は全体構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部分の拡大図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＢ方向から見た越流堰２の部分説明図である。
【００２１】
図１（ａ）において、リアクタ１の下部には、反応部である嫌気性微生物層（グラニュール層）５が形成されており、このグラニュール層５には廃水流入管６からを通して噴流口７から廃水が供給される。グラニュール層５は、嫌気性微生物自体が保有している凝集・集塊機能を利用し沈降性のよいグラニュールという呼ばれる塊（通常は直径１〜３ｍｍ程度の塊）を作って極めて高濃度となっている。そのグラニュールにより廃水中の有機物をメタン等のガスに分解して廃水処理を行う。
【００２２】
一方、リアクタ１の上部には、気固液分離装置４が設けられており、グラニュール層５で発生したメタンガスや二酸化炭素と処理水およびグラニュールを分離する。気固液分離装置４で分離されたメタンガスや二酸化炭素の処理ガスは、ガス排出管８からリアクタ１の外部に排出され、処理水は越流堰２からリアクタ１の外部に排出される。
【００２３】
また、越流堰２の手前には、処理水に浮遊したグラニュールの流出を抑制するための流出防止板３が設置されている。処理水はこの流出防止板３と衝突し、処理水に浮遊したグラニュールを下方に沈殿させ、その後に処理水を越流堰２から流出させる。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、越流堰２はリアクタ１の内部側面に設けられ、流出防止板３は越流堰２から間隔を保ってリアクタ１の内側に設けられている。また、図１（ｃ）に示すように越流堰２には切欠部９が設けられており、処理水は流出防止板３と越流堰２との間隔を通って越流堰２の切欠部９から越流堰内に流入する。流出防止板３と越流堰２との間隔は、越流堰２に流入する越流速度がグラニュールの沈殿速度より遅くなる条件を満たす間隔としている。つまり、流出防止板３と越流堰２とで形成される流路がグラニュールの沈降速度より遅くなる流路となるように、流出防止板３の設置位置は決められる。
【００２５】
これにより、リアクタ１の内部の処理水は流出防止板３に衝突して、処理水に浮遊したグラニュールを下方に沈殿させ、その後に、グラニュールが分離された処理水を、流出防止板３とリアクタ１の内部側面に設けられた越流堰２との間隔から越流堰２に流入させる。従って、グラニュールの越流堰２からの流出が抑制される。
【００２６】
次に、作用を説明する。廃水は廃水流入管６の噴流口７からリアクタ１内の底部にほぼ均一に分散して流入し、リアクタ１内を上向流でグラニュール層５を通過する。その間、廃水中の有機物がメタンガスと二酸化炭素とに分解され廃水処理される。
【００２７】
発生したメタンガスと二酸化炭素との発酵ガスは気泡となって浮上し、リアクタ１内の上部を経てガス排出管８に流入する。グラニュールの一部はその発酵ガスの気泡に付着して浮上し、気固液分離装置４と接触しても分離しなかったグラニュールは水面まで到達する。この浮遊状態のグラニュールを含んだ処理水は、越流堰２の手前の流出防止板３と衝突することにより下方へ沈降する流れが生じる。これにより、グラニュールはリアクタ１の底部方向へ沈降し、処理水はグラニュールの沈降速度より遅い速度で越流堰２より排出される。
【００２８】
また、廃水流入管６の噴流口７が一部閉塞した場合には、廃水の上向流に偏りが生じ、グラニュール層５がその閉塞部に堆積する。その結果、有機物の分解により発生する発酵ガスがリアクタ１内の一部分に偏り、その発酵ガスの気泡が肥大し、水面上へ一気に吹き上げる現象が発生する。この場合の発酵ガスの吹き上げに巻き込まれた浮遊グラニュールの流出も流出防止板３で防ぐ。
【００２９】
以上述べたように、越流堰２の手前に流出防止板３を設置するので、気固液分離装置４で分離しなかった浮遊状態のグラニュールの流出を防ぐことができる。また、廃水流入管６の噴流口７の閉塞によって発生する発酵ガスの大量浮上によるグラニュールの流出も防ぐことができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる嫌気性廃水処理装置の概略構成図であり、図２（ａ）は全体構成図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ部分の拡大図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ方向から見た越流堰２の部分説明図である。この第２の実施の形態は、図２に示した第１の実施の形態に対し、越流堰２をリアクタ１の内部側面から間隔を保って設け、流出防止板３をリアクタ１の内側方向の越流堰２に設けたものである。その他の構成は、図１に示した第１の実施の形態と同一であるので、同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３１】
図２（ａ）において、グラニュ一ルの流出防止板３を具備した越流堰２がリアクタ１の内部側面から間隔を保って設けられている。この流出防止板３を具備した越流堰２とリアクタ１の内部側面との流路は、グラニュールの沈降速度より遅くなる流路となるように形成されている。
【００３２】
すなわち、図２（ｂ）に示すように、越流堰２はリアクタ１の内部側面から間隔を保って設けられ、流出防止板３はリアクタ１の内側方向の越流堰２に取り付けられている。浮遊状態のグラニュールを含んだ処理水は、流出防止板３に衝突してグラニュールを下方に沈殿させる。そして、グラニュールが分離された処理水はリアクタ１の内部側面と越流堰２との間隔を通って、図２（ｃ）に示す越流堰２の切欠部９から越流堰内に流入する。
【００３３】
リアクタ１の内部側面と越流堰２との間隔は、越流堰２に流入する越流速度がグラニュールの沈殿速度より遅くなる条件を満たす間隔としている。つまり、リアクタ１の内部側面と越流堰２とで形成される流路がグラニュールの沈降速度より遅くなる流路となるように、流出防止板３の設置位置は決められる。
【００３４】
これにより、リアクタ１の内部の処理水は流出防止板３に衝突して、処理水に浮遊したグラニュールを下方に沈殿させ、その後に、グラニュールが分離された処理水を、リアクタ１の内部側面と越流堰２との間隔から越流堰２に流入させる。従って、グラニュールの越流堰２からの流出が抑制される。
【００３５】
また、廃水流入管６の噴流口７が一部閉塞した場合に発生するガスの吹き上げに対し、そのガスの吹き上げに巻き込まれた浮遊グラニュールの流出を越流堰２に具備された流出防止板３で防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる嫌気性廃水処理装置の概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる嫌気性廃水処理装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００３７】
１…リアクタ、２…越流堰、３…流出防止板、４…気固液分離装置、５…グラニュール層、６…廃水流入管、７…噴流口、８…ガス排出管、９…切欠部
【図１】
2006297394.tif 000003
【図２】
2006297394.tif 000004