(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるよう配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びるよう配した下降管とを備え、且つ該リアクターの上記排水入口に、処理すべき有機性排水に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた有機性排水を供給できるようにした溶解槽を接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成を有することを特徴とする加圧流動床方式排水処理装置。
【請求項２】
底部及び下部側壁にそれぞれ排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるように配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びる下降管とを備え、且つ該リアクターの上記下部側壁の排水入口に、処理すべき有機性排水の一部に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた有機性排水を供給できるようにした溶解槽を接続すると共に、リアクター底部の排水入口に処理すべき有機性排水の残部を供給するための排水供給ラインを接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成を有することを特徴とする加圧流動床方式排水処理装置。
【請求項３】
底部及び下部側壁にそれぞれ排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるように配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びる下降管とを備え、且つ該リアクターの上記底部の排水入口に、処理すべき有機性排水を供給するための排水供給ラインを接続すると共に、下部側壁の排水入口に、上記処理水取出口から取り出される処理水の一部に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた処理水を供給できるようにした溶解槽を接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成を有することを特徴とする加圧流動床方式排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は下水や産業排水等の有機性排水中の有機成分を、加圧流動型のリアクター内の微生物付着担体の微生物により分解させる加圧流動床方式排水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水や産業排水、たとえば、食品製造分野、アルコール製造分野、紙パルプ製造分野、化学・石油化学分野、及び、畜産、ごみ浸出水、し尿、嫌気処理水等の有機性排水の処理手法の一つとしては、微細砂等の粒状担体に好気性の微生物を担持させて表面に微生物膜を形成させてなる微生物付着担体を、リアクターに充填し、該リアクターに有機性排水を上向流又は下向流で通水して上記微生物付着担体を流動状態とさせ、この流動する微生物付着担体に担持された好気性微生物により有機性排水中の有機物の分解除去を行わせる好気性流動床方式の排水処理装置がある。
【０００３】
しかし、有機性排水中の有機物の生物処理を行う場合は、通常、処理すべき有機物量、すなわち、ＢＯＤ量に対して重量比で０．５〜１．０以上の溶存酸素を与えなければならないのに対し、上記好気性流動床方式の排水処理装置では、処理すべき有機性排水に対する酸素の溶解を大気圧の下で行うようにしていたため、たとえ純酸素ガスを吹き込んだとしても得られる溶存酸素濃度が低く、したがって、有機性排水を希釈してから酸素ガスを吹き込まざるを得ず、装置の大型化を招くという問題があり、かかる問題点を解決するために、従来、好気性微生物を担持させた微生物付着担体を充填してある流動床方式のリアクターを加圧状態とすることにより、リアクター内の処理すべき有機性排水中の溶存酸素濃度を高めることができるようにして、好気性処理の処理能力を高めるようにした加圧流動床方式の排水処理装置が開発されてきている。この種、加圧流動床方式排水処理装置としては、処理反応に必須となる酸素含有ガス（主に空気）を加圧状態のリアクター内部に直接注入することにより、該加圧されたリアクター内部にて酸素を有機性排水に溶解させる方式のもの（特開平４−４０２９５号）と、リアクターの前段に加圧された溶解槽を設けて、該溶解槽にて処理すべき有機性排水中に加圧下で予め酸素を溶解させた後、該酸素の溶解された有機性排水を加圧状態のままリアクターに供給する方式のもの（特開昭５４−８１６６０号、特開昭５６−１００６９５号）が従来提案されており、特に、酸素溶解効率面からは、後者の方が優れたものとなっている。
【０００４】
すなわち、上記リアクターの前段に溶解槽を設ける形式の加圧流動床方式排水処理装置は、図４にその一例の概略を示す如く、底部２ａに排水入口３を設け、又、上部側壁に処理水取出口４を設け、且つ頂部２ｂにガス出口５を設けて、内部に、微細砂等の粒状担体に好気性微生物を担持させて表面に好気性微生物膜を形成させてなる微生物付着担体６を充填してなるリアクター１を構成し、該リアクター１の上記排水入口３に、上下方向に延びる筒型の加圧容器となる溶解槽７の下端部を、高酸素濃度排水供給ライン８を介して接続し、且つ上記溶解槽７は、頂部に、図示しないポンプを備えた排水供給部から加圧状態、たとえば、０．５〜０．７ＭＰａで供給される有機性排水１０を導く排水供給ライン９を接続すると共に、底部に、コンプレッサー１２を加圧空気送給ライン１１を介して接続した構成として、排水供給部より排水供給ライン９を通して溶解槽７に加圧された状態で送られる有機性排水１０に、該溶解槽７内にてコンプレッサー１２より加圧空気送給ライン１１を通して送給される加圧空気１３を吹き込むことにより、約８０％の窒素と約２０％の酸素とからなる加圧空気１３の酸素のほぼ全量と窒素の一部を溶解させて有機性排水１０中の溶存酸素濃度を高めることができるようにしてあり、更に、上記リアクター１の処理水取出口４には、減圧弁１５を備えた処理水取出ライン１４を接続した構成として、溶解槽７にて溶存酸素濃度の高められた有機性排水１０ａを、加圧状態のまま高酸素濃度排水供給ライン８を通してリアクター１に導き、該リアクター１の排水入口３より処理水取出口４に向かう有機性排水１０ａの上昇流により微生物付着担体６を流動させながら該微生物付着担体６の微生物により有機性排水１０ａ中の有機成分を、十分な酸素の存在する状態で酸化分解させ、しかる後、該有機成分が分解されて清浄化された処理水１６を、処理水取出口４よりオーバーフローさせて、処理水取出ライン１４を通して回収できるようにしてある。
【０００５】
なお、上記溶解槽７における加圧条件の下でも有機性排水１０ａ中に溶解せずに残る窒素主体の排気ガス１７は、溶解槽７の頂部より図示しない減圧弁付の放出ラインを通して大気中に放出するようにしてある。又、リアクター１内部で発生するガス１８は、該リアクター１のガス出口５に接続した図示しない減圧弁を備えたガス排出ラインを通して回収するようにしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４に示した如き従来の加圧流動床方式排水処理装置では、リアクター１において微生物付着担体６を流動させるためのエネルギーが、リアクター１内を排水入口３から処理水取出口４へ向かう有機性排水１０ａの上昇流のみであり、処理対象となる有機性排水１０の排水量のみではリアクター１内にて形成される上昇流が弱くて、微生物付着担体６の流動が不十分になる虞があるため、必要な上昇流速、すなわち、微生物付着担体６の流動エネルギーを確保するには、リアクター１の外部に循環ポンプ等の外部補助装置を設けなければならないという問題があり、このため消費電力が大きくなるという問題がある。又、たとえ上記外部補助装置を設けたとしても、微生物付着担体６のリアクター１内における流動はプラグフロー的になるため、排水入口３の近傍となる下部に位置する微生物付着担体６には非常に高い負荷がかかる一方、リアクター１の上部の微生物付着担体６には低い負荷しかかからず、このため微生物付着担体６に担持された微生物の潜在保有能力を１００％生かすことができないと共に、余剰増殖微生物量が増加してしまうという問題もある。更に、微生物付着担体６の微生物膜が徐々に肥厚するようになると、その見かけ比重が小さくなってリアクター１から外へ流出する虞が生じるようになるため、これを防止するために、肥厚した微生物膜をこれを担持する粒状担体から剥離、分離する手段、たとえば、リアクター１より微生物付着担体６を取り出すためのポンプ及び微生物付着担体６を撹拌して肥厚した微生物膜を分離するための撹拌機等を設けることが必要になると考えられるが、設備費用、消費電力、効率等の面で実用的なものは提案されていないというのが実状である。更に又、外部補助装置によりリアクター１内における微生物付着担体６と有機性排水１０ａとの流動接触に必要な上昇流速を確保した場合、上昇流速を増加すればするほど微生物付着担体６の系外流出を招き易くなり、結果的に処理能力の低下を招く虞があるという問題もある。
【０００７】
更に、上記加圧流動床方式排水処理装置を有機性排水１０中の窒素成分を除去するために用いる場合には、上記加圧流動床方式排水処理装置のリアクター１を、好気性条件下において有機性排水を硝化処理するＢＯＤ除去／硝化用リアクターとして使用すると共に、別途、上記硝化処理にて生成する硝酸を嫌気性条件下において脱窒処理するための脱窒用リアクターを設けて、上記加圧流動床方式排水処理装置のリアクター１にて硝化処理された処理水１６を、脱窒用リアクターに循環返送して嫌気的に処理する必要があり、このため、リアクターを２基設けなければならなくて、建設コストが嵩むという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、外部補助装置を要することなく微生物付着担体をリアクター内で効率よく循環させることができて、用いる微生物付着担体にかかる負荷の偏りを解消することができ、更に、微生物付着担体の肥厚した微生物膜を剥離、除去することができる加圧流動床方式排水処理装置を提供し、更に又、有機性排水中の窒素成分の除去に用いるＢＯＤ除去／硝化用リアクターと脱窒用リアクターとを一体化することも可能な加圧流動床方式排水処理装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、底部に排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるよう配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びるよう配した下降管とを備え、且つ該リアクターの上記排水入口に、処理すべき有機性排水に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた有機性排水を供給できるようにした溶解槽を接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター１内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成とする。
【００１０】
有機性排水は、溶解槽において加圧された状態で加圧空気が吹き込まれて溶存酸素濃度が高められた有機性排水とされた後、リアクター内に底部の排水入口から供給され、該入口より処理水取出口に向かう間に、該有機性排水の上昇流に伴って流動する微生物付着担体と接触させられて、有機成分が十分な酸素の存在の下で酸化分解され、該酸化分解により清浄化された処理水は、処理水取出口より回収されるようになる。この際、溶解槽より加圧ガスラインを通してガスリフト管の下端部に導かれた排気ガスは、ガスリフト管内を急速に上昇させられ、この排気ガスの急速な上昇に伴うガスリフトポンプ効果により、ガスリフト管の下端部より有機性排水及び微生物付着担体がガス分離槽まで汲み上げられる。ガス分離槽に汲み上げられた有機性排水及び微生物付着担体は、ガス分離槽内で排気ガスと分離され、自重により下降管を通してリアクターの下端部まで戻され、これにより、ガスリフト管の下端部よりも下方となるリアクター内の下部の領域には、リアクターの下端部から上方に向かった後、ガスリフト管、ガス分離槽、下降管を経由して再びリアクターの下端部に戻る有機性排水と微生物付着担体の内部循環流が生じさせられ、このため有機性排水と微生物付着担体の強い流動接触状態が形成される。一方、ガスリフト管の下端部よりも上方で且つ処理水取出口よりも下方となる領域では、処理対象水量に相当する量の有機性排水が下方から上方に通過するのみで、緩やかな流動状態となる。
【００１１】
又、底部及び下部側壁にそれぞれ排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるように配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びる下降管とを備え、且つ該リアクターの上記下部側壁の排水入口に、処理すべき有機性排水の一部に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた有機性排水を供給できるようにした溶解槽を接続すると共に、リアクター底部の排水入口に処理すべき有機性排水の残部を供給するための排水供給ラインを接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成、又は、底部及び下部側壁にそれぞれ排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるように配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びる下降管とを備え、且つ該リアクターの上記底部の排水入口に、処理すべき有機性排水を供給するための排水供給ラインを接続すると共に、下部側壁の排水入口に、上記処理水取出口から取り出される処理水の一部に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた処理水を供給できるようにした溶解槽を接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成とすることにより、リアクター内部に上記と同様な有機性排水及び微生物付着担体の内部循環を形成させることができると共に、リアクターの下部側壁の排水入口よりも上方を好気性の領域とし且つ上記排水入口よりも下方を嫌気性の領域とすることができるため、好気性領域における有機性廃棄物の酸化分解により生じる物質を、嫌気性領域に循環させることができ、このため、微生物付着担体に担持される微生物として、硝化菌等の微生物を用いることにより、有機性排水の窒素成分を上記好気性領域にて硝酸型の窒素成分とした後、嫌気性領域に送り、該嫌気性領域にて上記硝酸型の窒素成分中の酸素を微生物の呼吸により消費させて遊離の窒素成分とすることが可能となることから、有機性排水中の窒素成分の除去に用いるＢＯＤ除去／硝化用リアクターと脱窒用リアクターとを一体化することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の加圧流動床方式排水処理装置の実施の一形態を示すもので、図４に示したものと同様な構成としてある加圧流動床方式排水処理装置におけるリアクター１の上方位置に、ガス分離槽１９を設置して、該ガス分離槽１９の底部を貫通させて上端部を挿入させ且つリアクター１の頂部２ｂを貫通させて下端部を処理水取出口４より所要寸法低い位置に達する深さ位置までガスリフト管２０を配設すると共に、上記ガス分離槽１９の底部よりリアクター１の頂部２ｂを貫通して該リアクター１の下端部まで延びるよう上下方向に下降管２１を配設し、更に、上記ガスリフト管２０の下端部に一端部を接続した加圧ガスライン２２の他端部を、リアクター１の側壁を貫通させて外部に突出させて、該突出端部を溶解槽５の上端部に接続し、溶解槽７の加圧条件下においても有機性排水１０中に溶解せずに残る窒素主体の排気ガス１７を、上記加圧ガスライン２２を通してガスリフト管２０の下端部に導くようにする。
【００１４】
２３は下端部をリアクター１の頂部２ｂのガス出口５に接続し、且つ上端部をガス分離槽１９の底部を貫通させて該ガス分離槽１９内部の高さ方向中間位置まで突出させるようにして取り付けたガス取出管で、リアクター１内で発生して該ガス取出管２３を通してガス分離槽１９に導かれるガス１８と、溶解槽７より加圧ガスライン２２を通してガスリフト管２０の下端部に導かれた後、該ガスリフト管２０内を上昇してガス分離槽１９に達した排気ガス１７が、共にガス分離槽１９の頂部に設けたガス出口２４より、図示しない減圧弁を備えた排ガスラインを通して回収できるようにしてある。その他の構成は、図４に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００１５】
有機性排水１０は、従来と同様に０．５〜０．７ＭＰａに加圧された状態で排水供給部より排水供給ライン９を通して溶解槽７に送られ、該溶解槽７における加圧条件の下でコンプレッサー１２より加圧空気送給ライン１１を通して送給される加圧空気１３が吹き込まれて溶存酸素濃度が高められた有機性排水１０ａとされた後、高酸素排水供給ライン８を通してリアクター１Ａに送られる。該リアクター１に送られた有機性排水１０ａは、排水入口３より処理水取出口４に向かう間に、該有機性排水１０ａの上昇流に伴って流動する微生物付着担体６と接触させられることにより、有機成分が十分な酸素の存在の下で酸化分解され、該酸化分解により清浄化された処理水１６は、処理水取出口４より処理水取出ライン１４を通して回収されるようになる。この際、溶解槽７より加圧ガスライン２２を通してガスリフト管２０の下端部に導かれた排気ガス１７は、ガスリフト管２０の下端部の内部に侵入している有機性排水１０ａや微生物付着担体５に比して、その比重がきわめて小さいため、ガスリフト管２０内を急速に上昇させられ、この排気ガス１７のガスリフト管２０内における急速な上昇に伴うガスリフトポンプ効果により、ガスリフト管２０の下端部より有機性排水１０ａ及び微生物付着担体６がガス分離槽１９まで汲み上げられる。ガス分離槽１９まで汲み上げられた有機性排水１０ａ及び微生物付着担体６は、ガス分離槽１９内で排気ガス１７と分離され、自重により下降管２１を通してリアクター１の下端部まで戻され、これにより、ガスリフト管２０の下端部よりも下方となるリアクター１内の下部の領域Ａでは、下端部から上方に向かった後、ガスリフト管２０、ガス分離槽１９、下降管２１を経由して再びリアクター１の下端部に戻される有機性排水１０ａと微生物付着担体６の内部循環流が生じさせられ、このため有機性排水１０ａと微生物付着担体６の強い流動接触状態が形成される。一方、ガスリフト管２０の下端部よりも上方で且つ処理水取出口４よりも下方となる領域Ｂでは、処理対象水量、すなわち、リアクター１に供給される有機性排水１０ａの量に相当する量の有機性排水１０ａが下方から上方に通過するのみで、緩やかな流動状態となる。
【００１６】
このように、従来は大気中に放出していた溶解槽７での有機性排水１０ａに対する未溶解成分である排気ガス１７を利用して、リアクター１内の領域Ａに有機性排水１０ａの内部循環流を積極的に生じさせることができるため、流動状態を作り出すのに必要な高い上昇流速を生じさせるための循環ポンプの如き外部動力は不要となり、又、上記有機性排水１０ａの内部循環流に伴って微生物付着担体６も内部循環させることができることから、微生物付着担体６にかかる負荷を均一化することができて、従来に比してより高負荷の運転が可能となると共に、余剰増殖微生物の発生を抑制して余剰汚泥発生量を削減できる。更に、内部循環の途中で微生物付着担体６同士が接触することにより、過剰に肥厚した微生物膜が剥離されるので、特別な剥離、分離装置は不要となる。
【００１７】
更に、ガスリフト管２０よりも上方で且つ処理水取出口より下方の領域Ｂでは、流動状態を緩やかなものとすることができるので、循環ポンプ等の外部動力によって微生物付着担体６の流動状態を創出する場合に比して、処理水取出口４より微生物付着担体６が流出する虞を少なくすることができる。
【００１８】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１に示した実施の形態において、図示しない排水供給部より有機性排水１０を導く排水供給ライン９を溶解槽７の頂部に接続し且つ該溶解槽７の下端部をリアクター１の排水入口３に高酸素濃度排水供給ライン８を介し接続して、有機性排水１０の全量に溶解槽７にて酸素を溶解させて溶存酸素濃度を高めた後、該溶存酸素濃度の高い有機性排水１０ａをリアクター１の排水入口３に供給するようにした構成に代えて、溶解槽７の頂部に接続した排水供給ライン９を分岐させて、分岐ライン９ａをリアクター１の排水入口３に直接接続し、且つ該溶解槽７の下端部に一端部を接続した高酸素濃度排水供給ライン８の他端部を、ガスリフト管２０の下端部よりも下方で且つ下降管２１の下端部よりも上方となるリアクター１の下部側壁に設けた排水入口２５に接続し、更に、排水供給ライン９と分岐ライン９ａにそれぞれ流量調整弁２６ａ、２６ｂを設けた構成として、流量調整弁２６ａと２６ｂの開度をそれぞれ調整することにより、処理すべき有機性排水１０の一部を溶解槽７に送ると共に、該溶解槽７内の排水中にコンプレッサー１２で加圧された加圧空気１３を吹き込んで溶存酸素濃度を高めた有機性排水１０ａを排水入口２５よりリアクター１に供給すると共に、分岐ライン９ａに導いた処理すべき有機性排水１０の残部を、リアクター１の排水入口３に直接供給するようにしたものである。
【００１９】
その他、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００２０】
本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様に溶解槽７より排出される排気ガス１７により、リアクター１の下部領域に、ガスリフト管２０とガス分離槽１９と下降管２１を経由して再びリアクター１の下端部に戻る有機性排水及び微生物付着担体６の循環流を形成させることができ、この際、溶存酸素濃度を高めてなる有機性排水１０ａをリアクター１の下部の排水入口２５から、又、溶存酸素濃度を高めていない有機性排水１０をリアクター１の底部２ａの排水入口３からそれぞれ供給するようにしているので、排水入口２５よりも上方を好気性の領域Ａ１とし、且つ該排水入口２５よりも下方を嫌気性の領域Ａ２とすることができる。このため、微生物付着担体６に担持されている微生物として硝化菌等の微生物を用いれば、上記好気性領域Ａ１において有機性排水１０ａ中のアンモニア型の窒素分が、十分な酸素の存在の下において微生物付着担体６の微生物により硝酸型の窒素分に変換されて硝化処理が行われ、しかる後、該硝化処理されて硝酸型の窒素分を含有するようになった有機性排水１０が、ガスリフト管２０、ガス分離槽１９、下降管２１を経由して、排水入口２５よりも下方、すなわち、嫌気性領域Ａ２となっているリアクター１の下端部に循環されると、該嫌気性領域Ａ２の下で、硝酸型の窒素分の酸素が微生物付着担体６の微生物の呼吸によりを消費されるため、遊離型の窒素を生成する脱窒処理が行われるようになる。
【００２１】
このように、本実施の形態によれば、有機性排水中の窒素成分の除去に用いるＢＯＤ除去／硝化用リアクターと脱窒用リアクターとを一体化してコンパクトなものとすることが可能となる。
【００２２】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図２に示したものと同様な構成としてある加圧流動床方式排水処理装置において、処理すべき有機性排水１０を排水供給ライン９と分岐ライン９ａに分岐させて溶解槽７の頂部とリアクター１の底部２ａの排水入口３に接続させた構成に代えて、排水供給ライン９をリアクター１の排水入口３に接続して、該排水供給ライン９を通して有機排水供給部より加圧状態で導かれる有機性排水１０の全量をリアクター１内に底部２ａの排水入口３より供給させるようにすると共に、処理水排出ライン１４を分岐させて、途中に処理水循環ポンプ２８を備えた処理水循環ライン２７を設け、該処理水循環ライン２７を、溶解槽７の頂部に接続し、更に、高酸素濃度排水供給ライン８に代えて、高酸素濃度処理水供給ライン２９を排水入口２５に接続した構成として、処理水循環ポンプ２８の駆動により処理水取出口４より処理水取出ラインに取り出された処理水１６の一部を、処理水循環ライン２７を通して溶解槽７に供給すると共に、該溶解槽７内に、コンプレッサー１２で加圧された加圧空気１３を吹き込むことにより、該加圧空気１３中の酸素を処理水１６中に溶解させて溶存酸素濃度を高めた後、該溶存酸素濃度の高められた処理水１６ａを、高酸素濃度処理水供給ライン２９を通してリアクター１内に排水入口２５より供給する構成としたものである。
【００２３】
本実施の形態によっても図２の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、ガスリフト管２０の下端位置は図示より上方位置としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の加圧流動床方式排水処理装置によれば、底部に排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるよう配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びるよう配した下降管とを備え、且つ該リアクターの上記排水入口に、処理すべき有機性排水に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた有機性排水を供給できるようにした溶解槽を接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成としてあるので、従来は大気中に放出していた溶解槽での有機性排水に対する未溶解成分である排気ガスを利用して、リアクターの下部の領域に積極的に有機性排水の内部循環流を生じさせることができるため、内部循環を生じさせるための循環ポンプの如き外部動力は不要とすることができ、又、上記有機性排水の内部循環流に伴って微生物付着担体も内部循環させることができることから、微生物付着担体にかかる負荷を均一化することができて、従来に比してより高負荷の運転が可能となると共に、余剰増殖微生物の発生を抑制して余剰汚泥発生量を削減でき、更に、内部循環の途中で微生物付着担体同士が接触することにより、過剰に肥厚した微生物膜が剥離されるので、特別な剥離、分離装置は不要とすることができ、更に又、ガスリフト管の下端部よりも上方で且つ処理水取出口より下方の領域では、流動状態を緩やかなものとすることができるため、循環ポンプ等の外部動力によって微生物付着担体の流動状態を創出する場合に比して、処理水取出口より微生物付着担体が流出する虞を少なくすることができるという優れた効果を発揮することができ、又、底部及び下部側壁にそれぞれ排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるように配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びる下降管とを備え、且つ該リアクターの上記下部側壁の排水入口に、処理すべき有機性排水の一部に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた有機性排水を供給できるようにした溶解槽を接続すると共に、リアクター底部の排水入口に処理すべき有機性排水の残部を供給するための排水供給ラインを接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成、又は、底部及び下部側壁にそれぞれ排水入口を設け且つ上部側壁に処理水取出口を設けて内部に流動層を形成する微生物付着担体を収納してなるリアクター内に、上記処理水取出口よりも所要寸法下方の位置から該リアクターの頂部を貫通して上方に延びるように配したガスリフト管と、該ガスリフト管の上端部に連結したガス分離槽と、該ガス分離槽の底部からリアクターの頂部を貫通して該リアクター内の下端部まで上下方向に延びる下降管とを備え、且つ該リアクターの上記底部の排水入口に、処理すべき有機性排水を供給するための排水供給ラインを接続すると共に、下部側壁の排水入口に、上記処理水取出口から取り出される処理水の一部に加圧下で加圧空気を吹き込むことにより溶存酸素濃度を高めた処理水を供給できるようにした溶解槽を接続し、且つ上記ガスリフト管の下端部に、上記溶解槽の排気ガスを導くための加圧ガスラインを接続してなり、上記溶解槽の排気ガスによるガスリフトポンプ効果によりリアクター内の微生物付着担体及び有機性排水をガスリフト管を通してガス分離槽に汲み上げるようにした構成とすることにより、リアクター内部に上記と同様な有機性排水及び微生物付着担体の内部循環を形成させることができると共に、リアクターの下部側壁の入口よりも上方を好気性の領域とし且つ上記入口よりも下方を嫌気性の領域とすることができるため、好気性領域における有機性廃棄物の酸化分解により生じる物質を、嫌気性領域に循環させることができ、このため、微生物付着担体に担持される微生物として、硝化菌等の微生物を用いることにより、有機性排水の窒素成分を上記好気性領域にて硝酸型の窒素成分とした後、嫌気性領域に送り、該嫌気性領域にて上記硝酸型の窒素成分中の酸素を微生物の呼吸により消費させて遊離の窒素成分とすることが可能となることから、有機性排水中の窒素成分の除去に用いるＢＯＤ除去／硝化用リアクターと脱窒用リアクターとを一体化することが可能になるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加圧流動床方式排水処理装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図４】従来の加圧流動床方式排水処理装置の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１  リアクター
２ａ  底部
２ｂ  頂部
３  排水入口
４  処理水取出口
６  微生物付着担体
７  溶解槽
９  排水供給ライン
１０，１０ａ  有機性排水
１６，１６ａ  処理水
１７  排気ガス
１９  ガス分離槽
２０  ガスリフト管
２１  下降管
２２  加圧ガスライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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