(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が流入されてこれを発酵するための主発酵部と、この主発酵部の上方に配置され消化処理水を排出する上部空間室と、前記主発酵部で発酵された被処理水を発酵により発生したガス圧により上部空間室へ導くミキシングシャフトとを備えた嫌気性消化槽において、
常温で固体である物質からなるアルカリ補給剤が充填された透水性容器を、前記主発酵室内に、前記ミキシングシャフトを貫通する索条により吊り下げて、前記主発酵部に流入される被処理水に浸漬するように配置したことを特徴とする嫌気性消化槽。
【請求項２】
前記透水性容器は、一つの索条に対して上下方向に複数個が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の嫌気性消化槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物を嫌気性消化方法により処理するために用いる嫌気性消化槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性廃水の処理方法においては、古くから嫌気性消化方法が知られている。嫌気性消化方法とは、有機性廃水を嫌気性液化菌群（腐敗菌群）およびガス化菌群（メタン菌群）等のバクテリアにより発酵、ガス化させて減量化を行う方法である。この嫌気性消化方法は、発生するメタンガスを消化装置の動力として使えることや、消化残留物である消化汚泥を肥料として有効利用できることなど、無公害かつ省エネルギ的特徴を多く有する。
【０００３】
嫌気性消化を効率的に実施する装置としてＢＩＭＡ嫌気性消化槽が知られている。ＢＩＭＡ嫌気性消化槽は、以下の動作サイクルを繰り返すことにより有機性廃水を消化する。
【０００４】
すなわち、均圧弁Ｖを閉止した状態で、嫌気性消化槽１１０内の主発酵部１１２内に流入された有機性廃水１１４は上述したバクテリアにより発酵し（サイクル１）、発酵により発生したガス圧Ｐにより主発酵部１１２内の有機性廃水１１４はセンターチューブ１１６を通って上部空間室１１８の内側揚水部１１８ａに導かれるとともに、ミキシングシャフト１２０を通って上部空間室１１８の外側揚水部１１８ｂに導かれる（サイクル２）。外側揚水部１１８ｂの有機性廃水１１４は消化汚泥流出パイプ１２２から排水され、原水導入管１２４からセンターチューブ１１６内に新たに処理すべき有機性廃水１１４が補充される（サイクル３）。この状態で均圧弁Ｖを開放することにより、内側揚水部１１８ａおよびセンターチューブ１１６内の有機性廃水１１４が自重により流下すると同時に、センターチューブ１１６内を流下した有機性廃水１１４は螺旋状ノズル１２８を通って主発酵部１１２内に流出され、この結果主発酵部１１２内の有機性廃水１１４にセンターチューブ１１６廻りの旋回流が生じ、攪拌される（サイクル４）。均圧弁Ｖを閉じれば、再びサイクル１の状態に戻る。以上のようにＢＩＭＡ嫌気性消化槽においては、外部から特別なエネルギを供給することなく有機性廃水を攪拌・混合することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、嫌気性処理プロセスは、高分子有機性物質の加水分解による低分子可溶性物質の生成に始まり、次いで、その低分子可溶性物質を嫌気性液化菌群（腐敗菌群）の作用により酢酸、プロピオン酸、酪酸などの低級揮発性脂肪酸に分解する。さらに、これら低級揮発性脂肪酸はガス化菌群（メタン菌群）によりメタン化される。これらのプロセスの中で、特にメタン発酵プロセスにおいては、メタン細菌の増殖速度が他のプロセスに比べて遅いため、前のプロセスで生成される揮発性脂肪酸の分解が十分に行われず、反応液中の揮発性脂肪酸の含有量が増大することとなり、反応液のｐＨが低下し、その結果としてメタン細菌の増殖速度の低下を加速することとなる。
【０００６】
ところで、上述した嫌気性消化プロセスを、支障なく進行させ、充分なメタン発酵を行うに際しては、メタン細菌の生育に適したｐＨ濃度、すなわちｐＨ６．５〜７．８、とりわけ７．２〜７．４の弱アルカリ性に有機性廃水のｐＨを保つ必要がある。このようなｐＨ管理を自動化する目的で、有機性廃水のｐＨをモニターし、測定されたｐＨから判断される適量のアルカリ補給剤を、自動的に有機性廃水に添加する装置が既に知られている（例えば特開昭５８−１１１００号公報を参照）。
【０００７】
しかしながら、自動的に有機性廃水にアルカリ補給材を添加するために、外部のエネルギが必要となり、外部エネルギを供給することなく汚泥の攪拌・混合が可能であるといったＢＩＭＡ嫌気性消化槽の利点が減殺される上、装置全体が大型化かつ複雑化するという課題がある。また、消化槽内における有機性廃水の発酵の全過程でアルカリが必要とされるわけではなく、特定部の発酵過程でのみアルカリが必要であることが知られているが、当該特定の発酵過程におけるアルカリの必要量が有機性廃水全体に添加されるため、アルカリ補給剤が過剰に使用されるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、特別な装置を用いることなく、また公知の消化槽を殆ど変更することなく適量のアルカリ補給剤を自動的に添加することができる嫌気性消化槽を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被処理水が流入されてこれを発酵するための主発酵部と、この主発酵部の上方に配置され消化処理水を排出する上部空間室と、前記主発酵部で発酵された被処理水を、発酵により生じたガス圧を利用して上部空間室へ導くミキシングシャフトとを備えた嫌気性消化槽において、常温で固体である物質からなるアルカリ補給剤が充填された透水性容器を、前記主発酵室内に、前記ミキシングシャフトを貫通する索条により吊り下げて、前記主発酵部に流入される被処理水に浸漬するように配置させる。（請求項１）。このようにすれば、特にアルカリが不足しやすい主発酵部に直接、アルカリ補給剤を供給することができる。
【００１３】
また、前記透水性容器を、一つの索条に対して上下方向に複数個取り付けることにより、吊り下げ等の配設作業の簡便化を図り、また同時に、アルカリ補給剤と有機性廃水との接触面積の調整が可能となるようにする（請求項２）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明をＢＩＭＡ嫌気性消化槽に適用した例を示している。ＢＩＭＡ嫌気性消化槽１は、漏斗状の隔壁３により上下に画成された主発酵部１０と、上部空間室１２とを備え、上部空間室１２は隔壁３上に立設された仕切り１４により区画された内側揚水部１２a と外側揚水部１２ｂとを有している。主発酵部１０と上部空間室１２とは消化槽本体のほぼ中心軸上に設けられたセンターチューブ２と隔壁３から開口垂下されたミキシングシャフト２０とを介して連通している。また、主発酵部１０と上部空間室１２とは連通管１６によって連通され、この連通管の途中には消化槽の上部に配置された差圧調整弁１８が設けられている。センターチューブ２には消化槽本体１ａを貫通して設けられた原水導入管６が連結され新たに処理すべき被処理水としての有機性廃水はこの原水導入管６よりセンターチューブ２内に流入される。センターチューブ２の上部には、上部空間室１２の内側揚水部１２ｂに開口する排出口２２が設けられ、消化槽の天井部には上部空間室１２内の消化ガスを排出する消化ガス排出管２４が連結されている。また、外側揚水部１２ｂに揚水された有機性廃水を消化槽の外部へ排出するための消化廃水流出パイプ８が隔壁３および消化槽本体１ａの側壁を貫通して設けられている。
【００１７】
以上の構成のＢＩＭＡ嫌気性消化槽は先に説明した動作サイクルを繰り返すことにより、有機性廃水を消化することは従来技術と同様である。この消化サイクルにおいて、メタン細菌により嫌気性消化プロセスを効率良く稼働するためには、主発酵部１０内のｐＨを最適な状態に適宜調節する必要があることも従来技術と同様である。
【００１８】
そこで、本発明においては、常温で固体である物質からなるアルカリ補給剤（たとえば塩基性炭酸マグネシウム等）が充填された耐腐食性物質（樹脂等）からなる透水性容器２６を主発酵部１０に流入する有機性廃水に浸漬するように配置した。透水性容器２６としては例えば編み目状のものが用いられアルカリ補給剤の大きさ・形状、溶解度等の有機性廃水の性質等に応じて適宜その寸法外形、開口率等を最適なものに変更することが可能であるし、使い捨てができるように透水性容器２６そのものをアルカリ補給剤で作成してもよいし、容器なしでアルカリ補給剤自体を直接有機性廃水に浸漬してもよい。
【００１９】
透水性容器２６は、天井部に設けられたフックＨに係止された耐腐食性を有するワイヤ等の索条Ｒにより吊り下げられている。本実施形態では、既存のＢＩＭＡ嫌気性消化槽の構造を変更することなく、ミキシングシャフト２０を貫通させて透水性容器２６を吊り下げているが、吊り下げ位置はミキシングシャフト２０以外の部分、例えば隔壁３の下部に設けられたフック等から吊り下げるようにしてもよい。
【００２０】
一般に、主発酵部１０内において発酵は均一に進行しているわけではなく各所においてｐＨの値は異なっている。そこで、アルカリの不足している箇所にのみ透水性容器２６を吊り下げるようにすれば、各所の発酵進度に応じたアルカリ補給剤を供給することができる上、アルカリ補給剤の必要添加量を個数で管理できる。
【００２１】
なお、この発明は上記実施形態のものに限定されず、例えば、吊り下げのための索条は必要に応じて複数本とすることができる。この場合、それぞれの索条には１つのアルカリ補給剤を設けることもできるし、複数のアルカリ補給剤を設けることもできる。また、アルカリ補給剤は上下方向に長い一本物とすることもできるし、これを複数個設けることもできる。さらに、本実施例では上述したようにワイヤを用いて吊り下げられているが、このワイヤを例えば耐腐食性の剛直な金属棒や樹脂棒に代えることもできる。加えて消化槽の側壁を貫通するパイプを設け、このパイプを通じてアルカリ補給剤を吊り下げてもよい。
【００２２】
透水性容器２６の形状は図においては円柱体を採用しているが、取り付けの容易性や有機性廃水との接触面積の調節のため、適宜球体や、立方体、直方体、円錐体、角錐体等の様々な形態のものとすることもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、処理水が流入されてこれを発酵するための主発酵部と、この主発酵部の上方に配置され消化処理水を排出する上部空間室と、前記主発酵部で発酵された被処理水を、発酵により発生したガス圧を利用して上部空間室へ導くミキシングシャフトとを備えた嫌気性消化槽において、アルカリ補給剤が充填された透水性容器を、主発酵室内に、ミキシングシャフトを貫通する索条により吊り下げて、主発酵部に流入される被処理水に浸漬するように配置するという単純な構造により、公知の消化槽を殆ど変更することなく、公知の嫌気性消化槽にフック等の吊り下げ具を付加するだけで、アルカリが不足しやすい主発酵部に直接アルカリ補給剤が供給され、効率的である（請求項１）。
【００２７】
また、透水性容器を、一つの索条に対して上下方向に複数個取り付けるようにしたので、アルカリの必要添加量を個数で管理することができ、吊り下げ等の配設作業が簡便である（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＢＩＭＡ嫌気性消化槽の斜視図である。
【図２】従来型のＢＩＭＡ嫌気性消化槽の断面図である。
【図３】ＢＩＭＡ嫌気性消化槽における消化サイクル説明図である。
【符号の説明】
１  ＢＩＭＡ嫌気性消化槽
１０  主発酵部
１２  上部空間室
２０  ミキシングシャフト
２６    透水性容器
【図１】
0003911735.tif 000002
【図２】
0003911735.tif 000003
【図３】
0003911735.tif 000004