(57)【要約】【課題】流動性の担体を充填した嫌気性反応槽を備えた嫌気性処理装置において、設置スペースの低減を図る。【解決手段】原水を酸生成槽１で処理した後、ｐＨ調整槽２にてｐＨ調整し、反応槽３に上向流で通水して処理する。反応槽３から流出した処理水中の担体は、気泡分離配管５を流下する間に気泡が分離除去され、処理水槽６内で沈降する。処理水槽６のスクリーン６Ａの透過水の一部は、処理水として系外へ排出され、残部は酸生成槽１に循環される。処理水槽６の少なくとも一部が酸生成槽１の上方に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を受け入れる酸生成槽と、
流動性の非生物担体が充填されており、該酸生成槽からの流出水が導入される反応槽と、
該反応槽から前記担体を含む処理水が導入される処理水槽と、
該処理水槽から処理水の一部を取り出す取出配管と、
該処理水槽から処理水の残部を前記酸生成槽に導入する返送配管と
を備えた嫌気性処理装置において、
前記処理水槽の少なくとも一部が、前記酸生成槽の上方に配置されていることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項２】
原水を受け入れる酸生成槽と、
該酸生成槽からの流出水が導入されるｐＨ調整槽と、
流動性の非生物担体が充填されており、該ｐＨ調整槽からの流出水が導入される反応槽と、
該反応槽から前記担体を含む処理水が導入される処理水槽と、
該処理水槽から処理水の一部を取り出す取出配管と、
該処理水槽から処理水の残部を前記酸生成槽に導入する返送配管と
を備えた嫌気性処理装置において、
前記処理水槽の少なくとも一部が、前記酸生成槽及び／又はｐＨ調整槽の上方に配置されていることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記処理水槽からオーバーフローにより処理水が前記返送配管及び取出配管にそれぞれ流出することを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項４】
請求項３において、前記返送配管及び取出配管の少なくとも一方に、処理水の流量を調整するためのバルブが設けられていることを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の嫌気性処理装置を用いて有機性排水を処理する嫌気性処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応槽内に流動性を持つ担体を充填し、該担体の表面に生物膜を形成させて嫌気条件下で被処理水を通水して処理する嫌気性処理装置及び嫌気性処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性排水の嫌気性処理方法として、反応槽内に高密度で沈降性の大きいグラニュール汚泥を形成し、溶解性ＢＯＤを含む有機性排水を上向流通水して、スラッジブランケットを形成した状態で接触させて高負荷高速処理を行うＵＡＳＢ（Upflow  Anaerobic  Sludge  Blanket：上向流嫌気性スラッジブランケット）法が採用されている。この方法は、消化速度の遅い固形有機物を分離して別途処理し、消化速度の速い溶解性有機物のみを、嫌気性微生物密度の高いグラニュール汚泥を用いる嫌気性処理によって高負荷で高速処理する方法である。また、このＵＡＳＢ法を発展させたものとして、高さの高い反応槽を用いてさらに高流速で通水し、スラッジブランケットを高展開率で展開して、さらに高負荷で嫌気性処理を行うＥＧＳＢ（Expanded  Granule  Sludge  Blanket）法も行われている。
【０００３】
ＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ法などのグラニュール汚泥を用いる嫌気性処理は、嫌気性微生物を含む汚泥をグラニュール状に維持、増殖させて処理する方法である。この方法は担体に汚泥を保持する固定床や流動床による処理と比較して高い汚泥保持濃度を達成することができるため、高負荷運転が可能であり、また、既に稼働中の処理系から余剰汚泥を調達することにより短期間で立上げが可能であり、最も効率的な嫌気性処理法として一般にも認識されている。
【０００４】
しかし、これらグラニュール汚泥を用いる方法は、排水のＣＯＤ濃度が高い（ＣＯＤＣｒ濃度として概ね２０００ｍｇ／Ｌ以上）場合には非常に効率が高いが、ＣＯＤ濃度が低い場合（ＣＯＤＣｒ濃度として概ね２０００ｍｇ／Ｌ以下）には反応槽に多くの水量を流す必要が生じ、グラニュールが流出してしまう危険性が増し、安定した性能を発揮し得ない傾向がある。
【０００５】
また、排水の種類によってはグラニュールが形成されにくい排水が存在し、初期に投入したグラニュールが徐々に解体してしまい、運転不能となる場合があることも知られている。
【０００６】
これに対し、流動性の非生物担体を用いる方法では、スクリーン等の機械的な方法で反応槽からの担体の流出を防ぐことができ、また、担体表面は常に微生物の生育場所として確保できるため、低濃度のＣＯＤ排水やグラニュールが解体してしまうような排水に対しても適用できるという利点がある。
【０００７】
また、非生物担体であれば比重や大きさの設計の自由度が高く、グラニュールと比較すると沈降速度を非常に大きく設定することも可能である。沈降速度の大きな担体を利用すると、グラニュール法において必要とされる固液分離のための機構（ＧＳＳ）が不要となり、反応槽の有効体積を大きくするとともに建設コストも大幅に抑えることができるという利点もある。
【０００８】
しかしながら、流動性の非生物担体を用いる方法では、担体に微生物が付着して担体の表面に生物膜が形成され、生物膜内部でガスが発生する反応が進行し、発生したガスが担体に付着する結果、担体の見かけ比重が小さくなって担体が反応槽内で浮上し、処理水と共に流出してしまうという問題がある。このような問題は、比重が大きく、沈降速度の大きい担体を用いることにより軽減することは可能であるが、比重が過度に大きく、沈降速度が過度に大きい担体では、被処理水との接触効率が悪く十分な処理効率が得られず、また、沈降した担体の堆積層に固形物が蓄積して流路が閉塞するといった問題があり、一方で、このような問題のない担体を用いた場合、上述の発生ガスによる担体の浮上、流出を避けることは困難である。
【０００９】
特許文献１，２では、浮上した担体を反応槽から抜き出し、抜き出した担体を反応槽外部に引き回した循環配管で再度反応槽に戻すようにした装置が提案されている。図２は、特許文献１の嫌気性処理装置のフロー図である。
【００１０】
この嫌気性処理装置は、被処理水（原水）を酸生成槽１で処理した後、ｐＨ調整槽２に送給してｐＨ調整し、ｐＨ調整水をポンプＰ１により流動性非生物担体４を充填した反応槽３に上向流で通水して処理するものである。反応槽３の上部側壁には、反応槽３内の処理水を浮上した担体と共に抜き出す流出配管５Ａが設けられ、この流出配管５Ａに、５０ｃｍ以上の落差を有する気泡分離配管５が鉛直方向に連結されている。
【００１１】
気泡分離配管５の流出口側は、底面が傾斜面とされた処理水槽６内に開口する。６Ａはスクリーンである。反応槽３から流出する浮上担体を含む処理水は、流出配管５Ａを経て気泡分離配管５を流下した後、スクリーン６Ａを有する処理水槽６に送給される。反応槽３から流出した処理水中の担体は、気泡分離配管５を流下する間に気泡が分離除去されることにより沈降性が回復し、処理水槽６内で速やかに沈降する。処理水槽６のスクリーン６Ａの透過水の一部は、処理水として系外へ排出され、残部は酸生成槽１に循環される。一方、処理水槽６で沈降した担体は、ポンプＰ２により処理水と共に反応槽４に返送される。１Ａ，２ＡはｐＨ計である。
【００１２】
上記の嫌気性処理装置では、酸生成槽１及びｐＨ調整槽２と処理水槽６とを並列的に設置しているため、嫌気性処理装置の設置面積が大きくなってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１２−１１０８２０
【特許文献２】特開２０１４−２３７１０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、流動性の担体を充填した嫌気性処理槽を備えた嫌気性処理装置において、設置スペースの低減を図ることを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、この嫌気性処理装置を用いた嫌気性処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１発明の嫌気性処理装置は、原水を受け入れる酸生成槽と、流動性の非生物担体が充填されており、該酸生成槽からの流出水が導入される反応槽と、該反応槽から前記担体を含む処理水が導入される処理水槽と、該処理水槽から処理水の一部を取り出す取出配管と、該処理水槽から処理水の残部を前記酸生成槽に導入する返送配管とを備えた嫌気性処理装置において、前記処理水槽の少なくとも一部が、前記酸生成槽の上方に配置されていることを特徴とするものである。
【００１７】
第２発明の嫌気性処理装置は、原水を受け入れる酸生成槽と、該酸生成槽からの流出水が導入されるｐＨ調整槽と、流動性の非生物担体が充填されており、該ｐＨ調整槽からの流出水が導入される反応槽と、該反応槽から前記担体を含む処理水が導入される処理水槽と、該処理水槽から処理水の一部を取り出す取出配管と、該処理水槽から処理水の残部を前記酸生成槽に導入する返送配管とを備えた嫌気性処理装置において、前記処理水槽の少なくとも一部が、前記酸生成槽及び／又はｐＨ調整槽の上方に配置されていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の一態様では、処理水槽からオーバーフローにより処理水が前記返送配管及び取出配管にそれぞれ流出する。
【００１９】
本発明の一態様では、返送配管及び取出配管の少なくとも一方に、処理水の流量を調整するためのバルブが設けられている。
【００２０】
本発明の嫌気性処理方法は、第１又は第２発明の嫌気性処理装置を用いて有機性排水を処理する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の嫌気性処理装置にあっては、酸生成槽及び／又はｐＨ調整槽の上方に処理水槽の少なくとも一部を配置しているので、嫌気性処理装置の設置面積を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態に係る嫌気性処理槽の模式的な縦断面図である。
【図２】従来の嫌気性処理装置のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１を参照して本発明の嫌気性処理装置の一例について説明する。
【００２４】
この嫌気性処理装置は、図２の嫌気性処理装置と同様に、被処理水（原水）を酸生成槽１で処理した後、ｐＨ調整槽２に送給してｐＨ調整し、ｐＨ調整水を配管１０及びポンプＰ１により流動性非生物担体４を充填した反応槽３に上向流で通水して処理するものである。反応槽３の上部側壁には、反応槽３内の処理水を浮上した担体と共に抜き出す流出配管５Ａが設けられ、この流出配管５Ａに、５０ｃｍ以上の落差を有する気泡分離配管５が鉛直方向に連結されている。
【００２５】
気泡分離配管５の流出口側は、底面が傾斜面とされた処理水槽６内に開口する。６Ａはスクリーンである。反応槽３から流出する浮上担体を含む処理水は、流出配管５Ａを経て気泡分離配管５を流下した後、スクリーン６Ａを有する処理水槽６に送給される。反応槽３から流出した処理水中の担体は、気泡分離配管５を流下する間に気泡が分離除去されることにより沈降性が回復し、処理水槽６内で速やかに沈降する。処理水槽６のスクリーン６Ａの透過水の一部は、取出配管８を介して処理水として系外へ排出され、残部は返送配管７を介して酸生成槽１に循環される。一方、処理水槽６で沈降した担体は、ポンプＰ２を有した配管９により処理水と共に反応槽４に返送される。図示は省略するが、酸生成槽１及びｐＨ調整槽２にｐＨ計が設けられている。
【００２６】
この実施の形態においては、酸生成槽１及びｐＨ調整槽２は処理水槽６よりも下位に設置されている。処理水配管７，８にはそれぞれ流量調整可能なバルブ７Ａ，８Ａが設けられている。処理水槽６のスクリーン６Ａを通過した処理水の一部は、ポンプを用いることなく、オーバーフローで、配管７を介して酸生成槽１へ導入され、処理水の残部は、配管８を介して処理水として取り出される。バルブ７Ａ，８Ａの開度を調整することにより、酸生成槽１への処理水返送量及び処理水の系外への取出量を調整することができる。なお、バルブ７Ａ，８Ａのうち一方のみを設けるようにしてもよい。
【００２７】
この実施の形態においては、処理水槽６の一部又は全部が酸生成槽１の上方に配置されている。このため、嫌気性処理装置の設置面積が図２の従来装置に比べて小さい。
【００２８】
上記実施の形態では、処理水槽６は酸生成槽１の上方に設置されているが、ｐＨ調整槽２の上方に設置されてもよい。また、処理水槽６は酸生成槽１及びｐＨ調整槽２の双方の上方にこれらに跨るように設置されてもよい。
【００２９】
本発明では、ｐＨ調整槽２を省略し、酸生成槽１の流出水を配管１０で反応槽３に導入し、この配管１０にアルカリ剤を添加するようにしてもよい。
【００３０】
本発明で用いる流動性非生物担体について次に説明する。
【００３１】
本発明で用いる流動性非生物担体は、好ましくは大きさ（平均値）が１．０〜５．０ｍｍ特に２．５〜４ｍｍで、沈降速度が２００〜５００ｍ／ｈｒのものである。なお、ここで、担体の大きさ、沈降速度とは、反応槽に充填される、微生物や気泡が付着していない担体の大きさと沈降速度を表す。
【００３２】
担体の大きさが大き過ぎると反応槽体積当りの表面積が小さくなり、小さ過ぎると沈降速度が遅くなり、処理水との分離が困難になる。なお、ここで、担体の大きさとは、通常「粒径」と称されるものであり、例えば直方体形状の担体であればその長辺の長さを表し、立方体形状の担体であればその一辺の長さをさし、円柱形状の担体であれば直径又は円柱の高さのうちいずれか大きい方を表す。また、これらの形状以外の異形形状の担体であれば、担体を２枚の平行な板で挟んだときに、この板の間隔が最も大きくなる部位の板の間隔を表す。
【００３３】
また、担体の沈降速度が小さすぎると、水流や発生ガスにより浮上し易く、逆に、担体の沈降速度が大きすぎると被処理水との接触効率が悪くなり、十分な処理効率が得られない、或いは担体の堆積層に固形物が蓄積して流路が閉塞するといった弊害が出る。
【００３４】
なお、ここで、担体の沈降速度とは、担体を水（水道水等の清水）に浸して沈んだものを取り出し、これを水（水道水等の清水）に入れたメスシリンダーに投入し、単位時間当たりの沈降距離を測定して求められた値であり、本発明においては、１０〜２０個の担体について測定を行い、その平均値を沈降速度とする。
【００３５】
本発明で用いる担体の構成材料には特に制限はない。
【００３６】
本発明において処理対象となる被処理水は、嫌気性微生物と接触させて嫌気性処理を行うことにより処理可能な有機物を含む液であればよく、組成や濃度には特に制限は無い。
【００３７】
被処理水のＣＯＤ濃度としては特に制限はないが、担体を用いる嫌気性処理は、前述の如く、ＵＡＳＢ法やＥＧＳＢ法のようなグラニュールを用いた処理への適用が困難な低濃度排水の処理において特に優れた効果を発揮することから、本発明における被処理水としては、ＣＯＤＣｒ濃度が２０００ｍｇ／Ｌ以下、例えば５００〜２０００ｍｇ／Ｌの低濃度排水の処理に有効である。このような排水としては、食品工場等の製造廃水、化学工場等の有機性廃水、一般下水等が含まれるが、何らこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３８】
１  酸生成槽
２  ｐＨ調整槽
３  反応槽
４  流動性非生物担体
５  気泡分離配管
６  処理水槽
７〜１０  配管
７Ａ，８Ａ  バルブ
【図１】
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【図２】
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