JPH0263597A - 上向流式嫌気性流動床型醗酵槽 - Google Patents
上向流式嫌気性流動床型醗酵槽Info
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- JPH0263597A JPH0263597A JP63215896A JP21589688A JPH0263597A JP H0263597 A JPH0263597 A JP H0263597A JP 63215896 A JP63215896 A JP 63215896A JP 21589688 A JP21589688 A JP 21589688A JP H0263597 A JPH0263597 A JP H0263597A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、上向流式嫌気性流動床型バイオリアクターに
係り、詳しくは、担体の流動界面の位置を検出すること
ができる界面センサーを設けた上向流型嫌気性流動床型
バイオリアクターに関するものである。
係り、詳しくは、担体の流動界面の位置を検出すること
ができる界面センサーを設けた上向流型嫌気性流動床型
バイオリアクターに関するものである。
周知の如く、上向流式嫌気性流動床型バイオリアクター
では、担体に付着した生物膜が次第に肥厚することによ
り、流動界面が上昇する。この流動界面の上昇に伴って
、担体が循環ラインやオーバーフローラインに入るよう
になる。担体が循環ラインに入ると、ポンプのケーシン
グ内に溜まり込んで、効率を低下させたり、インペラー
を摩耗させたり、嫌気性流動床型バイオリアクターの下
部より再度流入し、生物膜を過剰に剥離させたりする。
では、担体に付着した生物膜が次第に肥厚することによ
り、流動界面が上昇する。この流動界面の上昇に伴って
、担体が循環ラインやオーバーフローラインに入るよう
になる。担体が循環ラインに入ると、ポンプのケーシン
グ内に溜まり込んで、効率を低下させたり、インペラー
を摩耗させたり、嫌気性流動床型バイオリアクターの下
部より再度流入し、生物膜を過剰に剥離させたりする。
又、担体がオーバーフローラインに入ると、担体が系外
に流出して減少することになる。
に流出して減少することになる。
従って、これらの障害を取り除くために、流動速度を低
下させたり、生物膜を強制的に剥離させたりして界面を
安定させることが重要な技術となる。界面の高さを測定
することは、このような技術の最も基本的な情報となる
。
下させたり、生物膜を強制的に剥離させたりして界面を
安定させることが重要な技術となる。界面の高さを測定
することは、このような技術の最も基本的な情報となる
。
そこで、従来、光電センサー、赤外線センサー又は超音
波センサーによって界面の高さを測定することが検討さ
れている。
波センサーによって界面の高さを測定することが検討さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題］
然し、光電センサーや赤外線センサーでは、排水の着色
や浮遊物質のために測定ができなかった。
や浮遊物質のために測定ができなかった。
又、超音波センサーでも、通常市販されている周波数１
〜２ ＭＨｚのものでは、担体界面さえもセンシングが
不能であった。而も、気泡や浮遊物質のため、測定を妨
害されることも多く、これらの影響を排除する必要があ
った。
〜２ ＭＨｚのものでは、担体界面さえもセンシングが
不能であった。而も、気泡や浮遊物質のため、測定を妨
害されることも多く、これらの影響を排除する必要があ
った。
そこで、本発明者は、超音波センサーによって流動界面
の計測を行なうべく鋭意研究を行ったところ、周波数４
〜５ ＭＨｚの超音波の減衰を利用した超音波センサー
が、０．１〜１．０ ｍｍの担体によって形成される流
動界面に於ては、気泡や浮遊物質の影響を排除すること
ができ、極めて有効な・界面検出手段であることを見出
した。
の計測を行なうべく鋭意研究を行ったところ、周波数４
〜５ ＭＨｚの超音波の減衰を利用した超音波センサー
が、０．１〜１．０ ｍｍの担体によって形成される流
動界面に於ては、気泡や浮遊物質の影響を排除すること
ができ、極めて有効な・界面検出手段であることを見出
した。
本発明は斯かる本発明者の実験研究によって為されたも
ので、超音波センサーによって担体の流動界面の検出を
行なうことができる上向流式嫌気性流動床型バイオリア
クターを提供することにある。
ので、超音波センサーによって担体の流動界面の検出を
行なうことができる上向流式嫌気性流動床型バイオリア
クターを提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
本発明に係る上向流式嫌気性流動床型バイオリアクター
は、嫌気性流動床型バイオリアクターと、この嫌気性流
動床型バイ子リアクター内に充填され、生物が付着した
担体の下部から液を供給する手段とを備え、供給される
液の上向流によって生物が付着した担体が流動して界面
を形成する上向流式嫌気性流動床型バイオリアクターに
於て、嫌気性流動床型バイオリアクターに０．１〜１．
０ ｍｍの担体を入れると共に、周波数４〜５ ＭＨｚ
の超音波を発信するの発信部と受信部とを有する超音波
センサーを、嫌気性流動床型バイオリアクターの上方に
配設し、担体の流動界面の有無を検出するように構成し
たものである。
は、嫌気性流動床型バイオリアクターと、この嫌気性流
動床型バイ子リアクター内に充填され、生物が付着した
担体の下部から液を供給する手段とを備え、供給される
液の上向流によって生物が付着した担体が流動して界面
を形成する上向流式嫌気性流動床型バイオリアクターに
於て、嫌気性流動床型バイオリアクターに０．１〜１．
０ ｍｍの担体を入れると共に、周波数４〜５ ＭＨｚ
の超音波を発信するの発信部と受信部とを有する超音波
センサーを、嫌気性流動床型バイオリアクターの上方に
配設し、担体の流動界面の有無を検出するように構成し
たものである。
本発明に於ては、嫌気性流動床型バイオリアクターの上
方に配設した超音波センサーの発信部から周波数４〜５
Ｍｌｌｚの超音波を発信し、この発信部と受信部との
間に介在する液、又は担体と液との混合物による超音波
の減衰差で液、又は担体と液との混合物の有無を検出す
る。
方に配設した超音波センサーの発信部から周波数４〜５
Ｍｌｌｚの超音波を発信し、この発信部と受信部との
間に介在する液、又は担体と液との混合物による超音波
の減衰差で液、又は担体と液との混合物の有無を検出す
る。
〔実施例］
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実験Ｔ
第１図に示す実験装置を用いて、流動層の膨張率を変化
させた時の超音波センサー出力値を求めた。
させた時の超音波センサー出力値を求めた。
１００ φの透明アクリル樹脂製の塔１を用意し、この
塔１の下部に整流効果を持たせるためにガラスピーズ２
を敷き詰めた。そして、このガラスピーズ２上に担体３
として７号珪砂（平均粒径０．１５ｍｍ）を入れた。塔
１のガラスピーズ２が敷き詰められている流入口４に、
水導入管９を取り付け、塔ｌの上部のオーバーフロー口
５に、戻り管１０を取り付けている。水導入管９は三方
弁７と連通し、この三方弁７には管１２を介してマグネ
ットポンプ６が連通し、このマグネットポンプ６には管
１３を介して処理水貯槽８が連通している。そして、こ
の処理水貯槽８には、戻り管１ｏが連通し、三方弁７と
連通ずる戻り管１４が連通している。
塔１の下部に整流効果を持たせるためにガラスピーズ２
を敷き詰めた。そして、このガラスピーズ２上に担体３
として７号珪砂（平均粒径０．１５ｍｍ）を入れた。塔
１のガラスピーズ２が敷き詰められている流入口４に、
水導入管９を取り付け、塔ｌの上部のオーバーフロー口
５に、戻り管１０を取り付けている。水導入管９は三方
弁７と連通し、この三方弁７には管１２を介してマグネ
ットポンプ６が連通し、このマグネットポンプ６には管
１３を介して処理水貯槽８が連通している。そして、こ
の処理水貯槽８には、戻り管１ｏが連通し、三方弁７と
連通ずる戻り管１４が連通している。
マグネットポンプ６が駆動すると、処理水貯槽８に溜め
られた水道水は、管１３を介して吸引され、管１２．三
方弁７及び水導入管９へ介して塔１の流入口４から送り
込まれる。この水道水は担体３に上向流を与え上向流型
流動床１５を形成する。上向流速は三方弁７によって調
整し、膨張率を変化させる。
られた水道水は、管１３を介して吸引され、管１２．三
方弁７及び水導入管９へ介して塔１の流入口４から送り
込まれる。この水道水は担体３に上向流を与え上向流型
流動床１５を形成する。上向流速は三方弁７によって調
整し、膨張率を変化させる。
担体３の界面１６上には、滑車１９を介してロー１１８
で吊り下げられた超音波センサー１７が検出部上端を界
面１６と一敗するように設置しである。超音波センサー
１７からの出力値は、超音波センサー制御部２１を介し
て界面検出制御放置２０に取り込み、デジタル値に変換
するように構成されている。此処で使用する超音波セン
サー１゜０及び界面検出制御装置２０の仕様は、以下の
通りである。
で吊り下げられた超音波センサー１７が検出部上端を界
面１６と一敗するように設置しである。超音波センサー
１７からの出力値は、超音波センサー制御部２１を介し
て界面検出制御放置２０に取り込み、デジタル値に変換
するように構成されている。此処で使用する超音波セン
サー１゜０及び界面検出制御装置２０の仕様は、以下の
通りである。
超音波センサー１７：
周波数 １．５ ＭＨｚ
アナログ出力 Ｏ〜２０Ｖ
界面検出制御装置２０：
ＣＰ Ｕ Ｚ８０Ｂ
シリアル人出力 Ｒ３−２３２Ｃ
アナログ入力 −８ｖ〜−１８ｖ（水）デジタル値
２５５〜０ （水） ｔ１点出力ＡＣ１００Ｖ、０．５Ａ以上（Ｌ負荷）ＡＣ
入力 １００ｖ 実験■の結果のグラフを第２図に示す。図中、σは、流
動条件を変化させない上向流型流動床１５に設置した超
音波センサー１７から、２分間取り込んだ出力値をデジ
タル変換した値の標準偏差である。膨張率を１９０χ、
３００χ、４７０χ、７４０χと変化させたところ、何
れもＳ／Ｎ比は２程度と小さかった。又、このグラフか
ら分かるように検出前と検出後のデジタル値の差約１０
に対し、２σが５．８と大きい。これでは、確実に界面
を検出できるとはいえなかった。
２５５〜０ （水） ｔ１点出力ＡＣ１００Ｖ、０．５Ａ以上（Ｌ負荷）ＡＣ
入力 １００ｖ 実験■の結果のグラフを第２図に示す。図中、σは、流
動条件を変化させない上向流型流動床１５に設置した超
音波センサー１７から、２分間取り込んだ出力値をデジ
タル変換した値の標準偏差である。膨張率を１９０χ、
３００χ、４７０χ、７４０χと変化させたところ、何
れもＳ／Ｎ比は２程度と小さかった。又、このグラフか
ら分かるように検出前と検出後のデジタル値の差約１０
に対し、２σが５．８と大きい。これでは、確実に界面
を検出できるとはいえなかった。
実験■
そこで、実ＭＩに於ける超音波センサーの周波数を１．
５ＭＨｚから４．５ＭＨｚに変更し、界面検出制御装置
のデジタル値を２５５〜２５５０に改造して、実験■と
同様の装置、方法で実験を行った。
５ＭＨｚから４．５ＭＨｚに変更し、界面検出制御装置
のデジタル値を２５５〜２５５０に改造して、実験■と
同様の装置、方法で実験を行った。
実験■の結果のグラフを第３図に示す。図中、σは、流
動条件を変化させない上向流型流動床１７に設置固定し
た超音波センサー１７から、４分間取り込んだ出力値を
デジタル変換した値の標準偏差である。膨張率を３５０
！、 ５３０χ、１０００χと変化させたところ、何れ
もＳ／Ｎ比は１５程度と太きかった。又、このグラフか
ら分かるように検出前と検出後の差約２０００に対し、
２σが２８．６と小さかった。このように、超音波セン
サー１７の周波数を４．５ ＭＨｚにすることによって
、珪砂（担体３）と水で形成される界面１６を検出でき
ることが分かった。
動条件を変化させない上向流型流動床１７に設置固定し
た超音波センサー１７から、４分間取り込んだ出力値を
デジタル変換した値の標準偏差である。膨張率を３５０
！、 ５３０χ、１０００χと変化させたところ、何れ
もＳ／Ｎ比は１５程度と太きかった。又、このグラフか
ら分かるように検出前と検出後の差約２０００に対し、
２σが２８．６と小さかった。このように、超音波セン
サー１７の周波数を４．５ ＭＨｚにすることによって
、珪砂（担体３）と水で形成される界面１６を検出でき
ることが分かった。
実施例
第１図に於ける担体３として６号珪砂（平均粒径０．３
ｍｍ）を入れ、処理液として水道水に代えて糖蜜のアル
コール醗酵廃液を用い、この糖蜜のアルコール醗酵廃液
を上向流型流動床１５で処理しており、生物膜が付着成
長している。上向流型流動床１５の高さ２７５Ｍの位置
に超音波センサー１７の検出部が位置するように固定し
て、上向流速を変化させた。実験■と同様の方法で超音
波センサー１７からの出力値をデジタル値に変換した。
ｍｍ）を入れ、処理液として水道水に代えて糖蜜のアル
コール醗酵廃液を用い、この糖蜜のアルコール醗酵廃液
を上向流型流動床１５で処理しており、生物膜が付着成
長している。上向流型流動床１５の高さ２７５Ｍの位置
に超音波センサー１７の検出部が位置するように固定し
て、上向流速を変化させた。実験■と同様の方法で超音
波センサー１７からの出力値をデジタル値に変換した。
同時に上向流型流動床１５の高さ２７５論の位置のノズ
ルから循環液を引き抜き、ＭＬＳＳ、 ＭＬＶＳＳを測
定した。使用した超音波センサー１７及び界面検出制御
装置２０の仕様は、実験■と同様である。
ルから循環液を引き抜き、ＭＬＳＳ、 ＭＬＶＳＳを測
定した。使用した超音波センサー１７及び界面検出制御
装置２０の仕様は、実験■と同様である。
二の実施例は、実験Ｈによってｂ’Ｍ Ｌｙｐされた結
果に基づいて、実際の嫌気性流動床型バクオリアクタ−
で実用性を確かめるために行ったものである。
果に基づいて、実際の嫌気性流動床型バクオリアクタ−
で実用性を確かめるために行ったものである。
実施例の結果のグラフを第４図に示す。上向流速を２４
．４ｍ／時、 ４３．０ｍ／時、 ４８．４ｍ／時、
４９．９ｍ／時及び５３ 、６ｍ／時と変化させたとこ
ろ、ＭＬＳＳ、 ＭＬＶＳＳ及び超音波センサー出力信
号のデジタル変換値は４９．４ｍＩ時と４９．９ｍ／時
の間で急激な変化が起こっている。ＭＬＳＳ及びＭＬＶ
ＳＳは、それぞれ４９．４ｍ／時で５５００ｍｇ／ １
．４９．９ｍ／時で１４８．０００ｍｇ／ ｌ 、 ８
．９００ｍｇ／ １となる。即ち、ＭＬＳＳ及びＭＬＶ
ＳＳの変化から４９．４ｍ／時以下では界面は存在せず
、４９．４ｍ／時以上では界面が存在することが分かる
。一方、超音波センザー出力信号のデジタル変換値は、
Ｓ／Ｎ比約３０と大きく 、４９．４ｍ／時以下では約
２４００．４９．９ｍ／時以上では約３５０となり、２
０００以上の変化が観察される。このことにより、周波
数４．５Ｍ１ｌｚの超音波センサーを使用すると、糖蜜
のアルコール醗酵廃液を処理する流動床型バイオリアク
ターの流動界面を検出できることが分かった。
．４ｍ／時、 ４３．０ｍ／時、 ４８．４ｍ／時、
４９．９ｍ／時及び５３ 、６ｍ／時と変化させたとこ
ろ、ＭＬＳＳ、 ＭＬＶＳＳ及び超音波センサー出力信
号のデジタル変換値は４９．４ｍＩ時と４９．９ｍ／時
の間で急激な変化が起こっている。ＭＬＳＳ及びＭＬＶ
ＳＳは、それぞれ４９．４ｍ／時で５５００ｍｇ／ １
．４９．９ｍ／時で１４８．０００ｍｇ／ ｌ 、 ８
．９００ｍｇ／ １となる。即ち、ＭＬＳＳ及びＭＬＶ
ＳＳの変化から４９．４ｍ／時以下では界面は存在せず
、４９．４ｍ／時以上では界面が存在することが分かる
。一方、超音波センザー出力信号のデジタル変換値は、
Ｓ／Ｎ比約３０と大きく 、４９．４ｍ／時以下では約
２４００．４９．９ｍ／時以上では約３５０となり、２
０００以上の変化が観察される。このことにより、周波
数４．５Ｍ１ｌｚの超音波センサーを使用すると、糖蜜
のアルコール醗酵廃液を処理する流動床型バイオリアク
ターの流動界面を検出できることが分かった。
以上の如く、本発明によれば、嫌気性流動床リアクター
に０．１〜１．０ ｍｍの担体を入れると共に、周波数
４〜５ ＭＨｚの超音波を発信するの発信部と受信部と
を有する超音波センサーを、嫌気性流動床リアクターの
上方に配設し、担体の流動界面の有無を検出するように
構成したものであるから、嫌気性流動床リアクター内に
投入された担体が上向流によって浮遊流動する時の界面
の計測を確実に行なうことができる。
に０．１〜１．０ ｍｍの担体を入れると共に、周波数
４〜５ ＭＨｚの超音波を発信するの発信部と受信部と
を有する超音波センサーを、嫌気性流動床リアクターの
上方に配設し、担体の流動界面の有無を検出するように
構成したものであるから、嫌気性流動床リアクター内に
投入された担体が上向流によって浮遊流動する時の界面
の計測を確実に行なうことができる。
３・・・担体
１５・・・上向流流動床
１６・・・界面
１７・・・超音波センサー
第１図は本発明の実施例に於ける装置の説明図である。
第２図は本発明の実験Ｉの結果を示すグラフである。
第３図は本発明の実験■の結果を示すグラフである。
第４図は本発明の実施例の結果を示すグラフである。
第１図
第
図
虐緯は２．７−の動１色示す
彫張窒（１０）
第
図
１ρ００
膨張率（％）
第
図
上向流速（ｍ／詩）
Claims (1)
- （１）嫌気性流動床型バイオリアクターと、この嫌気性
流動床型バイオリアクター内に充填され、生物が付着し
た担体の下部から液を供給する手段とを備え、供給され
る液の上向流によって生物が付着した担体が流動して界
面を形成する上向流式嫌気性流動床型バイオリアクター
に於て、嫌気性流動床型バイオリアクターに０．１〜１
．０ｍｍの担体を入れると共に、周波数４〜５ＭＨｚの
超音波を発信するの発信部と受信部とを有する超音波セ
ンサーを、嫌気性流動床型バイオリアクターの上方に配
設し、担体の流動界面の有無を検出するように構成した
ことを特徴とする上向流式嫌気性流動床型バイオリアク
ター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63215896A JPH0263597A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 上向流式嫌気性流動床型醗酵槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63215896A JPH0263597A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 上向流式嫌気性流動床型醗酵槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263597A true JPH0263597A (ja) | 1990-03-02 |
| JPH0413040B2 JPH0413040B2 (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16680049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63215896A Granted JPH0263597A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 上向流式嫌気性流動床型醗酵槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0263597A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110951A (en) * | 1989-04-18 | 1992-05-05 | Showa Denko K.K. | Method for producing L-ascorbic acid 2-phosphates |
| JP2010188268A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Asahi Kasei Engineering Kk | バイオリアクター流動床式生物処理装置 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP63215896A patent/JPH0263597A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110951A (en) * | 1989-04-18 | 1992-05-05 | Showa Denko K.K. | Method for producing L-ascorbic acid 2-phosphates |
| JP2010188268A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Asahi Kasei Engineering Kk | バイオリアクター流動床式生物処理装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413040B2 (ja) | 1992-03-06 |
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