JPH0434960Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、下水、し尿その他のSS（浮遊固形
物）を含有する有機性廃液を上向流式嫌気性汚泥
床（UASB）法を用いて処理するための反応槽
において、浮上するメタン発酵菌グラニユール
（団塊）と原水中のSSを効率良く分離し、該反応
槽中のメタン菌を高濃度に保持するための嫌気性
反応槽に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

上向流式嫌気性汚泥床（Upflow Anaerobic
Sludge Blanket；以下UASBと記載する）法は、
廃水をメタン発酵させるための方法として近年開
発された方法であつて、原廃水を発酵槽の下部よ
り上向流として流入させ、菌の付着担体を用いる
ことなく、汚泥（菌）をグラニユール化せしめる
ことによりグラニユール化汚泥床（スラツジヘツ
ド）を形成させ、発酵槽中に高濃度の微生物を確
保することにより高容積負荷を許容しうる嫌気的
微生物処理技術であつて、その装置としては、底
部に低負荷時の被処理液（原廃水）の短絡を防止
するための原水分配流入部を備え、かつ、上部に
ガス−固−液の三相分離装置、処理水排出部及び
ガス捕集部を配備したものである（下水道協会誌
Vol.22，No.255，1985／８，67〜77頁）。

即ち、UASB法は、反応槽底部にメタン発酵
菌のグラニユールを形成堆積せしめてメタン発酵
を行なわしめるものであつて、従来の反応槽内を
混合するものと異なり、槽内液を静止状態にお
き、槽底部にメタン発酵菌グラニユールを高濃度
に堆積せしめているため、メタン生成速度が極め
て高いという大きな特長を有する。

しかしながら、この方法においては、メタン発
酵菌グラニユールの生長速度が小さいこと、およ
び生成した該グラニユールに反応槽中で発生した
ガス（主としてメタンガス）が付着して槽外に流
出してしまうという欠点があつた。特に原水中に
SSが含有されている場合には、グラニユールの
流出量が多くなり、これがUASB法の大きな欠
点であつた。

〔考案の目的〕

本考案は、前記UASB法の欠点を解消しよう
とするもので、UASB反応槽において、嫌性発
酵により生成したガス（嫌気性ガス）を循環利用
して該反応槽の特定の位置から吐出せしめること
によつて、メタン発酵菌グラニユールをそれに付
着している気泡及びSSから分離せしめるための
装置を提供することを目的とするものである。

〔考案の構成〕

本考案は、底部に原水分配部およびメタン発酵
菌グラニユール形成部を有し、上部に処理水流出
部およびガス捕集部を有する上向流式嫌気性汚泥
床式反応槽において、水表面からグラニユール堆
積層上部までの水深のうち、水表面から2/3好ま
しくは1/2に至るまでの間で、かつ前記ガス捕集
部より下方に設けられた流出防止板より下方位置
に嫌気性ガス（嫌気性発酵により生成したガス）
を吐出するためのガス放出部を設けてなる上向流
式嫌気性汚泥床式反応槽である。

以下第１図に基いて本考案を詳しく説明する。

第１図は本考案の上向流式嫌気性汚泥床式反応
槽の概略を示す図であつて、符号１はUASB反
応槽、２はグラニユール堆積層、３は原水導入
管、４はガス捕集部、５はガス吐出部、６は嫌気
性ガス排出管、７は処理水流出口、８は原水分配
部、９はガス循環用ブロワー、１０は嫌気性ガス
気泡、１１はグラニユールを示し、１３は流出防
止板を示す。

UASB反応槽１の底部にはメタン発酵菌グラ
ニユール堆積層２が形成されており、該反応槽底
部に原水導入管３および原水分配部８を経て導入
される有機性廃水（原水）中の生物資化性有機物
はメタン発酵菌等により速やかにメタンガスに転
化される。

メタン菌グラニユール１１は直径が0.5〜５mm
のほぼ球形の団塊である。原水導入管３から導入
される有機性廃水中にはSS（浮遊固形物）が含有
されているが、SSは通常難生物分解性の有機物
であり、UASB法においてもSSの分解率は低い。
そしてこのSSにはメタンガスが極めて付着し易
いため、メタンガスの付着したSSは反応槽内を
浮上してガス捕集部４にスカムを形成する。ま
た、この際、メタンガスの付着したSS１２は第
２図に示すようにメタン菌グラニユール１１を同
伴して浮上せしめ、最終的には第３図に示すよう
に上昇した浮上グラニユールは捕捉されることな
く処理水と共に反応槽外に流出す。

第１図で示す１３は、反応槽１内のメタンガス
の付着したSS１２（第２図参照）及びメタン菌
グラニユールが浮上して処理水流出口へ流れ込む
のを防止するための流出防止板であつて、反応槽
１の内面からその内端縁部は、ガス捕集部４の下
端部より内側まで延びている。

メタン菌グラニユールはほとんど純粋なメタン
菌によつて構成されており、またその生長速度は
極めて小さいので、該グラニユールが反応槽外に
流出することはUASB法の機能そのものが失わ
れることを意味する。

一方、スカムの形成およびグラニユールの浮上
を防止するために従来の如く攪拌を行うと、全槽
に乱れが生じグラニユールが全槽に分散してしま
い、また、このような条件下ではグラニユールは
形成されない。

UASB反応槽中におけるグラニユールの形成
機構はまだ解明されていないが、少なくともメタ
ン菌を反応槽底部に堆積せしめ、該反応槽に導入
される有機性廃水のゆるやかな上昇流と生成する
メタンガスの上昇に伴つて生ずる微少な乱流の作
用によつて形成されるものと推定されている。

本考案者等は、グラニユールの形成を妨害する
ことなく、グラニユールの浮上を防止しうる装置
を種々試作検討した結果第１図に示す如く、
UASB反応槽中にガス吐出部を設け該ガス吐出
部から、反応槽で生成したメタンガスを循環吐出
せしめて槽上部を攪拌することが最も効果的であ
ることを見いだした。

一方、メタンガスの吐出部を反応槽底部に配備
する場合第４図に示すようにガス吐出部５のまわ
りに形成される有機性水溶液の下降流によつて堆
積しているグラニユールの暑さが不均一となり、
反応槽下部から導入される有機性水溶液がグラニ
ユール層の薄い部分でシヨートパスしメタン生成
量が低下する。

グラニユールの形成、グラニユール堆積層の均
一化および効果的なグラニユール流出防止を行う
ための循環ガス吐出部の位置について更に検討し
た結果、吐出部の位置はグラニユールの堆積層を
こわさない位置にすればよく、水表面からグラニ
ユール堆積層上部までの水深のうち、水表面から
２／３に至るまでの間、好ましくは1/2に至るまでの
間で、かつガス捕集部より下方位置にガス吐出部
を配置すればよいことが判明した。

ガス吐出部を水表面からグラニユール堆積層上
部までの水深のうち、水表面から2/3に至るまで
の間、好ましくは1/2に至るまでの間に配置する
理由は、2/3より深い位置に配置した場合、第４
図について説明したように、ガス吐出部のまわり
に形成される有機性水溶液の下降流によつて堆積
しているグラニユールの暑さが不均一になるのを
防止するためであり、また、ガス捕集部より下方
に設けられた流出防止板より下方位置に設けるの
は放出部吐出ガスの浮上汚泥への付着を防止する
ためと、浮上物の処理水からの分離を効率的に達
成するためである。

また、ガス吐出部におけるガス吐出孔の孔径は
１〜10mm好ましくは２〜５mm程度がよい。孔径が
小さ過ぎるとSSによつて孔が閉塞しやすく、ま
た孔径が大き過ぎる場合攪拌効果が不均一とな
り、グラニユールが破壊されるおそれがあるから
である。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、簡単な構成
でグラニユールの浮上流出を防止でき、反応槽中
のメタン菌を高濃度に保持できるので、効率よく
処理ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の上向流式嫌気性汚泥床式反応
槽の一例を示す図面、第２図はメタン菌グラニユ
ールの浮上状態を示す図、第３図はメタン菌グラ
ニユールの流出状態を示す図、第４図はガス吐出
部を低位置に設けた場合の堆積グラニユールの状
態を示す図である。 １……UASB反応槽、２……グラニユール堆
積層、３……原水導入管、４……ガス捕集部、５
……ガス吐出部、６……嫌気性ガス排出管、７…
…処理水出口、８……原水分配部、９……ブロワ
ー、１０……嫌気性ガス気泡、１１……グラニユ
ール、１２……SS、１３……流出防止板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 底部に原水分配部およびメタン発酵菌クラニ
   ユール形成部を有し、上部に処理水流出部およ
   びガス捕集部を有する上向流式嫌気性汚泥床式
   反応槽において、水表面からグラニユール堆積
   層上部までの水深のうち、水表面から2/3に至
   るまでの間で、かつ前記ガス捕集部より下方に
   設けられた流出防止板より下方位置に嫌気性ガ
   スを吐出するガス放出部を設けてなる上向流式
   嫌気性汚泥床式反応槽。 ２ ガス捕集部とガス放出部とを連結せしめ、捕
   集ガスの一部をガス放出部に循環し放出せしめ
   るように構成してなる実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の上向流式嫌気性汚泥床式反応槽。