JPH05123691A - 上向流スラツジブランケツト法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上向流スラッジブランケット法によって、有
機性排水を嫌気性微生物により分解処理するに当たり、
グラニュールの適当な流動化を実現する。 【構成】 反応槽内のスラッジブランケットゾーンから
気液分離ゾーンに移行する領域より、液の一部を抜い
て、未処理水を反応槽に供給する経路に戻して、常に、
グラニュールの流動化に適した上向流の流速を与える。
これによって、高負荷の処理、グラニュール全体による
排水の処理が実現できると共に、圧密・閉塞の虞れがな
く、汚泥のグラニュール化が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有機性排水の処理方法及
び装置に関し、特には嫌気性微生物を利用した有機性排
水の処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、石油、天然ガスなどの化石燃料の有
限性が指摘され、代替エネルギーの開発が世界的にも課
題とされているが、本発明が対象とする嫌気性微生物処
理の技術は、排水中の有機物をメタンに転換できこれを
エネルギー源として回収できるため、利用されていない
資源の有効利用の方法の一つとして注目されている。ま
た嫌気性微生物を用いた有機性排水の処理技術は汚濁物
質の環境への流出防止という意味からも有益な方法であ
る。

【０００３】この嫌気性微生物を利用した排水処理法
は、懸濁法と生物膜法の二つに大別されるが、このうち
の懸濁法については、近時に於いては嫌気性微生物の高
濃度保持の目的で、上向流スラッジブランケット法（Ｕ
ＡＳＢ法）の研究が進められている。

【０００４】ＵＡＳＢ法は、非常に沈降速度の高いグラ
ニュールを流動化させるように上向流で未処理水を流し
ながら、浮遊状態の微生物によって排水中の有機物を分
解させることを原理とする方法である。

【０００５】なお、このＵＡＳＢ法においては、排水中
の有機物濃度が非常に高い場合に処理水を循環させて稀
釈する方法や、水素イオン濃度やアルカリ度の緩衝効果
をもたせるために処理水を循環する方法も知られてい
る。

【０００６】図２はこのような処理水の循環を行なう場
合の装置の構成概要を示したものであり、２１はＵＡＳ
Ｂ法の反応槽であり、槽内部の底部にグラニュール層２
２が充填されている。２３は未処理水供給管であり、原
水（有機性排水）を調整槽２４に一旦貯留した後、供給
ポンプ２５により反応槽２１の底部から供給する。

【０００７】２６は、反応槽１内の上部に設けられた気
液分離のための機構であり、嫌気性微生物による有機物
の分解によって発生したメタン気泡を含む水が槽内を上
昇してくると、下端が開口した一対の斜隔壁２７と、こ
の斜隔壁２７の下端開口に対向して配置された断面三角
形状の気泡分離ブロック２８とにより、メタン気泡は図
の左右両側に案内されてガス溜り２９を作り、ガス抜き
管３０によって不図示のガスタンクに導かれる。他方、
処理水は斜隔壁２７の下端開口から上方に導かれて上部
から溢流形式でトラフ３１に排出され、処理水３２とし
て後段の処理設備に送られる。３３は処理水を未処理水
供給管２３に循環させる循環管路であり、途中に循環ポ
ンプ３４が介設されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでＵＡＳＢ法に
おいては、非常に沈降速度の高いグラニュールを用いて
いるので、例えば装置を一端停止した後の立ち上げ時等
に於いてグラニュールが沈降・圧密し、その結果グラニ
ュール層が閉塞して処理効率が悪くなるという問題があ
る。また定常運転時に於いても、グラニュール層が流動
化していないと、この層の全体を利用していないことに
なるから処理効率が悪化するという問題がある。

【０００９】これらの問題を避けるため、例えば反応槽
に供給する未処理水の流量を多くすることが考えられる
が、このようにすると有機物負荷が高くなって処理性能
が悪化するため、この方法を採用することは実際上困難
である。

【００１０】また、上記の稀釈や緩衝効果をもたせるた
めの処理水の循環量を多くすることが考えられるが、し
かしこのようにするとブランケットゾーンの流速が大き
くなってグラニュールの流動化は達成できるものの、気
液分離ゾーンの流速も大きくなってしまい、効率のよい
気液分離ができなくなるという別の問題を招く。

【００１１】そこで本発明者は、このような処理水の循
環という方法によらずに、上記したグラニュールの流動
化を確実に行なうことができる方法を検討し、本発明を
なすに至った。

【００１２】かかる観点から提案する本発明の目的は、
グラニュールを常に流動化させることを可能として、圧
密ひいては閉塞の防止を図ることにある。

【００１３】また本発明の別の目的は、グラニュールの
流動化を常に維持することによってグラニュールと排水
の接触効率を高め、高負荷の運転を可能としたＵＡＳＢ
法を提供することにある。

【００１４】また本発明の他の目的は、グラニュール層
に常に水力学的なストレスを与えることでグラニュール
化を促進させることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明者は、グラニュール層に上向流で
排水を流して、嫌気性微生物により有機性排水を分解処
理する上向流スラッジブランケット法において、ブラン
ケットゾーンからその上部の気液分離ゾーンに移行する
領域より、液の一部を抜いて排水供給経路に戻すことを
特徴とする本発明の上向流スラッジブランケット法を完
成した。この方法に於いては、排水供給経路に戻す液の
量は、ブランケットゾーンを通過する上向流の流速が常
に略一定となるように制御することが好ましい。

【００１６】またこの方法を実施するための本発明の装
置の特徴は、グラニュールが充填された反応槽と、この
反応槽の下部から有機性排水を供給する未処理水供給手
段と、反応槽の上部に設けられた気液分離手段と、この
気液分離手段の下側から反応槽内の液の一部を抜いて上
記未処理水供給手段に戻す液循環手段とを備えた構成を
なすところにある。

【００１７】このような構成によって、気液分離ゾーン
の気液分離作用に悪影響を及ぼすことなく、ブランケッ
トゾーンの上向流の流速を高めることができ、適当な流
動化作用によりグラニュール層が膨張して空隙を広げ、
グラニュールと排水の接触をよくし、処理効率の向上、
圧密・閉塞の防止、汚泥のグラニュール化の促進が実現
され、高負荷の運転が達成できる。

【００１８】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。図１において、１はＵＡＳＢ法の反応槽であ
り、槽内部の底部にグラニュール層２が充填されてい
る。３は未処理水の供給管であり、原水（有機性排水）
を調整槽４で均一化した後、供給ポンプ５により未処理
水を上記反応槽１の底部から供給するように接続されて
いる。

【００１９】６は、反応槽１内の上部に設けられた気液
分離のための機構を示し、嫌気性微生物による有機物の
分解によって発生したメタン気泡を含む水が槽内を上昇
してくると、下方に向かって対向幅が狭くなり、かつ下
端が開口した一対の斜隔壁７，７と、この斜隔壁の下端
開口に対向して配置された断面三角形状の気泡分離ブロ
ック８とにより、メタン気泡は図の左右両側に案内され
てガス溜り９を作り、ガス抜き管１０によって不図示の
ガスタンクに導かれる。他方、処理水は斜隔壁７の下端
開口から上方に導かれて上部から溢流形式でトラフ１１
に排出され、処理水１２として後段の処理設備に送られ
る（あるいはそのまま放流される）。

【００２０】なお上記の気液分離のための機構が設けら
れている部分が気液分離ゾーンであり、グラニュール層
２と気液分離ゾーンの中間がスラッジブランケットゾー
ンをなす。

【００２１】そして本例の特徴は、上記斜隔壁７の下端
開口に対向して配置された断面三角形状の気泡分離ブロ
ック８の下側に一端が開口し、他端が上記の未処理水の
供給管３に接続されている循環管路１３を設け、途中に
設けた循環ポンプ１４によってこの循環管路１３を通し
て水を戻すようにしたことにある。なおこの図では示し
ていないが、循環水の流量を制御するための制御手段
（例えばバタフライ弁等の流量制御弁）を設けることも
できる。

【００２２】このような構成の装置によれば、スラッジ
ブランケットゾーンを通過した水を供給系に戻すこと
で、グラニュールの流動化に適した流速で未処理水の反
応槽への供給を行なうことが可能となり、しかもその水
の循環による影響は気液分離ゾーンには実質的に影響し
ないので、気液分離ゾーンでは気液分離に適した比較的
遅い流速で水を上向させることができる。

【００２３】なお、原水の流入が常に一定量の場合に
は、上記の循環管路を通した水の循環は一定量とするこ
とで足りるが、原水の水量が変動するような場合、ある
いは装置の立ち上げ時に特に高い流速を与えるようなこ
とを考慮する場合には、循環水量を可変できる上記の制
御手段を設けることが好ましい。また供給水量を連続的
あるいは間欠的に測定しながら循環水量を可変させる機
構を設けることも好ましい。

【００２４】本発明は以上のような実施例の構成に限定
されるものではない。例えば、有機物の濃度調整のた
め、あるいはアルカリ度等の調整のために従来の処理水
を一時的に循環させる操作を合わせて行なうことも可能
である。この場合には、処理水の循環水量と、循環管路
１３からの循環水量の合計量を調整することが必要にな
るが、上記の制御手段を用いてこれを行なうことができ
る。

【００２５】実施例１ 図１に示した構成の装置を用いて、以下の処理を行なっ
た。すなわち反応槽を１ｍ×１ｍ×４ｍＨとし、平均Ｃ
ＯＤｃｒ濃度２０００ｍｇ／ｌの食品工場の排水を未処
理水供給管から反応槽に供給して試験を行なった。反応
槽内のスラッジブランケットゾーンにおける流速は、線
流速が常時１．５ｍ／ｈとなるように、循環管路から循
環した。

【００２６】また比較のために、図２に示した装置を用
い（反応槽の大きさ等は上記と同様とした）、かつ原水
の供給を間欠的に行なうことによってグラニュール層を
間欠的に流動化させながら処理を行なった。これは、原
水を連続的に供給したのでは、流速が遅すぎるためにグ
ラニュール層がほとんど流動化しないためである。な
お、原水の間欠供給は、反応槽内の線流速が瞬時的に１
ｍ／Ｈとなるように行なった。

【００２７】そしてＣＯＤｃｒ負荷１０ｋｇ／ｍ³ ／ｄ
となるまでの立上げ期間と、限界負荷を測定した。その
結果を下記表１に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】この表の結果から分かるように、本発明方
法による場合は、従来の方法に比べてＣＯＤｃｒ負荷１
０ｋｇ／ｍ³ ／ｄまでの立上げ期間は約２／３となり、
また限界負荷は１．５倍となった。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、気液分離ゾーンの気液
分離作用に悪影響を及ぼすことなく、ブランケットゾー
ンの上向流の流速を高めることができ、したがってグラ
ニュールの適当な流動化作用によりグラニュール層が膨
張して空隙を広げ、グラニュールと排水の接触をよく
し、処理効率の向上、圧密・閉塞の防止、高負荷の運転
が達成できるという効果がある。

【００３１】また常時水力学的ストレスを与えることに
より、汚泥のグラニュール化が促進されるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＵＡＳＢ法を適用した上向流式スラッ
ジブランケット装置の一実施例の構成概要を示した図。

【図２】従来の処理水を循環させる上向流式スラッジブ
ランケット装置の構成概要一例を示した図。

【符号の説明】

１・・・反応槽、２・・・グラニュール層、３・・・未
処理水の供給管、４・・・調整槽、５・・・供給ポン
プ、７・・・斜隔壁、８・・・気泡分離ブロック、９・
・・ガス溜り、１０・・・ガス抜き管、１１・・・トラ
フ、１２・・・処理水、１３・・・循環管路、１４・・
・循環ポンプ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラニュール層に上向流で排水を流し
   て、嫌気性微生物により有機性排水を分解処理する上向
   流スラッジブランケット法において、ブランケットゾー
   ンからその上部の気液分離ゾーンに移行する領域より、
   液の一部を抜いて排水供給経路に戻すことを特徴とする
   上向流スラッジブランケット法。
2. 【請求項２】 請求項１において、ブランケットゾーン
   からその上部の気液分離ゾーンに移行する領域より液の
   一部を抜いて排水供給経路に戻すに当たり、その液量
   を、ブランケットゾーンを通過する上向流の流速が常に
   略一定となるようにすることを特徴とする上向流スラッ
   ジブランケット法。
3. 【請求項３】 グラニュールが充填された反応槽と、こ
   の反応槽の下部から有機性排水を供給する未処理水供給
   手段と、反応槽の上部に設けられた気液分離手段と、こ
   の気液分離手段の下側から反応槽内の液の一部を抜いて
   上記未処理水供給手段に戻す液循環手段とを備えたこと
   を特徴とする上向流スラッジブランケット装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、液循環手段には、循
   環液量を調整するための循環液量制御手段を設けたこと
   を特徴とする上向流スラッジブランケット装置。