JPH09225491A

JPH09225491A - 有機性排水の嫌気性処理装置

Info

Publication number: JPH09225491A
Application number: JP5532096A
Authority: JP
Inventors: Sosuke Nishimura; 総介西村; Motoyuki Yoda; 元之依田; Kozo Mita; 庚三三田; Osamu Mizuno; 治水野
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 1997-09-02
Anticipated expiration: 2016-02-20
Also published as: JP3374642B2

Abstract

(57)【要約】【課題】原水である有機性排水のＣＯＤcr負荷が高く
ても、汚泥沈殿室でのグラニュールの分離に悪影響を生
ぜず、且つ分離したグラニュールを迅速に沈下させる。【解決手段】処理槽１０と、上端部が槽内の水面上に
突出し、水面下で傾斜して下端が槽内の高さの中程に位
置する傾斜分離板１２と、この傾斜分離板により槽内に
隔離して設けられた汚泥沈殿室１３、及び反応室１４
と、反応室に形成される嫌気性汚泥層１５と、処理槽底
部付近に開口する有機性排水を供給する給水管１６と、
前記汚泥沈殿室の上部に設けられた処理水の溢流トラフ
１７と、前記反応室の内部の汚泥沈殿室の下部に設けら
れたガス分離板１８とを備えた有機性排水の嫌気性処理
装置において、前記汚泥沈殿室内の下部に、傾斜分離板
との間に隔離を保ち、下端はガス分離板から上に離れた
ほゞ垂直な整流板２０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は有機性排水中の有
機物を、沈積層を構成する嫌気性微生物からなる自己造
粒汚泥（グラニュール）で最終的にメタンと二酸化炭素
を主成分とする嫌気性ガスに分解して有機物を除去し、
有機物の分解が済んだ処理水を、発生した嫌気性ガス、
及びグラニュールから分離して取出すＵＡＳＢ式（上向
流スラッジブランケット式）嫌気性処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、頂部にガス抜き管１
１を有する有蓋の処理槽１０と、上端部が槽内の水面上
に突出し、水面下で傾斜して下端が槽内の高さの中程に
位置する傾斜分離板１２と、この傾斜分離板により槽内
に隔離して設けられた汚泥沈殿室１３、及び反応室１４
と、反応室の槽底部上に形成される嫌気性汚泥層１５
と、該嫌気性汚泥層中に有機性排水を供給する給水管１
６と、前記汚泥沈殿室の上部に、傾斜分離板に接して設
けられた処理水の溢流トラフ１７と、前記反応室の内部
で、汚泥沈殿室の下部に傾斜して設けられたガス分離板
１８とを備えた有機性排水の嫌気性処理装置は従来から
公知である。処理槽１０が円筒形の場合は傾斜分離板１
２は直径が下向きに小さくなった円錐筒であり、ガス分
離板１８は陣笠形である。尚、傾斜分離板の円錐板は上
半部１２ａと、上部が上半部の下部よりも直径が少し大
きい下半部１２ｂとからなり、上半部の下部と下半部の
上部は内外に同心状に嵌合し、その間に陣笠状のガス分
離板の周面に向う円錐形の通路１２´を形成している。
このような構成により、汚泥沈殿室１３の下部開口部
は、流路を残してガス分離板１８によって下方から覆わ
れた状態となっている。

【０００３】給水管１６から供給された原水（有機性排
水）は、処理槽内を上昇して流れ、嫌気性汚泥層を形成
する。該汚泥層中を水が上昇する際に汚泥層を構成する
グラニュールによって含有する有機物を分解されて、処
理水となり、処理水は分解により生成した嫌気性ガスの
上昇に随伴して一部のグラニュールを伴って反応室１４
内を上向流する。そして、一部の処理水はガス分離板１
８の回りから、汚泥沈殿室１３内に下端の入口から入っ
て室内を上昇する上昇流Ａになる。汚泥沈殿室の下端の
入口はガス分離板１８で遮られ、グラニュールを伴った
処理水が直接、汚泥分離室に上向流しないので、ガスは
分離され、汚泥沈殿室に流入した処理水の上昇流Ａに含
まれたグラニュールは室内で分離し、グラニュールは汚
泥沈殿室に流入する処理水に抗して沈殿室の下端の入口
からガス分離板上に落下し、ガス分離板の回りから嫌気
性汚泥層１５上に沈下する。従って、グラニュールを分
離した処理水は溢流トラフ１７に溢入し、排出管１９か
ら取出される。又、発生した嫌気性ガスの一部は陣笠形
ガス分離板１８の頂部に集まり、頂部に連通したガス導
管１８´を介して水面上に導かれ、ガス抜き管１１から
放出される。

【０００４】汚泥沈殿室に流入しなかったグラニュール
を含んだ残りの処理水は嫌気性ガスに随伴して傾斜分離
板１２の回りの反応室の上部に上昇し、嫌気性ガスは反
応室の液面に浮上し、ガス抜き管１１から放出される。
嫌気性ガスに随伴して上昇する処理水の上昇速度は、原
水中のＣＯＤcr負荷量、つまり生成される嫌気性ガスの
量によって定まり、ＣＯＤcr負荷量が高い程、嫌気性ガ
スの生成量は大になるので処理水の上昇速度は早まる。
こうして、反応室内で嫌気性ガスを放出した処理水は、
嫌気性ガスによる上昇流Ｂの反転流Ｃとして反応室内の
傾斜分離板１２の外側に沿って傾斜分離板の下方の円錐
形の通路１２´中を下降し、処理水に含まれるグラニュ
ールは嫌気性汚泥層１５上に沈下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置はＣＯＤ
cr負荷量が１５ｋｇ／ＣＯＤ／ｍ³ ／日程度までの有機
性排水であれば、充分に処理を行うことができるが、Ｃ
ＯＤ負荷量が２０ｋｇ／ＣＯＤ／ｍ³ ／日、或いはそれ
以上に高い有機性排水の場合は、生成する嫌気ガスの量
が多いので反応室内の上昇流Ｂと、その後の傾斜分離板
の外側に沿って通路１２´中を下降する反転流Ｃは高速
になり、ガス分離板１８上に激しく衝突し、一部が反射
的な上向きの衝突流Ｄになって沈殿室１３の内部に浸入
し、沈殿室での汚泥の沈殿を妨げたり、沈殿すべきグラ
ニュールが溢流トラフ１７に流入し、排出管１９から取
出される処理水にグラニュールが混ざることがある。つ
まり、反応室内の傾斜分離板１２に沿って下降する反転
流Ｃが、嫌気性ガスによって反応室内を上昇する上昇流
Ｂの反転流を利用したものであるため、ＣＯＤcr負荷量
の上昇に伴う上昇流Ｂの流速の上昇が反転流Ｃの流速の
上昇につながり、結果として沈殿室１３内に反射的に上
昇して室内を攪拌する垂直上向きの衝突流Ｄが無視でき
ない悪影響を及ぼすのである。又、汚泥沈殿室内で分離
したグラニュールは該室に流入して上昇流Ａとなる処理
水の流れに抗してガス分離板上に落下しなければならな
いので汚泥沈殿室にグラニュールが滞流し、嫌気性汚泥
層１５の汚泥量が不足することがある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、原水の
ＣＯＤcr負荷量が高くても、反応室内の傾斜分離板に沿
って下降する反転流Ｃがガス分離板に衝突するのを防止
し、且つこの反転流Ｃを利用して汚泥沈殿室内で分離し
た汚泥をスムースに嫌気性汚泥層上に沈下するようにし
たのである。

【０００７】

【発明の実施の形態】このため本発明は、処理槽と、上
端部が槽内の水面上に突出し、水面下で傾斜して下端が
槽内の高さの中程に位置する傾斜分離板と、この傾斜分
離板により槽内に隔離して設けられた汚泥沈殿室、及び
反応室と、反応室に形成される嫌気性汚泥層と、処理槽
底部付近に開口する有機性排水を供給する給水管と、前
記汚泥沈殿室の上部に設けられた処理水の溢流トラフ
と、前記反応室の内部の汚泥沈殿室の下部に設けられた
ガス分離板とを備えた有機性排水の嫌気性処理装置にお
いて、前記汚泥沈殿室内の下部に、傾斜分離板との間に
隔離を保ち、下端はガス分離板から上に離れたほゞ垂直
な整流板を設けたことを特徴とする。そして、傾斜分離
板の下端部に、前記整流板と間隔を保ち、整流板との間
にほゞ垂直な下向き延長部を設けておくことが好まし
い。

【０００８】

【実施例】図１，２と、図３，４、図５に示した各実施
例において、図６の従来例と同じ構成要素には図６と同
じ符号を付してある。尚、傾斜分離板１２は図６の従来
例では通路１２´を形成するため上半部１２ａと、下半
部１２ｂとで構成してあったが、本発明の実施例では上
半部と下半部は一連になっている。

【０００９】図１，２は処理槽１０が円筒形の場合の実
施例であって、汚泥沈殿室１３の内部下方には、直径が
該沈殿室の下端入口よりも少し小さい円筒形の整流板２
０が汚泥沈殿室の下端の入口を同心状に貫通して設けて
ある。整流板２０の上端は傾斜分離板１２の下端よりも
少し上に位置し、下端は陣笠形のガス分離板１８の周面
よりも少し上に位置する。これにより整流板と傾斜分離
板の下端部との間に整流通路２１が形成される。

【００１０】整流板２０は垂直方向になるように配置す
るのが好ましいが、若干傾斜して設けてもよい。傾斜角
度は約３０°までのほゞ垂直な状態とする。傾斜する場
合は、上記の円筒形に代えて台錐形の整流板を使用す
る。

【００１１】図６の従来装置と同様に、給水管１６から
嫌気性汚泥層１５中に供給された原水（有機性排水）
は、該汚泥層中を上昇する際に汚泥層を構成するグラニ
ュールによって含有する有機物を分解されて、処理水と
なり、処理水は分解により生成した嫌気性ガスの上昇に
随伴して一部のグラニュールを伴って反応室１４の下部
を上向流し、陣笠形の分離板の頂部に集まった嫌気性ガ
スの一部はガス導管１８´で水面上に導かれ、ガス抜き
管１１から放出される。そして、一部の処理水はガス分
離板１８の回りから円筒形の整流板２０の内部を通って
汚泥沈殿室内を上昇する上昇流Ａになり、この処理水中
に含まれているグラニュールは室内で分離され、グラニ
ュールを分離した処理水は溢流トラフ１７に溢入し、排
出管１９から取出される。この場合、汚泥沈殿室の下部
入口を遮る形でガス分離板１８が配置されているので、
ガスを含む上昇流はガス分離板によって直上するのが妨
げられ、ガスが汚泥沈殿室内に入るのが防止され、水の
みが沈殿室１３に入る。

【００１２】汚泥沈殿室に流入しなかったグラニュール
を含んだ残りの処理水は嫌気性ガスに随伴して傾斜分離
板１２の回りの反応室の上部に上昇し、嫌気性ガスは反
応室の液面に浮上し、ガス抜き管１１から放出される。
こうして、反応室内で嫌気性ガスを放出した処理水は、
嫌気性ガスによる上昇流Ｂの反転流Ｃとして反応室内の
傾斜分離板１２の外側に沿って下降するが、円筒形の整
流板２０が傾斜分離板１２の下端から下に突出している
ため整流板で遮られてガス分離板１８上に衝突せず、整
流板に沿って流れが下向きに変り、含んでいるグラニュ
ールは嫌気性汚泥層１５上に沈下する。

【００１３】そして、傾斜分離板の外面に沿って下向き
に流れる反転流Ｃによって傾斜分離板の下端と、円筒形
の整流板２０の外周との間の整流通路２１には下向きの
流れが生じ、沈殿室１３内で分離したグラニュールは破
線の矢印のように整流通路２１を通って下降し、整流板
によって流れを下向きに変えた反応室内の処理水と合流
し、グラニュールは嫌気性汚泥層１５上に沈下する。

【００１４】要するに傾斜分離板の下端入口を貫通して
同心状に設けた整流筒は傾斜分離板の外面を下降する反
転流Ｃがガス分離板に衝突するのを防止するほかに、汚
泥沈殿室に上昇する一部の処理水の上昇路と、汚泥沈殿
室で分離されたグラニュールの下降路を区劃して形成す
る。

【００１５】そして、傾斜分離板の下端部に整流板との
間に間隔を保った筒状の下向き延長部２２を図示の如く
設けると、反転流Ｃはこの延長部２２に衝突して向きを
下向きに変え、汚泥分離室で分離したグラニュールが確
実に下降する下向きに長さが増した整流通路２１が得ら
れる。この延長部２２はほゞ垂直であれば、若干傾斜し
ていてもよい。こうして長くした整流通路２１により、
グラニュールの反応室への返流が乱されることなく、確
実に行われる。

【００１６】図１，２の実施例は処理槽１０が円筒形で
あるが、図３，４には処理槽を四角筒にした場合の実施
例を示す。この場合は処理槽の一端と他端との間に二枚
の傾斜分離板１２，１２を対向して設けると共に、両傾
斜分離板の下端部の間に山形断面のガス分離板１８を処
理槽の一端と他端との間に固定し、ガス分離板の山形頂
部には該頂部内と連通し、上端が液面上に突出するガス
導管１８´を設ける。そして、各傾斜分離板の下端部の
内側に、該下端部から上下に突出する整流板２０を、同
様に処理槽の一端と他端の間に固定し、必要に応じ各傾
斜板の下端に下向き延長部２２を設け、各整流板２０と
各傾斜分離板の下端部、又はその下向き延長部２２との
間に整流通路２１を形成する。又、各傾斜分離板の上部
に設けた溢流トラフ１７，１７は処理槽の一端と他端に
設けたトラフ２３，２３で連通し、回廊状にしてもよ
い。又、溢流トラフ１７はこの例では傾斜分離板に接し
て設けられているが、汚泥沈殿室の中央、例えばガス分
離板１８の直上方の水面付近に設けてもよい。この実施
例も図１，２の実施例と同様に機能する。

【００１７】図５は処理槽１０内の傾斜分離板１２の水
面下の部分をハ字形にし、汚泥分離室１３を傾斜分離板
の外側に設け、傾斜分離板の間を反応室１４にした場合
の実施例である。処理槽の平面形状は図１，２と同様な
円形でも、図３，４と同様な四角形でもよい。傾斜分離
板の下端部の外側には、該下端部の上下から突出する整
流板２０を設け、必要ならば傾斜分離板の下端に下向き
の延長部２２を設け、整流板２０と傾斜分離板の下端
部、又はその下向き延長部２２との間に汚泥沈殿室で分
離したグラニュールが下降する整流通路２１を形成す
る。嫌気性汚泥層１５中に給水管１６で原水（有機性排
水）が供給され、有機物を分解された処理水の一部は整
流板２０と処理槽の内面との間を通って汚泥分離室１３
に上昇する。汚泥分離室内に直接処理水が上昇してグラ
ニュールの分離を阻害するのを防止するため傾斜分離板
の下端や、整流板２０の下端から下に離して処理槽の内
壁に逆ハ字形のガス分離板１８が設けてある。汚泥分離
室に入った処理水は傾斜分離板の外面上部に設けた溢流
トラフ１７に溢入し、排出管１９から取出される。

【００１８】嫌気性ガスに随伴して反応室１４を上昇し
た処理水中の嫌気性ガスは該室の液面に浮上してガス抜
き管１１から放出される。そして、処理水は傾斜分離板
の内面に沿った反転流Ｃとなり傾斜分離板の下端の延長
部２２、又は整流板２０に衝突して下向きの流れにな
り、汚泥分離室１３で分離したグラニュールを破線の矢
印で示したように整流通路２１から下向きに引出して合
流し、グラニュールを汚泥層１５上に沈下させる。つま
り、傾斜分離板の内面に沿って下降する反転流Ｃがガス
分離板１８に衝突し、反射的に整流板２０と処理槽の内
面との間を上昇して汚泥沈殿室１３の内部を攪拌する衝
突流Ｄが無くなると共に、傾斜分離板の下端の延長部２
２や、整流板２０に衝突して向きを下向きに変えた流れ
が生じ、汚泥沈殿室内で処理室から分離したグラニュー
ルを整流通路２１から汚泥層１５上にスムースに沈下さ
せるのである。

【００１９】以上、本発明を図示の実施例について説明
したが、本発明はこれらの実施例に制限されず、特許請
求の範囲に記載の技術思想の範囲内において任意に設計
することができる。例えば、ガス分離板１８の頂部は整
流板２０間に浅く突入した位置に設けられているが、ガ
ス分離板１８の位置を図１，図３の場合よりも下に下
げ、ガス分離板の頂部を整流板の下端と同じ高さ、又は
それよりも更に下方に位置するように配置してもよい。

【００２０】又、ガス分離板は、上述の各実施例では傾
斜して設けてあるが、傾斜させることなく、汚泥沈殿室
の下部の入口部を遮るようになっていれば水平に設けて
もよい。要は下方からの嫌気性ガスを含む上昇流が汚泥
沈殿室内に直接に入り込むのを防止することができれば
よい。しかし、図示したような傾斜したガス分離板を用
いると、ガス分離板と汚泥沈殿室間に形成される処理水
の上昇水流と汚泥の沈降流が円滑になるので好ましい。

【００２１】又、処理槽が四角筒の例において、図３，
図４で汚泥沈殿室は処理槽の対向する両壁（図４の上側
壁と下側壁）間にわたって設けてあるが、汚泥沈殿室を
両壁まで延長せず、中間部のみに汚泥沈殿室を形成する
ようにしてもよい。この場合は中間部の汚泥沈殿室と、
両壁との間は反応室の一部になり、汚泥沈殿室は反応室
に囲まれた形になる。これによりガス分離板１８の下に
集まったガスはガス分離板１８の下に沿って両側に移動
し、ガス分離板の各端部と、両壁との間の反応室の水面
に浮上して放出されるので、山形のガス分離板の頂部に
ガス導管１８´を立設する必要が無くなると共に、汚泥
沈殿室の下部の入口部の流れがガスで乱されることが無
くなる。

【００２２】更に上述の各実施例では処理槽１０にガス
抜き管１１を有する蓋を設けてあるが、ガスの回収を目
的としない場合は必ずしも必要ではない。しかし、防
臭、防蝕の観点からは蓋を設けるのが良い。又、ガスを
回収する場合でも、反応室の水面の上方は密閉構造に
し、汚泥沈殿室の水面の上方は開放してもよい。

【００２３】次に本発明の効果の一例を示す。容積１ｍ
³ （槽断面積０．７２ｍ² ×高さ１．５ｍ）の処理槽を
使用した図１，２の本発明の実験装置と、図６の従来例
の実験装置とにより高さ５ｍの実装置の運転状況を比較
した。どちらの装置にも高さ５ｍの実装置のＣＯＤcr負
荷２０ｋｇ／ｍ³ ／日に相当するガス量を後述の方法で
計算して求め、同量の窒素ガスを槽底面から均一に曝気
した。一方、装置からの流出水（処理水）をポンプを用
いて６００立／時にて槽底部に導入し、循環させた。窒
素の曝気、及び処理水の循環を開始して充分に時間が経
過し、循環水中のＳＳ濃度が一定になるのを見計らって
循環水を７０立採取し、１５分静置後に上澄水をデカン
テーションにより捨て、残ったＳＳを１０５℃で乾燥
し、計量した。この循環水７０立に含まれるＳＳ量を比
較することにより両装置の性能を評価した。又、処理水
の顕微鏡写真の画像解析により処理水のＳＳの個数、及
び粒径の分析を行った。前述したガス量の計算方法は、
ＣＯＤcr１ｋｇ当りの嫌気性ガスの発生量がメタン濃度
７０％、炭酸ガス濃度３０％として約５００立と概算で
きるので、２０ｋｇ／ｍ³ ／日のＣＯＤcr負荷量に対応
するガス発生量は処理槽１ｍ³ 当り２０×５００＝１
０，０００立／日＝４１７立／時であり、実装置の高さ
が５ｍであると槽断面１ｍ² 当り４１７×５＝２，０８
５立／時になる。図１，２の本発明の実験装置と、図６
の従来例の実験装置は槽の断面積が０．７２平方である
ため、必要ガス量は、２０８０×０．７２＝１５００立
／時であり、両実験装置にはその量の窒素ガスを槽の底
面から均一に曝気した。この結果、処理水７０立中の流
出汚泥は従来例の実験装置の場合はＳＳ１８４ｍｇ、粒
子数１７，５００個、平均粒径０．６２ｍｍであるのに
対し、図１，２の本発明の実験装置の場合はＳＳ１６５
ｍｇ、粒子数１５，９００個、平均粒径０．５５ｍｍで
あり、本発明の装置が従来例の装置よりも優れた汚泥分
離性能を有することが確認できた。

【００２４】

【発明の効果】以上で明らかなように本発明によれば有
機性排水のＣＯＤcr負荷量が高く、嫌気性ガスの発生量
が多く、反応室内を上昇する処理水の上向流Ｂの速度、
及びその反転流Ｃの流速が早くても、汚泥沈殿室での処
理水からのグラニュールの分離に悪影響が及ばない。そ
して、反転流Ｃの流速が早いほど、反転流が整流板や、
傾斜分離板の下向き延長部に衝突して向きが下向きに変
る流れの速度が速くなるので、汚泥沈殿室での分離した
グラニュールを整流通路から迅速に引き出して合流し、
嫌気性汚泥層上に沈下させるので、嫌気性汚泥層の量の
不足を防止し、原水中の有機物を充分に生物処理するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の嫌気性処理装置の第１実施例の縦断面
図である。

【図２】図１のＡ−Ｂ線での断面図である。

【図３】本発明の嫌気性処理装置の第２実施例の縦断面
図である。

【図４】図３のＣ−Ｄ線での断面図である。

【図５】本発明の嫌気性処理装置の第３実施例の縦断面
図である。

【図６】従来の嫌気性処理装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１０処理槽１１ガス抜き管１２傾斜分離板１３汚泥沈殿室１４反応室１５嫌気性汚泥層１６原水の給水管１７溢流トラフ１８ガス分離板１９処理水の排出管２０整流板２１整流通路２２傾斜分離板の下向き延長部Ａ汚泥沈殿室内での処理水の上向流Ｂ反応室内での処理水の上向流Ｃ反応室内の反転流

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【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野治東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理槽と、上端部が槽内の水面上に突出
し、水面下で傾斜して下端が槽内の高さの中程に位置す
る傾斜分離板と、この傾斜分離板により槽内に隔離して
設けられた汚泥沈殿室、及び反応室と、反応室に形成さ
れる嫌気性汚泥層と、処理槽底部付近に開口する有機性
排水を供給する給水管と、前記汚泥沈殿室の上部に設け
られた処理水の溢流トラフと、前記反応室の内部の汚泥
沈殿室の下部に設けられたガス分離板とを備えた有機性
排水の嫌気性処理装置において、前記汚泥沈殿室内の下
部に、傾斜分離板との間に隔離を保ち、下端はガス分離
板から上に離れたほゞ垂直な整流板を設けたことを特徴
とする有機性排水の嫌気性処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の有機性排水の嫌気性処
理装置において、傾斜分離板の下端部に、前記整流板と
間隔を保ち、整流板との間にほゞ垂直な下向き延長部を
設けたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。