JPS62181772A - 生物反応装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は生物反応装置に係り、特に反応装置の槽体内に
設置された分離膜の膜面に沿う原液流速を高めることに
より透過液量を増大させるようにした生物反応装置に関
するものである。

［従来の技術］ 生物処理装置と脱会ｌｌｌ装置とを組み合わせた生物反
応装置が廃水処理装置の分野などにおいて知られている
０例えば、生物処理装置からの生物処理液を膜分離処理
し、この濃縮液を生物処理装置に返送するようにしたも
のが、また生物処理後の処理液を膜分離し、処理水の水
質向上を図るようにしたものが考えられている。

このような膜分離手段と生物反応手段とを組み合わせた
装置によれば高度な廃水処理等の生物処理を行なえる。

［発明が解決しようする問題点］ しかしながら、上記従来の生物反応手段と膜分離手段と
を組み合わせた反応装置は、生物反応槽と膜分離装置と
が別体に設けられているので、原液を生物処理手段に送
給する手段及び膜分離用動力装置を別途に設けることが
必要であり、動力コスｉ・が嵩むと共に、装置全体の構
成が大型化され、コンパクト化にも限界があった。

［問題点を解決するための手段］ 未出願人は、このような問題を解決するものとして、密
閉式の生物反応槽体内に分ｇＩ膜を装入設置すると共に
、この分離膜透過液を槽体外への取出可能とし、槽体内
の圧力を利用して液の膜透過を行わせるよう構成した生
物反応装置（特願昭６０−９２９５３．以下、「先願Ｉ
」という、）及び、流動層型反応装置の槽体内の流動層
形成部の下方に分離膜を設置すると共に、流動層処理水
を槽体の上部から取り出して槽体下部へ循環して膜透過
液を生産水として槽体外へ取り出すようにした生物反応
装置（昭和６１年１月９日出願、以下、「先願ＩＩ　Ｊ
という、）を提案した。上記先願Ｉ及びＩＩによれば、
槽体内に分離膜が設置されているので、１１９分離用動
力装置を別途に設けることが不要で、しかも装置全体の
コンパクト化を図ることが可能とされる。

本発明は、上記先願Ｉ及び先願■に基き、更に鋭、−！
検１１・１を屯ねた結果完成されたものであり、生物反
応装置内にガスを吹き込むことによりｆＩ’２面流速全
流速くし、高い透過液ＩＪ−を維持するよう構成したも
のである。

即ち１本発明は、生物反応装置の槽体内に分離膜を、−
Ｉ：、）１″方向にかつこの分離１模の透過液を槽体外
へ取出可能に設けると共に、該槽体内の分離１模の下方
にガスの吹込手段を設けたものである。

［作用］ 膜面に沿って流れる原水（原液）の流速（ｎり面流速）
を高めることにより、透過液量を高い水準に維持できる
ことは、種々の研究の結果、経験的に知見されている０
本発明においては、吹き込まれたガスが膜面に沿って上
昇することにより１模而流速が高められ、高透過液量が
維持される。また、槽体内に分離膜が装入設置されてい
るので、上記先願と同様に、膜分離用動力装置を別途に
設ける必要がなく装置全体のコンパクト化を図ることが
可能である。

し、かも、ガスの気泡や液流が分離膜面に接触すること
により、膜面の濃度分極やゲル層の形成を抑制し、より
高い透過液量を維持することができる。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る生物反応装置の縦断面図
、第２図は第１図のｒｒ　−ｎ線に沿う断面図、第３図
は第１図の■の部分の拡大図である。

ｌは反応装置の槽体であって、気密な耐圧容器である。

この槽体ｌには、その底部に原液の導入管２が接続され
ている。また槽体１の上部にはガスの循環用の配管３が
接続され、抜き出されたガスは、ブロワＢにより槽体ｌ
の底部の散気口４から噴出されるように構成されている
。なお、５は槽体内の圧力調整のためのガス抜管であり
、調圧弁５ａが介、没されている。

槽体ｌの内部には、中空糸あるいは管型の多数の分１１
１１１９６を集合せしめてなる１模モジユール７が配６
１シされている。この膜モジュール７は、筒形ケーシン
グ８、該筒形ケーシング８の丘下の両（５Ｖ４０に鏡板
状に設けられた有孔の支持板９．１０を有し、前記分ｌ
Ｉｌ膜６の上下の端部は該支持板９゜１０の貫通孔９ａ
、１０ａに挿入されて固定されている。このように、分
ｌｌｌ膜６は、それぞれが上下方向（本実施例ではほぼ
鉛直方向）に配設されており、分ＫＩＩ！Ｊ６の内部は
槽体ｌ内に直に連通した状態となっている。

一方１分１ｌｌＩ膜６の外周部分は、前記筒形ケーシン
グ８で囲まれており、透過水室１１となっている。

第３図に示す如く、このケーシング８の下部側壁と前記
槽体ｌの下部側壁には、それぞれ略同−高さに透過木の
抜出口１２．１３が開設されており、両抜出口１２．１
３は、槽体ｌの抜出口１３周縁から槽体中心方向に突設
された短管１４を介して連通されている。符号１５は短
管１４の先端と抜出口１２縁部との封塞をなすシール部
材である。

このように構成された実施例装置において、導入管２か
ら給液ポンプＰにより槽体ｌ内に導入された原液は、槽
体ｌ内に存在している微生物によって生物的な反応（例
えば分解、発酵等）を受け、低分子化した生成物はブロ
ワＢの作動により散気口４より吹き出される気泡Ｇに伴
流されて分、箪膜６の内部６ａに入り、該内部６ａを通
過する途中で分、ＩＩＩ！Ｊ６を透過して透過水室１１
に入る。

そして、透過水抜出口１２．１３より槽体ｌ外に取り出
される（矢印Ａ）。

また、導入された原液に含まれる高分子成分のうち十分
な生物処理を受けなかったものは、分離膜６の内部６ａ
ｌ、４１昇してその上端を抜は出た後、モジュール７と
槽体１との間を下降し、４ＰＪ体ｌの底部に戻される。

そして、この途中において、あるいはその後の循環の途
中において生物的な処理を受け、低分子化した生成物は
、前述の如く分離１１１２６の内部６ａから分＃、１膜
６を透過し、透過水抜出口１２．１３より槽体１外に取
り出される。

また、この生物反応に伴ってメタン等のガスが発生する
が、所要量のガスは配管３で循環され、余剰のガスはガ
ス抜１１５から槽体■外にｔノ１出される。

［−記のように、本′支施例装７１＆こおいては、槽体
１内に分離膜６が装入され、槽体ｌ内に原水を送給する
ためのポンプ圧を利用して液の分離１１１２透過が図れ
るので５従来の膜分離装置のような加圧供給機構（動力
装置）を別途に設置する必要はなく、装置構成の簡易化
及びコンパクト化を図ることができる。

加えて、本発明装置では散気口４から噴出された気泡Ｇ
が分離膜６の内部を通って」二昇するのであるが、この
気泡Ｇの−１：昇に伴流されて該膜６の膜面に沿う原水
濠速（膜面流速）が高められ、これによって高い透過水
量が維持されるようになる。

また、分、！Ｉｌｌ模６の下方から吹き出される気泡は
、分離１模６の内部６ａを液と共に１：昇するのである
が、その際、この気泡や液流により膜面に付着したゲル
層やケーキ層が機械的に２ｑ６されて除去される。また
、このガスのＪ：　’ｉ１及び液流により、分離膜面の
液Ｃ度分極も妨げられ均一化される。そのため、本発明
装置では、著しく高い鑓過効率及び高い透過水量が長期
間維持されるようになる。

」二足実施例では給液ポンプＰによって槽体１内の圧力
を高めて膜透過圧を得ているが、槽体内の水深を深める
ことによっても透過水圧を得られる。勿論、両者を併用
しても良い。

また、散気口４は一箇所に限られず、分離膜の下方複数
箇所に設けるようにしても良い。

更に、透過水の抜出機構として、分離膜６の支持板９．
１０の代わりに、第４図に示すような支持部材１６とし
ても良い、第４図において、支持部材１６は、モ行なモ
板１９．２０を有し１両板１９．２０の間に透過氷室２
１が形成されている。この透過氷室２１を１′ｊ通する
ように短い筒状部材２２が配置役されており、これによ
って支持部材１６の４：側１８が室２３と連通されてい
る。また、支持部材１６の下側の板２０には多数の透孔
２４が穿設されており、分＃Ｌ膜６の上端がこの透４Ｌ
２４に嵌め合わされ、分離膜６内に透過してきた液が１
漠６の上端から透過氷室２１内に流入し得るよう構成さ
れている。

なお支持部材１６と天地対称に下部にも支持部材が設け
られ、第４図の符す２１．２２で示されるものと同様の
透過氷室及び筒状部材（共に図示せず）を有しており、
分１１１１１９６の下端が、偵下部の支持部材の透過氷
室に流入可能とされると共に、槽体１内の底部近傍の部
分と室２３内とが連通されている。

かかる上部及び下部の支持部材を用いた場合には、第１
図のケーシング８は設置されておらず、代わりに、槽体
１の側壁に支持部材の透過水室２１から透過水を抜き出
すための配管を接続し、これにより透過水の抜き出しを
行なう、このように構成した場合でも、上記実施例と同
様の作用効果を得ることができる。

なお本発明においては、第５図及び第５図のＶｌ−７１
線に沿う断面図である第６図に示す如く、膜モジュール
７は槽体１内に複数配設しても良い、この場合には散気
口４は各モジュール毎に複数設けるのが良く、このよう
な装置によれば　ｒｐ位容積又は栄位設置スペース当り
の１漠分離効率は相当に高められる。第５．６図の実施
例において、透過水の抜出は各モジュール毎に行なって
も良く、別途透過水の集水管を配設し、集水して抜き出
しても良い、（なお、第５図及び第６図において、第１
図及び第２図と同一部材は同一符号をもって示し、その
説明を省略する。） 本発明において１分離１模６の形態としては、中空糸１
１り、キャピラリー膜、又はチューブラ−膜等が好適で
ある。

この分離膜の種類としては、逆浸透膜、限外吐過膜、精
密濾過１漠等、特に限定されることなく各種のものを用
いることができ、反応の種類に応じて選定すれば良い０
例えば廃水処理に用いる場合には、孔径０．１−０．０
１１Ｌｍ程度の精密濾過膜を、また高度な廃水処理を行
なう場合には分画分子量が２００００−１０００程度の
限外鑓過膜を用いることができる。また有機酸発酵やア
ルコール発酵等を行なう場合は、生成した有機酸。

アルコールが透過する特性の精密症過膜、限外濾過１１
りを用いることができる。

本発明の装置は、好気性処理や発酵処理を行うのが好適
であるが、Ｊ１１１気性処理にも適用できる。

また、本発ＩＪＩにおいて、微生物は各種の方式によっ
て槽体内に装入維持させることができる０例えば、流動
床方式、スラッジブランケット方式あるいは浮遊方式の
いずれでもよい。

［発明の効果］ 以上の通り１本発明の生物反応装置においては、反応槽
体内に分離膜が組み込まれ、４ＰＩ体内の原液供給圧力
を利用して分離膜の透過が図られているものにおいて、
１１々面流速が増大され透過液量が高水準に維持される
。しかも膜面の濃度分極やゲル層の形成も抑制され、極
めて高効率の膜分離処理が行なわれる。

加えて、本発明装ごは膜分離と生物反応とを複合させる
ものであるから高度な生物反応を行なわせることができ
、しかも装置全体の構成が極めてコンパクトであり、且
つ膜透過用の動力装置を別途に設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

７ＪＳ１図は本発明の実施例装置の縦断面図、第２図は
第１図ＴＩ　−ＩＩ線に沿う横断面図、第３図は第１図
のｍ部の拡大図である。第４図は本発明の他の実施例装
置を説明する支持部材の断面の拡大図である。第５図は
本発明の別の実施例装置の縦断面図、第６図は第５図の
Ｖｌ−Ｖｌ線に沿う横断面図である。 ■・・・槽体、　　　　　３・・・ガス抜出管、４・・
・通気口、　　　　６・・・分＃１模。 ７・・・膜モジュール。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛 第４図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）槽体内で微生物を用いて生物反応を行う生物反応
   装置において、該槽体内に分離膜を、上下方向にかつこ
   の分離膜の透過液を槽体外へ取出可能に設けると共に、
   該槽体内の分離膜の下方にガスの吹込手段を設けたこと
   を特徴とする生物反応装置。
2. （２）分離膜は中空糸膜、キャピラリー膜又はチューブ
   ラー膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の生物反応装置。
3. （３）前記ガスは、槽体内で発生したガスを捕集して再
   循環させたガスであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の生物反応装置。