JP2016034619A - Anaerobic treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、嫌気性生物を用いて排水中の被処理物（有機物）を分解する嫌気性処理装置に関する。 The present invention relates to an anaerobic treatment apparatus that decomposes an object to be treated (organic matter) in wastewater using an anaerobic organism.
従来、下水処理、し尿処理、飲料や食品の製造過程で生じる産業排水の処理等に嫌気性処理装置が利用されている（例えば、非特許文献１）。嫌気性処理装置は、ＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）法の場合、嫌気性生物のグラニュールで構成されるグラニュール層が収容された反応槽で構成されており、グラニュール層の下方から被処理液（排水）が導入され、導入された被処理液はグラニュール層を通って反応槽の上部から外部へ越流する。被処理液中の被処理物（有機物）は、グラニュールによって分解されるため、被処理液がグラニュール層を通過する際に、被処理液から被処理物が除去されることとなる。 Conventionally, anaerobic treatment apparatuses are used for sewage treatment, human waste treatment, treatment of industrial wastewater generated in the manufacturing process of beverages and foods, and the like (for example, Non-Patent Document 1). In the case of UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) method, the anaerobic treatment device is composed of a reaction tank containing a granule layer composed of anaerobic granule, and it is treated from below the granule layer. The liquid (drainage) is introduced, and the introduced liquid to be treated flows from the upper part of the reaction tank to the outside through the granule layer. Since the object to be processed (organic substance) in the liquid to be processed is decomposed by the granules, the object to be processed is removed from the liquid to be processed when the liquid to be processed passes through the granule layer.
嫌気性処理装置において、グラニュールによって被処理物が分解されると、メタンや二酸化炭素といったガスや、有機酸、エタノールといった低分子炭素化合物が生成される。こうして生成されたガスはグラニュールに付着し、ガスとグラニュールの集合体（以下、「浮上グラニュール」と称する）が反応槽内で生成されることとなる。グラニュールは、被処理液より質量密度が大きいため、通常は被処理液の流れに逆らって沈降するが、ガスが付着した浮上グラニュールは、被処理液の流れに乗って上昇し、反応槽の上部から越流してしまうことがある。反応槽内のグラニュールが減少すると、被処理物の分解効率が低下するため、グラニュールを反応槽内に留めておく必要がある。 In the anaerobic processing apparatus, when the object to be processed is decomposed by the granules, a gas such as methane or carbon dioxide, or a low-molecular carbon compound such as organic acid or ethanol is generated. The gas thus generated adheres to the granules, and an aggregate of the gas and granules (hereinafter referred to as “floating granules”) is generated in the reaction vessel. Granules have a higher mass density than the liquid to be treated, so they usually settle against the flow of the liquid to be treated, but the floating granules adhering to the gas rise and ride on the flow of the liquid to be treated. May overflow from the top. When the number of granules in the reaction tank decreases, the decomposition efficiency of the object to be processed decreases, so it is necessary to keep the granules in the reaction tank.
そこで、従来の嫌気性処理装置では、反応槽におけるグラニュール層の上方に、浮上グラニュールをガスとグラニュールに分離する気固液分離部が設けられている（例えば、非特許文献２、特許文献１、特許文献２）。気固液分離部は、下面が開放され、側面を構成する側板を含んで構成され、側板の少なくとも一部が鉛直方向に対して傾斜している。被処理液の流れに乗って上昇した浮上グラニュールは、気固液分離部の傾斜した側板の下面に衝突することで、ガスと、グラニュールに分離される。こうして分離されたガスは、気固液分離部の側板に囲繞された領域（以下、「囲繞領域」と称する）に一旦貯留された後、気固液分離部に設けられたガス排出口を通じて外部に排出される。一方、分離されたグラニュールは、自重でグラニュール層まで沈降して再利用されることとなる。 Therefore, in the conventional anaerobic processing apparatus, a gas-solid-liquid separation unit that separates the floating granules into gas and granules is provided above the granule layer in the reaction tank (for example, Non-Patent Document 2, Patent). Literature 1, Patent Literature 2). The gas-solid-liquid separation unit is configured to include a side plate that has a lower surface open and configures a side surface, and at least a part of the side plate is inclined with respect to the vertical direction. The floating granule that has risen along the flow of the liquid to be treated collides with the lower surface of the inclined side plate of the gas-solid-liquid separation unit, so that it is separated into gas and granule. The gas thus separated is temporarily stored in a region surrounded by the side plate of the gas-solid-liquid separation unit (hereinafter referred to as “enclosure region”), and then externally passed through a gas discharge port provided in the gas-solid-liquid separation unit. To be discharged. On the other hand, the separated granules settle down to the granule layer by their own weight and are reused.
しかし、被処理液中に固形の被処理物（以下、「固形被処理物」と称する）が高濃度に含まれる場合、固形被処理物は完全には分解されないため、未分解の固形被処理物がグラニュール層に蓄積され、グラニュール層が膨張することとなる。グラニュール層が膨張しすぎると、気固液分離部の囲繞領域が固形被処理物を含んだグラニュール層で埋まってしまうことがある。この場合、気固液分離部の囲繞領域に進入できない浮上グラニュールが生じ、当該浮上グラニュールが被処理液の流れに乗って、反応槽の上部から越流してしまい、反応槽内のグラニュールが減少して被処理物の分解効率が低下する。 However, when a solid processing object (hereinafter referred to as “solid processing object”) is contained at a high concentration in the processing liquid, the solid processing object is not completely decomposed. Objects are accumulated in the granule layer and the granule layer expands. If the granule layer expands too much, the surrounding area of the gas-liquid separation part may be filled with the granule layer containing the solid workpiece. In this case, a floating granule that cannot enter the surrounding area of the gas-liquid separation unit is generated, and the floating granule rides on the flow of the liquid to be treated and overflows from the upper part of the reaction tank. Decreases, and the decomposition efficiency of the workpiece decreases.
そこで、囲繞領域からグラニュール層を引き抜くことも考えられるが、かかる手段によっても、結局反応槽内のグラニュールが減少することになり、被処理物の分解効率の低下を抑制することはできない。 Therefore, it is conceivable to pull out the granule layer from the Go region, but even with such means, the granules in the reaction vessel will eventually be reduced, and the degradation of the decomposition efficiency of the object to be treated cannot be suppressed.
そこで、本発明は、気固液分離部の形状を工夫することで、グラニュールの外部への流出を抑制することができ、反応槽における被処理物の分解効率の低下を防止することが可能な嫌気性処理装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention can suppress the outflow of granules to the outside by devising the shape of the gas-solid liquid separation part, and can prevent the degradation of the decomposition efficiency of the object to be processed in the reaction tank. An object is to provide an anaerobic treatment apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の嫌気性処理装置は、嫌気性生物によって被処理物を分解する嫌気性処理装置であって、嫌気性生物のグラニュールで構成されるグラニュール層を収容し、少なくともグラニュール層で被処理物を、ガスおよび被処理物の分子量より分子量の小さい炭素化合物に分解させる反応槽と、反応槽におけるグラニュール層の下部、または、グラニュール層の下方から、被処理物を含む被処理液を導入する被処理液導入部と、反応槽におけるグラニュール層の上方に設けられ、グラニュール層で処理された被処理液である処理後液が越流する越流部と、グラニュール層から越流部に向かう処理後液の上昇経路上に、処理後液の上昇を邪魔するように配され、複数の孔が形成されたフィルタ部を有し、処理後液とともに上昇した、ガスとグラニュールとの集合体である浮上グラニュールを、ガスとグラニュールとに分離させ、ガスを堰き止めて一時的に貯留する気固液分離部と、気固液分離部に貯留されたガスを外部に排出するガス排出口と、を備え、フィルタ部は、鉛直方向に対して傾斜しており、フィルタ部の孔の孔径は、ガスおよびグラニュールを通過不可能または通過困難とし、被処理物を通過可能または通過容易とする大きさであることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an anaerobic treatment apparatus of the present invention is an anaerobic treatment apparatus that decomposes an object to be treated by an anaerobic organism, and contains a granule layer composed of granules of anaerobic organisms. And, at least in the granule layer, the reaction vessel decomposes the gas and the carbon compound having a molecular weight smaller than the molecular weight of the treatment object, and the lower part of the granule layer in the reaction tank, or the lower part of the granule layer, A treatment liquid introduction section for introducing a treatment liquid including a treatment object and an overflow liquid which is provided above the granule layer in the reaction tank and overflows the post-treatment liquid which is the treatment liquid treated in the granule layer. And a filter part in which a plurality of holes are formed on the rising path of the post-treatment liquid from the granule layer to the overflow section so as to obstruct the rise of the post-treatment liquid. With liquid The rising granule, which is an aggregate of gas and granule, is separated into gas and granule. A gas discharge port for discharging the stored gas to the outside, the filter part is inclined with respect to the vertical direction, and the hole diameter of the hole of the filter part is impossible or difficult to pass through the gas and granules The size is such that the workpiece can pass or is easily passed.
また、ガスおよびグラニュールを通過不可能または通過困難とし、被処理物を通過可能または通過容易とする大きさは、０．０２ｍｍ〜２ｍｍのうち、予め設定された大きさであるとしてもよい。 Moreover, the magnitude | size which makes a gas and a granule impossible to pass or difficult to pass, and can pass a to-be-processed object or it is easy to pass may be a preset magnitude | size among 0.02 mm-2 mm.
また、気固液分離部内に滞留した、被処理液または処理後液を引き抜く引き抜き部をさらに備えるとしてもよい。 Moreover, it is good also as providing the extraction part which extracts the to-be-processed liquid or the liquid after a process which stayed in the gas-solid-liquid separation part.
また、ガス排出口を通じて排出されたガスを、気固液分離部の下方から導入するガス導入部をさらに備えるとしてもよい。 Moreover, it is good also as providing the gas introduction part which introduces the gas discharged | emitted through the gas exhaust port from the downward direction of a gas-solid-liquid separation part.
本発明によれば、グラニュールの外部への流出を抑制することができ、反応槽における被処理物の分解効率の低下を防止することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the outflow of granules to the outside, and it is possible to prevent the degradation of the decomposition efficiency of the object to be processed in the reaction tank.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
（嫌気性処理装置１００）
図１、図２は、本実施形態にかかる嫌気性処理装置１００を説明するための図であり、図１は、嫌気性処理装置１００の斜視図を示し、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線のＸＺ断面図を示す。本実施形態の図１、図２では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。また、理解を容易にするために、図１中、反応槽を透明で、液面（液体と気体の界面）を破線で、グラニュール層ＧＬの界面を一点鎖線で示す。さらに、図１、図２中、グラニュールを黒丸で、ガスを白丸で示し、図２中、液（被処理液、処理後液）をグレーの塗りつぶしで示す。
(Anaerobic treatment apparatus 100)
1 and 2 are diagrams for explaining an anaerobic treatment apparatus 100 according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the anaerobic treatment apparatus 100, and FIG. XZ sectional drawing of II line is shown. 1 and 2 of the present embodiment, the X axis, the Y axis, and the Z axis (vertical direction) that intersect perpendicularly are defined as illustrated. In order to facilitate understanding, in FIG. 1, the reaction tank is transparent, the liquid surface (interface between liquid and gas) is indicated by a broken line, and the interface of the granule layer GL is indicated by a one-dot chain line. Further, in FIG. 1 and FIG. 2, the granules are indicated by black circles, the gas is indicated by white circles, and in FIG. 2, the liquid (liquid to be treated and liquid after treatment) is indicated by graying out.
嫌気性処理装置１００は、被処理液に含まれる被処理物（有機物）を嫌気性生物によって、ガスと、被処理物の分子量より分子量の小さい炭素化合物（例えば、有機酸やエタノール等のアルコール、以下、「低分子炭素化合物」と称する）に分解する装置である。図１、図２に示すように、嫌気性処理装置１００は、嫌気性生物（例えば、メタン生成菌）のグラニュール（複数の嫌気性生物または通性嫌気性生物の集合体を主体とする大きさ０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度の塊状の粒子）と、被処理液（被処理物を含んだ液）を収容する反応槽１１０を備えている。グラニュールは、被処理液より質量密度が大きいため、反応槽１１０の下部に沈降している。このため、反応槽１１０の下部において、グラニュールで構成されるグラニュール層ＧＬが形成されることとなる。 The anaerobic treatment apparatus 100 uses an anaerobic organism to convert the object to be processed (organic substance) contained in the liquid to be processed into a gas and a carbon compound having a molecular weight smaller than the molecular weight of the object to be processed (for example, an alcohol such as an organic acid or ethanol, Hereinafter, it is an apparatus that decomposes into “low molecular weight carbon compounds”. As shown in FIGS. 1 and 2, the anaerobic treatment apparatus 100 is mainly composed of anaerobic organisms (for example, methanogens) granules (a collection of a plurality of anaerobic organisms or facultative anaerobic organisms). And a reaction tank 110 containing a liquid to be processed (liquid containing the object to be processed). Since the granule has a mass density larger than that of the liquid to be treated, it is settled in the lower part of the reaction tank 110. For this reason, a granule layer GL composed of granules is formed in the lower part of the reaction vessel 110.
被処理液導入部１２０は、不図示のポンプと、導入管とを含んで構成され、被処理液供給源から反応槽１１０へ被処理液を導入する。本実施形態において、被処理液導入部１２０は、反応槽１１０におけるグラニュール層ＧＬの下部、または、グラニュール層ＧＬの下方から被処理液を導入する。 The to-be-processed liquid introducing unit 120 includes a pump (not shown) and an introduction pipe, and introduces the to-be-processed liquid from the to-be-processed liquid supply source to the reaction tank 110. In the present embodiment, the liquid to be processed introducing unit 120 introduces the liquid to be processed from the lower part of the granule layer GL in the reaction tank 110 or from below the granule layer GL.
反応槽１１０におけるグラニュール層ＧＬの上方には、越流部１３０が設けられている。被処理液導入部１２０から導入された被処理液は、グラニュール層ＧＬを通って、最終的に越流部１３０に到達する。嫌気性生物は、被処理物をガスと低分子炭素化合物とに分解する機能を有するため、被処理液導入部１２０から導入された被処理液が、グラニュール層ＧＬを通過する過程で、被処理液中の被処理物はガスと低分子炭素化合物に分解されることとなる。 An overflow section 130 is provided above the granule layer GL in the reaction tank 110. The liquid to be processed introduced from the liquid to be processed introducing section 120 finally reaches the overflow section 130 through the granule layer GL. The anaerobic organism has a function of decomposing an object to be processed into a gas and a low molecular weight carbon compound. Therefore, in the process in which the liquid to be treated introduced from the liquid to be treated introducing unit 120 passes through the granule layer GL, An object to be treated in the treatment liquid is decomposed into a gas and a low molecular weight carbon compound.
したがって、越流部１３０には、グラニュール層ＧＬで処理（被処理物をガスと低分子炭素化合物とに分解する処理）された被処理液（以下、単に「処理後液」と称する）が到達することとなり、越流部１３０は、処理後液を処理後液流通部１４０に越流させる。つまり、被処理液や処理後液は、上昇流となって反応槽１１０内を移動することとなる。 Therefore, in the overflow section 130, a liquid to be processed (hereinafter, simply referred to as “post-treatment liquid”) processed by the granule layer GL (a process for decomposing the object to be processed into a gas and a low molecular carbon compound). Thus, the overflow unit 130 causes the post-treatment liquid to overflow to the post-treatment liquid circulation unit 140. That is, the liquid to be treated and the liquid after treatment move in the reaction tank 110 as an upward flow.
こうして、処理後液流通部１４０に到達した処理後液は、処理後液排出口１４２を通じて、外部へ排出されることとなる。 Thus, the treated liquid that has reached the treated liquid circulation section 140 is discharged to the outside through the treated liquid discharge port 142.
上述したように、グラニュールは、被処理物をガスと低分子炭素化合物とに分解するため、グラニュールによる被処理液中の被処理物の分解が進むと、反応槽１１０に収容された液には、ガスが分散されることとなる。そうすると、ガスがグラニュールに付着して、浮上グラニュール（ガスとグラニュールの集合体）が反応槽１１０内で生成されることとなる。上述したように、グラニュールは、被処理液より質量密度が大きいため、通常では沈降してグラニュール層ＧＬを形成するが、ガスが付着した浮上グラニュールは、被処理液や処理後液の流れ（上昇流）に乗って上昇し、反応槽１１０の上部に形成された越流部１３０から越流してしまうことがある。そうすると、反応槽１１０内のグラニュールが減少し、被処理物の分解効率が低下する事態が生じてしまう。 As described above, the granule decomposes the object to be processed into a gas and a low molecular weight carbon compound. Therefore, when decomposition of the object to be processed in the object liquid is progressed by the granule, the liquid contained in the reaction tank 110. In this case, the gas is dispersed. Then, gas adheres to the granules, and floating granules (aggregates of gas and granules) are generated in the reaction tank 110. As described above, since the granule has a mass density higher than that of the liquid to be treated, it normally settles to form the granule layer GL. Riding on the flow (upflow) may rise and overflow from the overflow section 130 formed in the upper part of the reaction tank 110. As a result, the number of granules in the reaction tank 110 is reduced, and the decomposition efficiency of the object to be processed is reduced.
そこで、嫌気性処理装置１００では、グラニュール層ＧＬから越流部１３０に向かう処理後液の上昇経路上に、処理後液の上昇を邪魔する（処理後液を迂回させる）ように配され、浮上グラニュールをガスとグラニュールに分離する気固液分離部１５０（図１、図２中、１５０ａ〜１５０ｅで示す）を備えている。 Therefore, the anaerobic treatment apparatus 100 is arranged on the ascending route of the treated liquid from the granule layer GL toward the overflow portion 130 so as to obstruct the rise of the treated liquid (bypassing the treated liquid), A gas-solid-liquid separation unit 150 (indicated by 150a to 150e in FIGS. 1 and 2) for separating the floating granules into gas and granules is provided.
図３は、気固液分離部１５０ａの斜視図である。なお、ここでは、気固液分離部１５０ａについて説明するが、気固液分離部１５０ｂ〜１５０ｅについては、気固液分離部１５０ａと実質的に構成が等しいため、説明を省略する。 FIG. 3 is a perspective view of the gas-solid-liquid separator 150a. In addition, although the gas-solid-liquid separation part 150a is demonstrated here, since the structure about the gas-solid-liquid separation part 150b-150e is substantially equal to the gas-solid-liquid separation part 150a, description is abbreviate | omitted.
気固液分離部１５０ａは、フィルタ部１５２と、枠部１５４と、支持部１５６とを含んで構成される。フィルタ部１５２は、複数の孔が形成された平面形状のものであり、例えば、ナイロン、ポリエチレン等で形成された濾布である。枠部１５４は、フィルタ部１５２同士を連結するとともに、フィルタ部１５２が鉛直方向に対して傾斜する（例えば、フィルタ部１５２と水平面との為す角が４５°程度、もしくは、４５°以上となる）ように、フィルタ部１５２を保持する。 The gas-solid-liquid separation unit 150a includes a filter unit 152, a frame unit 154, and a support unit 156. The filter portion 152 has a planar shape in which a plurality of holes are formed, and is a filter cloth formed of, for example, nylon or polyethylene. The frame part 154 connects the filter parts 152 to each other, and the filter part 152 is inclined with respect to the vertical direction (for example, the angle formed by the filter part 152 and the horizontal plane is about 45 ° or 45 ° or more). Thus, the filter unit 152 is held.
支持部１５６は、枠部１５４から延在した棒形状のものであり、フィルタ部１５２の形状を維持する。本実施形態において支持部１５６は、フィルタ部１５２を上方から、すなわち、フィルタ部１５２に対して、液の流れ方向の下流側からフィルタ部１５２を支持している。 The support portion 156 has a rod shape extending from the frame portion 154 and maintains the shape of the filter portion 152. In the present embodiment, the support unit 156 supports the filter unit 152 from above, that is, with respect to the filter unit 152 from the downstream side in the liquid flow direction.
図４は、気固液分離部１５０による浮上グラニュールＦＧの分離を説明するための図であり、図２の円ＩＩＩの拡大図である。また、図４中、グラニュールを黒丸で、ガスを白丸で示す。 FIG. 4 is a diagram for explaining separation of the floating granules FG by the gas-liquid separation unit 150, and is an enlarged view of a circle III in FIG. In FIG. 4, the granules are indicated by black circles and the gas is indicated by white circles.
図４（１）に示すように、浮上グラニュールＦＧは、処理後液もしくは被処理液の流れに乗って鉛直上方に浮上する。気固液分離部１５０は、グラニュール層ＧＬから越流部１３０に向かう処理後液の上昇経路上に配されているため、図４（２）に示すように、浮上グラニュールＦＧは、上昇過程において、気固液分離部１５０のフィルタ部１５２に衝突することとなる。そして、浮上グラニュールＦＧは、フィルタ部１５２と衝突した後、フィルタ部１５２の傾斜に沿って上方に浮上する。 As shown in FIG. 4A, the floating granule FG floats vertically upward along the flow of the post-treatment liquid or the liquid to be treated. Since the gas-solid-liquid separator 150 is arranged on the rising path of the post-treatment liquid from the granule layer GL toward the overflow section 130, the floating granule FG rises as shown in FIG. In the process, it collides with the filter unit 152 of the gas-solid liquid separation unit 150. Then, the floating granule FG floats upward along the inclination of the filter unit 152 after colliding with the filter unit 152.
フィルタ部１５２との衝突、もしくは、衝突後のフィルタ部１５２の傾斜に沿った上昇過程におけるフィルタ部１５２との摩擦によって、浮上グラニュールＦＧは、ガスと、グラニュールとに分離される。こうして分離されたガスは、図４（３）に示すようにフィルタ部１５２の傾斜に沿って上昇し、気固液分離部１５０、仕切板１６０、反応槽１１０を構成する壁で囲繞された領域ＳＡ（以下、「囲繞領域ＳＡ」と称する）に一時的に貯留された後、仕切板１６０に形成されたガス排出口１６２を通って、反応槽１１０のガス貯留領域１７０（図１参照）に移動する。こうして、ガス貯留領域１７０に貯留されたガスは、ガス排出管１７２（図１参照）を通じて外部へ排出されることとなる。 The floating granule FG is separated into gas and granule by the collision with the filter unit 152 or the friction with the filter unit 152 in the ascending process along the inclination of the filter unit 152 after the collision. The gas thus separated rises along the inclination of the filter unit 152 as shown in FIG. 4 (3), and is surrounded by the walls constituting the gas-solid-liquid separation unit 150, the partition plate 160, and the reaction tank 110. After being temporarily stored in SA (hereinafter referred to as “go region SA”), the gas is stored in the gas storage region 170 (see FIG. 1) of the reaction tank 110 through the gas discharge port 162 formed in the partition plate 160. Moving. In this way, the gas stored in the gas storage area 170 is discharged to the outside through the gas discharge pipe 172 (see FIG. 1).
一方、気固液分離部１５０で分離されたグラニュールは、図４（４）に示すように自重で沈降し、グラニュール層ＧＬで再利用されることとなる。 On the other hand, the granule separated by the gas-solid-liquid separation unit 150 settles by its own weight as shown in FIG. 4 (4), and is reused in the granule layer GL.
なお、グラニュールが付着していないガスは、フィルタ部１５２に衝突することなく、ガス排出口１６２に導かれるか、フィルタ部１５２に衝突した後にガス排出口１６２に導かれることとなる。 The gas to which no granule is attached is guided to the gas exhaust port 162 without colliding with the filter unit 152, or is guided to the gas exhaust port 162 after colliding with the filter unit 152.
続いて、比較例の気固液分離部１５と、その問題点について説明する。図５は、比較例の気固液分離部１５と、本実施形態の気固液分離部１５０の機能を説明するための図である。また、図５中、グラニュールを黒丸で、ガスを白丸で、固形被処理物ＰＭを黒い塗りつぶしの四角で示す。 Then, the gas-solid-liquid separation part 15 of a comparative example and its problem are demonstrated. FIG. 5 is a diagram for explaining functions of the gas-solid-liquid separation unit 15 of the comparative example and the gas-solid-liquid separation unit 150 of the present embodiment. Further, in FIG. 5, the granules are indicated by black circles, the gas is indicated by white circles, and the solid workpiece PM is indicated by a solid black square.
図５（ａ）に示すように、比較例の気固液分離部１５は、フィルタ部１５２に代えて、鉛直方向に対して傾斜した傾斜板１６を含んで構成される。したがって、図５（ａ）に示すように、処理後液の流れに乗って上昇した浮上グラニュールＦＧは、本実施形態の気固液分離部１５０と同様に、傾斜板１６の下面に衝突することで、ガスと、グラニュールに分離される。 As shown in FIG. 5A, the gas-solid-liquid separation unit 15 of the comparative example includes an inclined plate 16 that is inclined with respect to the vertical direction, instead of the filter unit 152. Therefore, as shown in FIG. 5A, the floating granule FG that has risen along the flow of the treated liquid collides with the lower surface of the inclined plate 16 in the same manner as the gas-solid-liquid separation unit 150 of the present embodiment. Thus, it is separated into gas and granules.
ここで、導入された被処理液中に固形被処理物ＰＭが高濃度に含まれる場合、固形被処理物ＰＭは完全には分解されないため、未分解の固形被処理物ＰＭがグラニュール層に蓄積され、グラニュール層が膨張することとなる。グラニュール層が膨張しすぎると、図５（ｂ）に示すように、気固液分離部１５の囲繞領域ＳＢが、固形被処理物ＰＭを含むグラニュール層で埋まってしまうことがある。そうすると、浮上グラニュールＦＧは気固液分離部１５の囲繞領域ＳＢに入りこむことができず、分離されることなく、越流部まで到達してしまうこととなる。浮上グラニュールＦＧが液（処理後液または被処理液）の流れに乗って、越流部から外部に排出されると、反応槽１１０内のグラニュールが減少して固形被処理物ＰＭの分解効率が低下する。したがって、比較例の気固液分離部１５を備えた、従来の嫌気性処理装置では、高濃度の固形被処理物ＰＭを含む被処理液を処理できないという問題があった。 Here, when the solid processing object PM is contained in the introduced processing liquid in a high concentration, the solid processing object PM is not completely decomposed, so that the undecomposed solid processing object PM becomes a granule layer. Accumulated and the granule layer expands. If the granule layer expands too much, as shown in FIG. 5B, the surrounding area SB of the gas-solid-liquid separator 15 may be filled with the granule layer containing the solid workpiece PM. As a result, the floating granule FG cannot enter the surrounding area SB of the gas-liquid separation unit 15 and reaches the overflow section without being separated. When floating granule FG rides on the flow of the liquid (liquid after treatment or liquid to be treated) and is discharged to the outside from the overflow section, the granules in reaction tank 110 are reduced and decomposition of solid treatment object PM. Efficiency is reduced. Therefore, the conventional anaerobic processing apparatus provided with the gas-solid-liquid separation unit 15 of the comparative example has a problem that the liquid to be processed including the high-concentration solid processed material PM cannot be processed.
そこで、本実施形態の気固液分離部１５０では、図５（ｃ）に示すように、従来の傾斜板１６に代えて、複数の孔が形成されたフィルタ部１５２を備える。フィルタ部１５２は、孔の孔径が、ガスおよびグラニュールを通過不可能または通過困難とし、固形被処理物ＰＭを通過可能または通過容易とする大きさ（具体的には、０．０２ｍｍ〜２ｍｍのうち、予め設定された大きさ）になるように形成される。 Therefore, the gas-solid-liquid separation unit 150 of the present embodiment includes a filter unit 152 in which a plurality of holes are formed instead of the conventional inclined plate 16 as shown in FIG. The filter unit 152 has a hole diameter that makes it impossible or difficult for gas and granules to pass, and allows or allows easy passage of the solid workpiece PM (specifically, 0.02 mm to 2 mm). Of these, a predetermined size is formed.
気固液分離部１５０が上記孔径の孔が形成されたフィルタ部１５２を備える構成により、図５（ｃ）に示すように、固形被処理物ＰＭを通過させて、気固液分離部１５０の上方へ導くことができる。これにより、囲繞領域ＳＡが固形被処理物ＰＭで埋まってしまう事態を回避することが可能となる。したがって、浮上グラニュールＦＧが気固液分離部１５０の囲繞領域ＳＡに入り込むことができなくなるという事態を回避することができ、確実に浮上グラニュールＦＧを囲繞領域ＳＡに進入させることが可能となる。これにより、固形被処理物ＰＭが高濃度に含まれる被処理液が導入される場合であっても、気固液分離部１５０は、浮上グラニュールＦＧをガスとグラニュールに分離させることが可能となり、浮上グラニュールＦＧの越流部１３０への到達を抑制することができる。 As shown in FIG. 5C, the gas-solid-liquid separation unit 150 includes the filter unit 152 in which the holes having the above-described diameters are formed. It can be guided upward. Thereby, it becomes possible to avoid the situation where the surrounding area SA is filled with the solid workpiece PM. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the floating granule FG cannot enter the surrounding area SA of the gas-liquid separation unit 150, and the floating granule FG can surely enter the surrounding area SA. . Thereby, even when the liquid to be processed containing a high concentration of the solid object PM is introduced, the gas-solid liquid separation unit 150 can separate the floating granules FG into gas and granules. Thus, the arrival of the floating granule FG to the overflow section 130 can be suppressed.
また、フィルタ部１５２の孔は、ガスおよびグラニュールを通過不可能または通過困難とする大きさであるため、ガスおよびグラニュールを堰き止めることができる。したがって、ガスおよびグラニュールがフィルタ部１５２を通過して、越流部１３０へ到達してしまう事態を回避することが可能となる。 Moreover, since the hole of the filter part 152 is a magnitude | size which makes a gas and a granule impossible to pass or difficult to pass, a gas and a granule can be blocked. Therefore, it is possible to avoid a situation in which gas and granules pass through the filter unit 152 and reach the overflow unit 130.
図１に戻って説明すると、引き抜き部１８０は、不図示のポンプまたは弁と引き抜き管とで構成され、気固液分離部１５０内に滞留した液（グラニュールが分散した処理後水や、被処理液）を引き抜く。なお、図１では、理解を容易にするために、気固液分離部１５０ｃにのみ引き抜き部１８０が配される図を示しているが、実際は、すべての気固液分離部１５０（１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ）に引き抜き部１８０が配されている。 Returning to FIG. 1, the drawing unit 180 is constituted by a pump or valve (not shown) and a drawing tube, and the liquid staying in the gas-solid-liquid separation unit 150 (treated water in which granules are dispersed, Pull out the processing solution. In FIG. 1, for ease of understanding, the drawing unit 180 is shown only in the gas-solid-liquid separation unit 150c. However, in reality, all the gas-solid-liquid separation units 150 (150a, 150b) are shown. , 150c, 150d, 150e) is provided with an extraction part 180.
引き抜き部１８０を備える構成により、上記のポンプ稼働または弁の開放によって気固液分離部１５０に一時的に下降流を形成することができ、気固液分離部１５０のフィルタ部１５２の孔がグラニュール等で閉塞された場合であっても、孔からグラニュール等を除去することができ、フィルタ部１５２の孔の閉塞を解消することが可能となる。 With the configuration including the extraction unit 180, a downward flow can be temporarily formed in the gas-solid-liquid separation unit 150 by operating the pump or opening the valve, and the hole of the filter unit 152 of the gas-solid-liquid separation unit 150 is granulated. Even in the case where the filter is closed with a particle or the like, the granules or the like can be removed from the hole, and the hole of the filter portion 152 can be eliminated.
なお、引き抜き部１８０によって引き抜かれた液は、被処理液が含まれているため、被処理液供給源に返送されることとなる。 In addition, since the liquid to be processed is included in the liquid extracted by the extraction unit 180, it is returned to the liquid supply source to be processed.
以上説明したように、本実施形態にかかる嫌気性処理装置１００によれば、気固液分離部１５０における分離機能を担う傾斜板に孔を形成して、フィルタ部１５２とすることで、分離機能を維持したまま、囲繞領域ＳＡにおける固形被処理物ＰＭの蓄積を防止することができる。これにより、気固液分離部１５０の分離機能の阻害を防止することができ、グラニュールの外部への流出を抑制することが可能となる。したがって、反応槽１１０における被処理物（被処理液に溶存した被処理物および固形被処理物ＰＭ）の分解効率の低下を防止することができる。 As described above, according to the anaerobic treatment apparatus 100 according to the present embodiment, the filter plate 152 is formed by forming a hole in the inclined plate that performs the separation function in the gas-solid-liquid separation unit 150, thereby separating the function. It is possible to prevent accumulation of the solid workpiece PM in the surrounding area SA while maintaining the above. Thereby, inhibition of the separation function of the gas-solid separation unit 150 can be prevented, and the outflow of granules to the outside can be suppressed. Accordingly, it is possible to prevent degradation in decomposition efficiency of the object to be processed (the object to be processed dissolved in the liquid to be processed and the solid object PM) in the reaction tank 110.
（変形例）
上記実施形態では、嫌気性処理装置１００が引き抜き部１８０を備える構成について説明した。しかし、引き抜き部１８０に代えて、ガス排出口１６２を通じて排出されたガスの一部を、気固液分離部１５０の下方から導入するガス導入部を備えるとしてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the configuration in which the anaerobic treatment apparatus 100 includes the extraction unit 180 has been described. However, instead of the extraction unit 180, a gas introduction unit that introduces a part of the gas discharged through the gas discharge port 162 from below the gas-solid-liquid separation unit 150 may be provided.
ガス導入部を備える構成により、気固液分離部１５０のフィルタ部１５２の孔が固形被処理物ＰＭやグラニュール等で閉塞された場合であっても、フィルタ部１５２に接する液をガスで撹拌することによって、固形被処理物ＰＭやグラニュール等を孔から除去することができ、フィルタ部１５２の孔の閉塞を解消することが可能となる。なお、ガス導入部が、空気ではなく、ガス排出口１６２を通じて排出されたガス、すなわち、反応槽１１０内で生成されたガスを導入しているため、メタンと酸素の共存による爆発の危険性を排除できる。 Even if the hole of the filter unit 152 of the gas-solid-liquid separation unit 150 is closed with the solid workpiece PM, granule, or the like, the liquid in contact with the filter unit 152 is stirred with the gas by the configuration including the gas introduction unit. By doing so, it is possible to remove the solid workpiece PM, granules, and the like from the holes, and it is possible to eliminate the blockage of the holes in the filter unit 152. Since the gas introduction part introduces not the air but the gas discharged through the gas outlet 162, that is, the gas generated in the reaction tank 110, there is a risk of explosion due to the coexistence of methane and oxygen. Can be eliminated.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した実施形態において、フィルタ部１５２が、平面形状である場合を例に挙げて説明したが、フィルタ部１５２は、鉛直方向に対して傾斜していればよく、湾曲していてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the filter unit 152 has a planar shape has been described as an example. However, the filter unit 152 only needs to be inclined with respect to the vertical direction and may be curved. .
また、上記実施形態において、すべての気固液分離部１５０（１５０ａ〜１５０ｅ）がフィルタ部１５２を備える構成について説明した。しかし、気固液分離部１５０のうち、少なくとも一部の気固液分離部１５０がフィルタ部１５２を備えていればよく、その他の気固液分離部１５０は、フィルタ部１５２に代えて傾斜板を備えるとしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, all the gas-solid-liquid separation parts 150 (150a-150e) demonstrated the structure provided with the filter part 152. FIG. However, it is sufficient that at least a part of the gas-solid-liquid separation unit 150 includes the filter unit 152, and the other gas-solid-liquid separation unit 150 is an inclined plate instead of the filter unit 152. May be provided.
また、被処理液導入部１２０から反応槽１１０に流入する液は、被処理液と処理後液との混合液でも構わない。 Further, the liquid flowing into the reaction tank 110 from the liquid to be processed 120 may be a mixed liquid of the liquid to be processed and the liquid after processing.
また、上記実施形態において、被処理液や処理後液を反応槽１１０内で循環させないタイプの嫌気性処理装置１００について説明した。しかし、図６に示すように、整流板２５０を備え、図６中、白抜き矢印で示すように被処理液や処理後液を循環させるタイプの嫌気性処理装置２００に、上記実施形態で説明したフィルタ部１５２を備える気固液分離部１５０を設けるとしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the anaerobic processing apparatus 100 of the type which does not circulate the to-be-processed liquid and the liquid after a process in the reaction tank 110 was demonstrated. However, as shown in FIG. 6, an anaerobic treatment apparatus 200 of the type that includes a baffle plate 250 and circulates the liquid to be treated and the liquid after treatment as shown by the white arrow in FIG. 6 is described in the above embodiment. The gas-solid liquid separation unit 150 including the filter unit 152 may be provided.
本発明は、嫌気性生物を用いて排水中の有機物を分解する嫌気性処理装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the anaerobic processing apparatus which decomposes | disassembles the organic substance in waste_water | drain using an anaerobic organism.
ＧＬ グラニュール層
１００ 嫌気性処理装置
１１０ 反応槽
１２０ 被処理液導入部
１３０ 越流部
１５０（１５０ａ〜１５０ｅ） 気固液分離部
１５２ フィルタ部
１６２ ガス排出口
１８０ 引き抜き部
２００ 嫌気性処理装置
GL granule layer 100 Anaerobic treatment apparatus 110 Reaction tank 120 Liquid to be treated introduction part 130 Overflow part 150 (150a to 150e) Gas-solid liquid separation part 152 Filter part 162 Gas outlet 180 Extraction part 200 Anaerobic treatment apparatus
Claims (4)
嫌気性生物のグラニュールで構成されるグラニュール層を収容し、少なくとも該グラニュール層で前記被処理物を、ガスおよび該被処理物の分子量より分子量の小さい炭素化合物に分解させる反応槽と、
前記反応槽における前記グラニュール層の下部、または、該グラニュール層の下方から、前記被処理物を含む被処理液を導入する被処理液導入部と、
前記反応槽における前記グラニュール層の上方に設けられ、該グラニュール層で処理された被処理液である処理後液が越流する越流部と、
前記グラニュール層から前記越流部に向かう前記処理後液の上昇経路上に、該処理後液の上昇を邪魔するように配され、複数の孔が形成されたフィルタ部を有し、該処理後液とともに上昇した、ガスとグラニュールとの集合体である浮上グラニュールを、該ガスと該グラニュールとに分離させ、該ガスを堰き止めて一時的に貯留する気固液分離部と、
前記気固液分離部に貯留された前記ガスを外部に排出するガス排出口と、
を備え、
前記フィルタ部は、鉛直方向に対して傾斜しており、
前記フィルタ部の孔の孔径は、前記ガスおよび前記グラニュールを通過不可能または通過困難とし、前記被処理物を通過可能または通過容易とする大きさであることを特徴とする嫌気性処理装置。 An anaerobic treatment device that decomposes an object to be treated by an anaerobic organism,
A reaction vessel that contains a granule layer composed of anaerobic granule and decomposes the object to be processed into a gas and a carbon compound having a molecular weight smaller than the molecular weight of the object to be processed at least in the granule layer;
A treatment liquid introduction part for introducing a treatment liquid containing the treatment object from the lower part of the granule layer in the reaction tank or the lower part of the granule layer,
An overflow section that is provided above the granule layer in the reaction tank and through which a post-treatment liquid that is a liquid to be treated that is treated in the granule layer overflows;
A filter part having a plurality of holes formed on the rising path of the post-treatment liquid from the granule layer toward the overflow section so as to prevent the post-treatment liquid from rising; A gas-solid-liquid separation unit that separates the floating granule, which is an aggregate of gas and granule, that has risen with the post-liquid, into the gas and the granule, dams the gas, and temporarily stores the gas;
A gas discharge port for discharging the gas stored in the gas-solid-liquid separation unit to the outside;
With
The filter part is inclined with respect to the vertical direction,
An anaerobic treatment apparatus characterized in that the hole diameter of the filter portion is such that the gas and the granule cannot pass through or are difficult to pass through, and the processing object can pass through or pass through easily.
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