JPH0144120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、醗酵用反応室を有する容器と、反応
室に流入水を導入する機構と、浄化された水を溢
流によつて回収するための少なくとも１つの溢流
溝と、溢流溝のレベルより低い位置に設けた、液
体からガスを分離して回収するための回収装置と
よりなる廃水の嫌気性浄化装置に関するものであ
る。

有機物質を含有する廃水を、有機物質が水溶性
物質特に脂肪酸に分解される処理に付し、次いで
このようにして前処理された水を嫌気性条件下で
メタン発生性微生物を含有する粒状のスラツジ
（活性汚泥）と接触させ、発生するメタンを、ス
ラツジがなお含有される液体から分離するよう処
理する方法は公知である。処理された水（排出
水）は溢流によつて分離除去される。反応容器内
における嫌気性醗酵のための液体の理論的滞留時
間は、沈澱室を含む装置の全容量との関連におけ
る液体の流れによつて決定される。反応容器内に
おける液体の最適な滞留時間は、スラツジの量が
充分であれば、とりわけ廃水の化学的酸素要求濃
度（COD）によつて決定される。滞留時間を数
時間に亘るものとすれば浄化率は90％にも達する
ことが見出された。長時間に亘つてこのような浄
化効果が維持され得る範囲は、スラツジの活性保
持力にも依存する。特に、平均して一定時間内に
生成され得るものより多くのスラツジが反応容器
から洗い流されない状態が確保されるよう配慮し
なければならない。化学的酸素要求濃度が低い流
入水を高圧の流体として使用するときには、多量
のスラツジが押し流されることを内部の沈澱器が
防止することができなくなる危険が相当にある。
これに関する重要な因子は沈澱器における液体表
面負荷である。

沈澱室内の沈澱したスラツジと、反応容器内の
スラツジ粒子、廃水および小さな気泡の混合物と
の間には密度の差があるために、沈澱物が部分的
に撹拌される。これによつて反応容器の最上層部
分において乱流が生ずると、過剰量のスラツジが
反応容器から押し流される。これに対して、多量
のメタンがスラツジの粒子の一部の内部に入り込
むために当該粒子は周りの液体より軽くなるとい
う事実を付言しておかなければならない。これに
よつて、反応容器の負荷容量は相当に制限され
る。

オランダ特許出願第8201293号によつて、沈澱
物の“ガス上昇再循環”を、ガス回収室を過圧状
態とすることによつて制御することができること
は公知である。この刊行物によれば、必要とされ
る過圧状態は、高々反応容器の静圧の30％であ
る。従つてこの手段によれば、自由なガス放出に
より、沈澱物の一部が溢流によつて流れ去ること
が防止される。この方法の欠点は、この種の方法
を実施するときには耐圧性の設備が必要となり、
これに伴つてコストが相当に増大することであ
る。

本発明の目的は、上述の欠点を除き、上述の型
の反応容器であつて当該反応容器内を過圧状態と
することなしにガス上昇効果を好適に制御するこ
とのできるものを得ることにある。

この目的のため、本発明においては、第１の回
収装置より下方に離間した位置に、ガスと浮上性
スラツジとを回収するための少なくとも１つの回
収装置を付加的に設ける。この付加された回収装
置は、ガスの上昇作用によつて液体のスラツジの
混合物を上昇させるための少なくとも１つの上昇
パイプを有する液体流路系を有し、前記上昇パイ
プは、ガスと液体とを分離するための分離器内に
出口を有する。

ガスと浮上性スラツジは液面より下方に相当に
離間した位置で捕集され、１本または複数の前記
上昇パイプを介して移送されるので、本質的に乱
流のない流れが反応容器の最上層部分において生
ずる。これにより負荷容量が増大する。そして上
部において清浄な排出水が得られる。

ガスと一緒に上昇パイプに運ばれる浮上性スラ
ツジが分離されて反応容器に戻されることが重要
である。静的で渦流のない流れが反応容器の頂部
において必要とされる一方、反応容器の底部にお
いてはスラツジと液体の好適な混合が必要とされ
る。このため、重いスラツジは流動化されなけれ
ばならない。

本発明の好適実施例によれば、この流動化は、
前記分離室から反応室の底部領域に伸びる分離さ
れた液体とスラツジとを戻すための少なくとも１
つの下降パイプを設けることにより、上述の上昇
パイプ内におけるガスの上昇によるエネルギーの
助けによつて反応容器の底部部分において達成さ
れる。

ガスはそれが形成する気泡から解放されなけれ
ばならない。この目的のために、ガスを気泡から
分離するための消泡器を使用することができる。
この消泡器は分離器に接続され、分離された液体
を前記下降パイプに送るための排出用接続部を有
する。

第１の回収装置も前記分離器に接続されている
ことが好ましい。

付加された回収装置は、できるだけ完全にガス
と浮上性スラツジを回収するものでなければなら
ず、上昇する液体が断面の狭窄によつて過剰に加
速されることなしに、それらを上昇パイプに移送
させるものでなければならない。特に、そのよう
な加速はそれ自体反応容器の最上層部分における
乱流の原因となる。本発明によれば、このこと
は、少なくとも１つの前記付加した回収装置が多
数の異なつた高さ位置に配列されたフードを有
し、各高さ位置におけるフードが他の高さ位置に
おけるフードとの関係において或る張出し部を有
すること、並びにある高さ位置におけるフードに
よつて塞がれる断面領域が全断面領域の高々55％
であることにより、満足させられる。

比較的大きな反応容器内においては、当該反応
容器内に前記上昇パイプが多数あり、それを、浄
化された液体を溢流溝に移送するための前記回収
装置が設けられたパイプ並びに少なくとも１つの
下降パイプと交互に位置する状態で、これらの各
種のパイプを六角形にしてハニカム状に結合する
ことにより、各種のパイプを省空間的に収容する
ことができる。

以下、典型的な２つの実施例を多少概略的に示
す図面を参照して本発明をより詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図、第
２図は同じ実施例におけるガスと浮上性スラツジ
とを回収するための回収装置を詳細に示す拡大
図、第３図は第２図の回収装置の平面図、第４図
は第２の実施例の縦断面図、第５図は第４図の
―線に沿つた横断面図である。

第１図乃至第３図に示す嫌気性浄化装置は、背
の高い反応容器１を具えて成り、その下底部に出
口を有する流入水のための導入部２が設けられて
いる。この反応容器の上縁付近には、排出用パイ
プ４に接続された排水用溝３が設けられている。
反応容器内には、ガスと浮上性スラツジを回収す
るための２つの回収装置５および６が設けられ、
その各々は、それぞれ４つの高さ位置において設
けられた、中央の上昇パイプ７の方向にある程度
上昇して傾斜するフード５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
および６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄより成る。

動作中において、醗酵は特に反応容器の下底部
分において嫌気性条件下でスラツジの粒子と脂肪
酸などの水溶性物質が接触する結果発生し、メタ
ンが生ずる。スラツジの粒子の一部は相当多量の
メタンを吸収保持するので、周りの液体より軽く
なる。静的で乱流のない流れの状態を反応容器の
最上層部分において得るために、また事実上排出
水によつてスラツジが流去しないようにするため
に、溢流溝３より実質的に下方に離間したレベル
において、ガスと浮上性スラツジを上昇パイプ７
に導入する回収装置を設ける。上昇パイプ７にお
いては、回収装置５によつて液体されたガスとス
ラツジが、上昇パイプ７の非狭窄部内に設けられ
たパイプ７′の狭窄部に上昇して流入する。回収
装置６は、回収されたガスと存在する気泡とを上
昇パイプ７の非狭窄部に導入する。パイプ７およ
び７′は共に、液体とガスを互いに分離する分離
室８に出口を有する。液体は分離室８の底部に集
まり、下降パイプ９を介して反応容器の下底部分
に流れる。パイプ１２が分離室８と消泡器１１と
の間に伸びるように設けられ、消泡器１１におい
てスラツジと液体がガスから分離される。スラツ
ジを含有する液体はパイプ１０を介して下降パイ
プ９に導入される。

ガスが除去された結果、パイプ９内の液柱は反
応容器１の周りの液体より重くなる。このこと
は、下降パイプ内に相当に強力な下向流が生じて
反応容器の底部の比較的重いスラツジを撹拌する
ことを意味する。加えて、分離されたスラツジは
反応容器の下底部分に戻される。このように簡単
な方法によつて、反応容器の頂部において静的な
状態が維持されると共に反応容器の底部において
は重いスラツジと流入水とが乱流によつて充分に
撹拌されるという効果が奏される。

回収装置５および６の構成は、断面に狭窄部を
形成することによつて流れが加速されることが大
幅に制限されるものである。第２図および第３図
は、各高さ位置において２つのガスフード５ａ，
５ｂ，５ｃおよび５ｄが設けられていること、そ
して各高さ位置における２つのガスフードが断面
領域の1/2より少ない部分を占めることを示す。
順次に位置するフードは互いに一部が重なり合
い、４つの高さ位置におけるフードが一緒になつ
て断面領域の全体を覆う。１つの高さ位置におけ
るフードが占める反応容器の断面領域は全断面積
の55％以下、好ましくはそれ以下（例えば50％以
下）とすべきである。各種のフードの概略を、関
連する高さ位置のものと同一の符号に付して、第
３図に示す。

第１図乃至第３図による例の多数を大きな反応
容器内に結合して設けることができる。

第４図および第５図は第２の実施例を示し、こ
の例において反応容器は大きな断面領域を有し、
多数の六角パイプがいつぱい収納されている。２
１は反応容器、２２は流入水入口、２３は環状排
水用溝、２４は排水のための主排出パイプを示
す。溝２３および主排出パイプ２４はパイプ２５
によつて互いに接続されている。

反応容器内には、およそ15本の六角の反応パイ
プ２６と、３本の結合された六角の上昇パイプ２
７と、中央の六角パイプ２８とが配置されてい
る。パイプ２８内には下降パイプ２９が設けら
れ、これは六角パイプ２６，２７および２８とは
対照的に、殆ど反応容器２１の底にまで伸びてい
る。パイプ２６，２７および２８はハニカム状に
配置されている。

反応パイプ２６の各々の内部には、２つの高さ
位置においてガス回収装置５および６が設けられ
ている。これらは、第１図乃至第３図に関連して
前述したものと同様の構成および相互の位置関係
を有する。低い位置のガス回収装置５は、回収さ
れたガスおよび浮上性スラツジを接続パイプ３０
において狭窄されている上昇パイプ７に導入す
る。１またはそれ以上の接続パイプ３０が集合上
昇パイプ２７に接続されている。この集合上昇パ
イプ２７内には、アダプター３２によつてパイプ
２７に接続された相当に断面積の小さいパイプ３
１が設けられている。３つのパイプ３１の各々は
分離室３３内にその上端出口を有し、３つの分離
室３３は接続パイプ３４を介して消泡器３５に接
続され、また接続パイプ３６を介してロート３７
に接続され、このロート３７に中央の下降パイプ
２９が開口している。消泡器はガス出口３８と液
体出口３９を有する。

パイプ２８もまた気泡を回収しガスを上昇パイ
プに導入するガス回収装置４０を有する。パイプ
２８は回収装置４０の上方において閉じられてい
る。

ガス回収装置６は、反応パイプ２６の各々の内
部において、排出水のための環状溢流溝２３のす
ぐ下に配置されている。これらの回収装置は、残
りのガスと気泡を回収してガス―液体分離器４１
に開口する上昇パイプ７に導入する。分離器４１
において分離された液体は、パイプ４２および集
合分離室３３を介して下降パイプ２９に移送され
る。得られたガスは消泡器３５からのガスと一緒
にされる。

この反応容器においては、第１図乃至第３図の
ものに比して複雑な構成となつているが、回収装
置５およびパイプ２７，３２，２１を介して相対
的に低い高さ位置においてガスと浮上性スラツジ
が反応パイプ２６から除去されるという効果が奏
され、その結果、反応パイプ２６の最上部分にお
いて静的な状態が得られまた事実上スラツジを含
有していない排出水が溝２３内に流れ込むように
なる。加えて、反応容器の底部の重いスラツジ
が、集合ロート３７より下降パイプ２９を介して
下方に流れる比較的重い液体によつて撹拌される
ようになる。この結果、流入水とスラツジの浄化
が相当に改善される。反応容器の最上部領域にお
けるガスの過剰で危険でさえある運動ポテンシヤ
ルエネルギーが、底部領域において必要とされる
混合と流動化を達成するために利用される。

本発明の範囲内において、種々の変形が可能で
ある。図に示して説明した実施例は例示のための
ものである。本発明を実施するときには、何れの
場合においても、醗酵中に放出されるガスの大部
分と浮上性のスラツジが反応容器の最上層部分に
到達する前に回収されること、この過程において
ガスの上昇作用によつて上方に推進される液体が
ガスから分離されて比較的重い液体柱のポテンシ
ヤルエネルギーが再循環流を介して利用されて反
応容器の底部において充分な混合と流動化のため
に必要とされる撹拌作用が得られるようになるこ
とが共通に含まれる。反応容器の頂部におけるエ
ネルギーが底部において作用されることとなるの
である。反応容器の負荷容量は、頂部における静
的状態と底部における乱流の結果、相当に増大す
る。異なる高さ位置において張出して重なり合う
ガスフードの構成の特殊性によつて、ガスと浮上
性スラツジを、液体を明確に加速することなし
に、好適に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図、第
２図は同じ実施例におけるガスと浮上性スラツジ
とを回収するための回収装置を詳細に示す拡大
図、第３図は第２図の回収装置の平面図、第４図
は第２の実施例の縦断面図、第５図は第４図の
―線に沿つた横断面図である。 １…反応容器、２…導入部、３…排水用溝、４
…排出用パイプ、５，６…回収装置、５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄおよび６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…
フード、７…上昇パイプ、８…分離室、９…下降
パイプ、１０，１２…パイプ、１１…消泡器、２
１…反応容器、２２…流入水入口、２３…環状排
水用溝、２４…主排出パイプ、２５…パイプ、２
６…反応パイプ、２７…上昇パイプ、２８…パイ
プ、２９…下降パイプ、３０…接続パイプ、３１
…パイプ、３２…アダプター、３３…分離室、３
４…接続パイプ、３５…消泡器、３６…接続パイ
プ、３７…ロート、３８…ガス出口、３９…液体
出口、４０…ガス回収装置、４１…ガス―液体分
離器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 醗酵用反応室を有する容器と、反応室に流入
   水を導入する機構と、浄化された水を溢流によつ
   て回収するための少なくとも１つの溢流溝と、溢
   流溝のレベルより低い位置に設けた、液体からガ
   スを分離して回収する回収装置とを具えてなり、 ガスと浮上性スラツジを回収するための少なく
   とも１つの付加された回収装置５が第１の回収装
   置６より下方に離間した位置において設けられ、
   この付加された回収装置５は、ガスの上昇作用に
   よつて液体―スラツジ混合物を上昇させるための
   少なくとも１つの上昇パイプ７，７′，２７，３
   ２，３１を含む液体流路系を有し、前記上昇パイ
   プは、ガスと液体とを分離するための分離器８；
   ３３内に出口を有することを特徴とする廃水の嫌
   気性浄化装置。 ２ 前記分離器８；３３から、分離された液体と
   スラツジを戻すための少なくとも１つの下降パイ
   プ９；２９が反応室の下底部分に伸びていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の嫌気性
   浄化装置。 ３ ガスと気泡を分離するための消泡器１１；３
   ５が分離器８；３３に接続され、当該消泡器は分
   離された液体を前記下降パイプ９；２９に導入す
   る排出用接続部を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の嫌気性浄化装置。 ４ 第１の回収装置６が前記分離器８；３３に接
   続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項または第３項記載の嫌気性浄化装置。 ５ 少なくとも前記付加された回収装置５は異な
   つた高さ位置において配置された多数のフードを
   有し、各高さ位置におけるフードは他の高さ位置
   におけるフードとの関係において張り出す張出部
   を有し、当該高さ位置におけるフードによつて占
   められる断面領域が全断面領域の55％以下である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
   項のいずれか一に記載の嫌気性浄化装置。 ６ 反応容器１内には、複数の集合上昇パイプ２
   ７が設けられ、それは、浄化された液体を溢流溝
   ２３に移送するための前記回収装置５，６が設け
   られたパイプ２６並びに下向流のための少なくと
   も１つのパイプ２８と交互に位置する状態で、各
   種のパイプ２６，２７，２８が六角とされて相互
   にハニカム状に結合されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一に
   記載の廃水の嫌気性浄化装置。