JPH0474597A - 下水の嫌気性処理装置 - 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、上向流嫌気性スラッジブランケット法（以下
、ｒＵＡＳＢ法」という。）による下水の嫌気性処理装
置に係り、特にリアクタ本体内を攪拌する攪拌翼とリア
クタ本体の底部内壁間に所定容積の無攪拌ゾーンを形成
することにより、ＵＡＳＢ法における下水処理機能を実
質的に担うメタン生成細菌のグラニユール状増殖体（以
下、単に「グラニユール」という。）の形成が無攪拌ゾ
ーン内の汚泥によって成し得、高濃度の生物量がリアク
タ本体内に保持し得る下水の嫌気性処理装置に関するも
のである。

［従来の技術］ ＵＡＳＢ法による嫌気性消化処理は、従来、主として有
機物濃度か中濃度或いは高濃度の産業廃水に適用され、
有機物濃度の低い下水には適用が困難とされてきた。そ
こで現在、ＵＡＳＢ法を下水処理に適用すべく種々の試
みが成されており、第３図及び第４図に示す嫌気性処理
装置が知られている。

第３図に示す嫌気性処理装置は、下水ａをリアクタ本体
すの下部に流入させ、リアクタ本体す内の汚泥層Ｃ内を
上向流で通過させつつ汚泥層Ｃ内の嫌気性消化微生物に
よって有機物を分解させ、浄化された処理水ｄとしてリ
アクタ本ｔ＊ｂの上部より流出させるよう構成されてい
る。リアクタ本体す内で発生したガスは本体す内下部に
設けられたカスドームｅで回収し、カス排出管ｆを経て
排出される。ガスドームｅは、ガス泡に付着して上昇し
た汚泥をガス泡から分離して本体すの下部へ戻す機能も
有している。

第４図に示す装置は、上述の嫌気性処理装置を構成する
リアクタ本体すに、本体す内を攪拌するための攪拌装置
ｇを設けたものである。攪拌装置ｇは、リアクタ本体す
内下部に設けられた攪拌翼りをモータｉ″Ｃ−緩速回転
させて汚泥層Ｃ全体か攪拌できるように構成されている
。

上述しないずれの嫌気性処理装置にあっても、リアクタ
本体す内にグラニユールが維持され、且つグラニユール
と下水との十分な接触があって初めて高い下水処理性能
が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、我が国の下水のように有ａ物濃度の低い
下水（ＢＯＤが３００■／１以下）に対してＵＡＳＢ法
による嫌気性消化処理を適用した場合には、以下のよう
な欠点が顕著にあられれる。

（１）リアクタ本体す内を攪拌するための攪拌装置ｇが
設けられていない嫌気性処理装置（第３図）にあっては
、リアクタ本体す内に導入される下水ａの有機物濃度が
低い場合にはこれより発生するガスの量も少ないため、
発生ガスの上昇による攪拌が期待できない。従って、汚
泥の沈降堆積領域、即ちデッドスペースが広がりグラニ
ユールと下水と、の接触が不十分となる。

（２）リアクタ本体す内を攪拌するための攪拌装置ｇを
有する嫌気性処理装置（第４図）にあっては、グラニユ
ールを既に多量に含んでいる汚泥をリアクタ本体す内に
投入してスタートアップすればグラニユールと下水との
接触か十分に成し得るが、この種の汚泥の入手は困誼で
あり大型の下水処理プラントには適用できない。従って
、消化汚泥からスタートアップする必要か生じるが、攪
拌することによって汚泥層Ｃが膨張するため汚泥を適宜
引き抜かなければならない。そのため、グラニユールを
形成するメタン生成細菌も汚泥と共に抜き出されること
になり、メタン生成細菌がリアクタ本体す内で増加しに
くい。

本発明は上記課題を解消すべく創案されたものであり、
その目的はグラニユールを消化汚泥から増殖させ高性能
の嫌気性下水処理が成し得る下水の嫌気性処理装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は有底筒体状に形成さ
れたリアクタ本体内に緩速回転される攪拌回翼を有し、
リアクタ本体内下部に供給される下水を嫌気性消化微生
物と攪拌混合しつつ消化処理する下水の嫌気性処理装置
において、上記リアクタ本体内下部に本体容積の８％〜
３０％の容積の無攪拌ゾーンを形成すべく、上記攪拌翼
をリアクタ本体の底部内壁より離間させて配置したもの
である。

［作用］ リアクタ本体内の無攪拌ゾーン容積がリアクタ本体容積
に占める割合と、グラニユールの増減及び嫌気性処理装
置の下水処理性能との関係を調べた実験結果を次の表に
示す。

この実験結果によれば、グラニユールの月平均の増加率
は無攪拌ゾーン容積が本体容積に占める割合が８％以上
のときに無攪拌ゾーン容積に比例して高くなり、Ｃ０Ｄ
ｃｒ除去率は無攪拌ゾーン容積が本体容積に占める割合
が３０％以下のときに高い値を示すことが判る。

従って、上記構成による本発明によれば、リアクタ本体
内下部に本体容積の８％〜３０％の容積の無攪拌ゾーン
を形成すべく、攪拌翼がリアクタ本体の底部内壁より離
間させて配置されるので、リアクタ本体内に消化汚泥を
入れて下水を通水すると、無攪拌ゾーンではメタン生成
細菌の流出が最小限に抑えられてグラニユールが活発に
形成され、攪拌翼による攪拌ゾーンでは無攪拌ゾーンか
ら供給されるグラニユールと下水とが効率良く攪拌混合
されて有機物の分解が促進される。これにより、高性能
の嫌気性下水処理か達成されることになる。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図に示すように、リアクタ本体１は有底円筒状に形
成され、下端近傍の側壁に下水流入管２が接続され上端
近傍の側壁に浄化水流出管３が接続されている。リアク
タ本体１には、本体１内を攪拌するための攪拌装置４と
、本体１内に発生したカスを回収するためのカス回収装
置１１と、本体１内より汚泥を引き出すための汚泥抜出
装置２０とが設けられている。

攪拌装置４は、リアクタ本体１の軸心上に回転自在に駆
動軸２１を設け、駆動軸２１の下端にフェンス状の攪拌
ｘ５を固定すると共に上端に攪拌翼５を緩速回転させる
ための駆動モータ６を接続して構成される。モータ６は
、リアクタ本体１の上方に支持部材７を介して固定され
ている。攪拌翼５は、リアクタ本体１内下部に本体容積
の２０％の容積の無攪拌ゾーン８を形成すべく、本体１
の底部内壁９より離間させて配置されている。従って、
攪拌装置４は、攪拌翼５をモータ６の駆動力で緩速回転
させることにより、無攪拌ゾーン８の上部に攪拌翼５の
回転領域としての攪拌ゾーン１０を形成する。

カス回収装置１１は、リアクタ本体１内の上端部に設け
られた二重円筒部材１２とその下方に設けられた傘状部
材１３とで主に構成されている。

−重円筒部材１２は、内筒１４と外筒１５とが同心状に
配置されると共に、これら内、外筒１４゜１５間の上端
が端板１６で閉塞されて構成される。

内筒１４内には、上記駆動軸２１が回転自在に挿通され
ている。また、端板１６にはカス排出管１７か接続され
ている。傘状部材１３は、下端から上端にかけて縮径さ
れて形成されると共に上端に開口部１８が形成されてお
り、駆動軸２１が回転自在に挿通されている。本状部材
１３の下端はリアクタ本体１の内径とほぼ同径またはそ
れ以上の径に形成され、開口部１８は二重円筒部材１２
を構成する内筒１４の外径より大きく形成されている。

二重円筒部材１２と傘状部材１３間には、駆動軸２１を
拡径させてテーパ状のフランジ部１９が形成されている
。これによりガス回収装置１１は、リアクタ本体１内で
発生したガスを傘状部材１３の下面で受けて開口部１８
へ向けて集積し、フラーンジ部１９によって二重円筒部
材１２の内、外筒１４，１５間へ案内し、回収したガス
をガス排出管１７を通して排出するように構成されてい
る。

汚泥抜出装置２０は、上記攪拌翼５の上方のリアクタ本
体１側壁に接続されており、汚泥を引抜くための汚泥層
、抜管２２と、引抜かれた汚泥の上澄液を本体１内へ返
送するための流通管２３とを有している。汚泥引抜管２
２のリアクタ本体１側壁に対する取り付は位置は、攪拌
翼５の上端と傘状部材１３の下端とのほぼ中間位置に設
定され、流通管２３のリアクタ本体１０１１壁に対する
取り付は位置は、傘状部材１３の下端と二重円筒部材１
２の下端とのほぼ中間位置に設定される。汚泥引抜管２
２の下部先端は、リアクタ本体１の近傍に設けられた汚
泥引抜槽２４内に挿入されている。

汚泥引抜槽２４の上面には、流通管２３の下部先端が接
続されている。これにより汚泥抜出装置２０は、汚泥層
が攪拌装置４による攪拌や下水中の懸濁物の蓄積等によ
って膨張し汚泥層上面が汚泥引抜管２２のリアクタ本体
１側壁取り付は位置を越えると、その分の汚泥を汚泥引
抜管２２を通って汚泥引抜槽２４内へ流入させ、引抜汚
泥の上澄液をリアクタ本体１内へ返送するように構成さ
れる。汚泥引抜槽２４内に回収された汚泥は、汚泥引抜
槽２４の底部に設けられたバルブ２５を開くことにより
排出されるようになっている。。また、汚泥引抜槽２４
内で発生したガスは、流通管２３の管路途中に接続され
たカス排出管２６を介して排出できるようになっている
。

次に、本実施例の作用について説明する。

リアクタ本体１内には、下水処理場の消化タンクなどか
ら採取した消化汚泥を投入し、下水を下水流入管２を通
して本体１下部に流入させる。下水は、リアクタ本体１
内の汚泥層内を上向流で流れ、汚泥層内を通過する際に
嫌気性消化微生物によって有機物が分解され、浄化され
て処理水として浄化水流出管３より流出する。上述した
如くリアクタ本体１内に攪拌翼５を底部内壁９より所定
距離離間させて設け、攪拌翼５の下部に無攪拌ゾーン８
を形成したことにより、下水は無攪拌ゾーン８内では沈
殿した消化汚泥の間隙をチャンネリングしなから流れ、
攪拌翼５による攪拌ゾーン１０内では攪拌作用により汚
泥と良好に接触しながら上方へと流れる。

無攪拌ゾーン８には、消化汚泥や下水中の懸濁物が沈殿
、滞積している。これらの沈殿物は攪拌によって舞い上
げられたり引抜かれたりすることがないので、それらに
付着して増殖するメタン生成細菌は無攪拌ゾーン８で増
加する。従って、メタン生成細菌の凝集粒子、即ちグラ
ニユールが無攪拌ゾーン８で増加する。このゾーン８で
は下水と微生物との接触効率は悪いので水質浄化は期待
できないが、グラニユールを形成する効果は大きい。無
攪拌ゾーン８で形成されたグラニユールは、やがて上方
の攪拌ゾーン１０へと流れていく。

第２図は、リアクタ本体内におけるｖＳＳ鉛直分布の経
口変化を示すグラフである。これによると、日が経つご
とに下方からグラニユールが増殖し、上方へ供給されて
いる様子が判る。上述した如く、グラニユールの月平均
の増加率並びにＣ０Ｄｃｒ除去率は、無攪拌ゾーン容積
が本体容積に占める割合が８％〜３０％のときに共に高
い値を示す。従って、本実施例におけるようにリアクタ
本体１内下部に本体容積の２０％の容積の無攪拌ゾーン
８を形成することにより、無攪拌ゾーン８ではメタン生
成細菌の流出が最小限に抑えられてグラニユールが活発
に形成され、攪拌翼５による攪拌ゾーン１０では無攪拌
ゾーン８から供給されるグラニユールと下水とが効率良
く攪拌混合されて有機物の分解が促進される。これによ
り、高牲能の嫌気性下水処理が達成されることになる。

嫌気的有機物分解に伴って発生したガスは、ガス回収装
置１１で集められ、ガス排出管１７を経て取り出される
。ガス泡に付着して上昇した汚泥は、傘状部材１３の壁
面に当ったり二重円筒部材１２内の水面でガス攪拌され
なりすることによりガスと分離し、再びリアクタ本体１
内の下部に沈降する。駆動軸２１に、傘状部材１３の開
口部１８から出たガスを二重円筒部材１２内へ案内する
ためのフランジ部１９が形成されているので、ガスが内
筒１４内を通ってリアクタ本体１外へ漏れるのが防止さ
れる。

汚泥層が攪拌装置５による攪拌や下水中の懸濁物の蓄積
等によって膨張した場合、汚泥層上面が汚泥引抜管２２
のリアクタ本体１側壁取り付は位置を越えると、その分
の汚泥が汚泥引抜管２２を通って汚泥引抜槽２４内へ流
入する。これにより汚泥層が膨張して汚泥が浄化水流出
管３から流出するのが防止される。汚泥引抜槽２４内に
流入した汚泥の上澄液は流通管２３を介してリアクタ本
体１内へ返送される。汚泥引抜槽２４内の汚泥量が増し
た場合には、バルブ２５を開いて汚泥を排出する。

上述した如く、グラニユールはリアクタ本体ｌ内の下方
から増殖し上方へ供給される。汚泥抜出装置２０は、汚
泥層表面から汚泥を抜出すよう構成されるので、グラニ
ユール含有率の低い汚泥を選択的に抜出す効果がある。

また、ガス回収装置１１はガス泡に付着して浮上するグ
ラニユールをガスと分離する機能も有するので、浄化水
流出管３からのグラニユールの流出が防止できる。

このように、リアクタ本体１内の下部に本体容積の８％
〜３０％（本実施例にあっては本体容積の２０％）の容
積の無攪拌ゾーンを形成すべく、上記攪拌翼をリアクタ
本体の底部内壁より離間させて配置したことにより、消
化汚泥がらのグラニユールの形成、並びにグラニユール
と下水との十分な接触が両立できるので、ＵＡＳＢ法に
よる効果的な下水処理か可能となる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、消化汚泥からのグラニユ
ールの形成、並びにグラニユールと下水との十分な接触
が両立でき、グラニユールを消化汚泥から増殖させＵＡ
ＳＢ法による高性能の嫌気性下水処理が成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図はリ
アクタ本体内におけるｖＳＳ鉛直分布の経口変化を示す
グラフ、第３図および第４図は従来例を示す縦断面図で
ある。 図中、１はリアクタ本体、５は攪拌翼、８は無攪拌ゾー
ン、９は底部内壁である。 特許出願人　建設省土木研究所長 石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有底筒体状に形成されたリアクタ本体内に緩速回転
   される攪拌翼を有し、リアクタ本体内下部に供給される
   下水を嫌気性消化微生物と攪拌混合しつつ消化処理する
   下水の嫌気性処理装置において、上記リアクタ本体内下
   部に本体容積の８％〜３０％の容積の無攪拌ゾーンを形
   成すべく、上記攪拌翼をリアクタ本体の底部内壁より離
   間させて配置したことを特徴とする下水の嫌気性処理装
   置。