特許 5894857 排水処理装置および排水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5894857

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】排水処理装置および排水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/28 20060101AFI20160317BHJP

   B01D 29/00 20060101ALI20160317BHJP

   B01D 24/46 20060101ALI20160317BHJP

   B01D 29/66 20060101ALI20160317BHJP

   C02F 3/34 20060101ALI20160317BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/28 A

   C02F3/28 B

   B01D23/02 A

   B01D23/24 A

   C02F3/34 101B

   C02F3/34 101D

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-116731(P2012-116731)

(22)【出願日】2012年5月22日

(65)【公開番号】特開2013-240768(P2013-240768A)

(43)【公開日】2013年12月5日

【審査請求日】2015年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】恵良 彰

(72)【発明者】

【氏名】草野 真一

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１４２６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４２６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６５１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１８３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１０８２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／００−３／３４

Ｂ０１Ｄ ２４／４６

Ｂ０１Ｄ ２９／００

Ｂ０１Ｄ ２９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置であって、
前記担体を貯留し、嫌気反応を行うための嫌気反応槽と、
前記嫌気反応槽の内部に垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと、
前記ドラフトチューブ内に下向流を形成し、前記ドラフトチューブと前記嫌気反応槽の内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置と、
前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れ、前記担体を分離するためのスクリーンと、槽内に酸素含有気体を散気する散気手段とを有するスクリーン槽と、
を備えることを特徴とする排水処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排水処理装置であって、
前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、
前記ｐＨ調整手段によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送手段と、
を備えることを特徴とする排水処理装置。

【請求項3】

微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置であって、
前記担体を貯留し、嫌気反応を行うための嫌気反応槽と、
前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れ、前記担体を分離するためのスクリーンと、槽内に酸素含有気体を散気する散気手段とを有するスクリーン槽と、
前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、
前記ｐＨ調整手段によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送手段と、
を備えることを特徴とする排水処理装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の排水処理装置であって、
前記スクリーン槽で分離された担体を、前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送する担体返送手段を備えることを特徴とする排水処理装置。

【請求項5】

微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理方法であって、
嫌気反応槽内で前記担体を用いて嫌気反応を行う嫌気反応工程と、
前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れるスクリーン槽内で、酸素含有気体を散気し、スクリーンにより前記担体を分離する担体分離工程と、
を含み、
前記嫌気反応槽は、前記嫌気反応槽の内部に垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと、前記ドラフトチューブ内に下向流を形成し、前記ドラフトチューブと前記嫌気反応槽の内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置とを備えることを特徴とする排水処理方法。

【請求項6】

請求項５に記載の排水処理方法であって、
前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整工程と、
前記ｐＨ調整工程によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送工程と、
を含むことを特徴とする排水処理方法。

【請求項7】

微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理方法であって、
嫌気反応槽内で前記担体を用いて嫌気反応を行う嫌気反応工程と、
前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れるスクリーン槽内で、酸素含有気体を散気し、スクリーンにより前記担体を分離する担体分離工程と、
前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整工程と、
前記ｐＨ調整工程によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送工程と、
を含むことを特徴とする排水処理方法。

【請求項8】

請求項５〜７のいずれか１項に記載の排水処理方法であって、
前記スクリーン槽で分離された担体を、前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送する担体返送工程を含むことを特徴とする排水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排水処理装置および排水処理方法に関し、特に、微生物を保持した担体を用いて、嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置および排水処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

微生物を保持した担体を用いて、例えば嫌気性条件下で排水を浄化する排水処理としては、硝酸または亜硝酸を含有する排水の脱窒処理や、アンモニアおよび亜硝酸を含有する排水の嫌気性アンモニア酸化処理、有機性排水のメタン発酵処理等が挙げられる。

【0003】

このうち、有機性排水のメタン発酵処理では、可燃性かつ温室効果ガスであるメタン、および有毒ガスである硫化水素等が生成するため、嫌気反応槽を密閉し、発生ガスを捕集した上で適切に処理する必要がある。例えば、発生ガスを脱硫剤等に通気して硫化水素等を除去した上で、燃焼させ、必要に応じて、ボイラによる熱回収を行う。

【0004】

また、担体を用いて嫌気反応槽で排水を処理する際、例えば、スクリーン等を用いて担体を処理水から分離するが、スクリーンの目詰まりが発生する場合がある。

【0005】

例えば、特許文献１では、担体を貯留する反応槽の内部に垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと、ドラフトチューブ内に下向流を形成し、ドラフトチューブと反応槽内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置と、インペラ装置による上向流に伴って上昇する担体が存在する領域を実質的にドラフトチューブの上端以下に抑えるインペラ装置出力に調整する出力調整手段として設けられたインペラ装置の回転数変更用インバータと、を有し、反応槽上部に設置された担体を分離するスクリーンによって、担体を分離する装置が提案されている。特許文献１では、担体の界面を調整することで、スクリーン近傍の担体の存在率を低減し、スクリーンの目詰まりを抑制することが提案されている。

【0006】

特許文献２では、反応槽内にスクリーンと、流路を形成するガイド板と、スクリーン下方から窒素ガスを噴出する窒素ガス噴出手段とを備えた装置が提案されている。

【0007】

特許文献１および特許文献２の装置では、スクリーンの目詰まりをある程度抑制することはできるが、長期間の運転においては、原水から流入する異物や、増殖した微生物塊、担体や一部担体が破砕したもの等による目詰まりが避けがたい。また、スクリーンの一部破損により担体が流出する可能性もある。

【0008】

スクリーンが目詰まりした場合には、槽上部より、高圧水やブラシにより洗浄することが有効である。その他、補修するなどメンテナンス作業の際には、スクリーン上部を開放する必要がある。しかしながら、前述のとおり、特に、有機性排水のメタン発酵処理では、可燃性かつ温室効果ガスであるメタン、および有毒ガスである硫化水素等が生成するため、反応槽を開放する場合には、一旦処理を停止し、槽内部のガスを十分に置換するといった処置を講じる必要があり、非常に煩雑かつ危険を伴う作業が発生する。

【0009】

一方、特許文献３では、担体を含む処理水を、ガイド板および邪魔板を配した担体分離機へ通液し、担体を沈降分離した上で、反応槽へ返送する装置が提案されている。

【0010】

特許文献３の装置においては、担体は、微生物の付着、保持によって見かけ比重が増加するために底部への堆積が起こりやすくなる一方で、脱窒処理では窒素ガスが、メタン発酵処理ではメタンガスが、担体内部で発生して見かけの比重が低下するため、担体の液面への浮上、滞留等の懸念もある。すなわち、担体の見かけ比重の変化が大きく、実質的に予測不可能である。特許文献３は、担体を沈降分離することを想定したものであるが、上記のような担体の比重低下や浮上については想定されておらず、沈降性の低下した担体を分離することは困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特許４５４４５８３号公報

【特許文献2】特開２００８−１９４６２０号公報

【特許文献3】特許３７９６０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理において、担体を分離するスクリーンのメンテナンスを容易に行うことができる排水処理装置および排水処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置であって、前記担体を貯留し、嫌気反応を行うための嫌気反応槽と；前記嫌気反応槽の内部に垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと；前記ドラフトチューブ内に下向流を形成し、前記ドラフトチューブと前記嫌気反応槽の内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置と；前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れ、前記担体を分離するためのスクリーンと、槽内に酸素含有気体を散気する散気手段とを有するスクリーン槽と；を備える排水処理装置である。

【0014】

また、前記排水処理装置において、前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、前記ｐＨ調整手段によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送手段と、を備えることが好ましい。また、本発明は、微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置であって、前記担体を貯留し、嫌気反応を行うための嫌気反応槽と；前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れ、前記担体を分離するためのスクリーンと、槽内に酸素含有気体を散気する散気手段とを有するスクリーン槽と；前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整手段と；前記ｐＨ調整手段によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送手段と；を備える排水処理装置である。

【0015】

また、前記排水処理装置において、前記スクリーン槽で分離された担体を、前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送する担体返送手段を備えることが好ましい。

【0016】

また、本発明は、微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理方法であって、嫌気反応槽内で前記担体を用いて嫌気反応を行う嫌気反応工程と、前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れるスクリーン槽内で、酸素含有気体を散気し、スクリーンにより前記担体を分離する担体分離工程と、を含み、前記嫌気反応槽は、前記嫌気反応槽の内部に垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと、前記ドラフトチューブ内に下向流を形成し、前記ドラフトチューブと前記嫌気反応槽の内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置とを備える排水処理方法である。

【0017】

また、前記排水処理方法において、前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整工程と、前記ｐＨ調整工程によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送工程と、を含むことが好ましい。また、本発明は、微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理方法であって、嫌気反応槽内で前記担体を用いて嫌気反応を行う嫌気反応工程と、前記嫌気反応による嫌気処理水を受け入れるスクリーン槽内で、酸素含有気体を散気し、スクリーンにより前記担体を分離する担体分離工程と、前記スクリーン槽内のｐＨを調整するｐＨ調整工程と、前記ｐＨ調整工程によりｐＨ調整したｐＨ調整水を前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送するｐＨ調整水返送工程と、を含む排水処理方法である。

【0018】

また、前記排水処理方法において、前記スクリーン槽で分離された担体を、前記嫌気反応槽または前記嫌気反応槽の前段へ返送する担体返送工程を含むことが好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、嫌気反応槽とは別個に、嫌気反応による嫌気処理水を受け入れ、担体を分離するためのスクリーンと、槽内に酸素含有気体を散気する散気手段とを備えるスクリーン槽を備えることにより、スクリーンのメンテナンスを容易に行うことができる排水処理装置および排水処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る排水処理装置の一例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

【0022】

本発明の実施形態に係る排水処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。排水処理装置１は、微生物を保持した担体を用いて嫌気性条件下で排水を浄化処理する排水処理装置である。排水処理装置１は、担体２４を貯留し、上部が密閉されて実質的に外気と遮断されている嫌気反応槽１０と、嫌気反応槽１０の嫌気処理水を受け入れ、担体を分離するためのスクリーン１６と、スクリーン１６の下方より槽内に酸素含有気体を散気する散気手段として散気装置１８とを有するスクリーン槽１２と、を備える。排水処理装置１は、スクリーン槽１２内のｐＨを調整するｐＨ調整手段を備えてもよく、ｐＨ調整手段によりｐＨ調整したｐＨ調整水を嫌気反応槽１０または嫌気反応槽１０の前段へ返送するｐＨ調整水返送手段としてポンプ２８を備えてもよい。排水処理装置１において、ポンプ２８は、スクリーン槽１２で分離された担体を、嫌気反応槽１０または嫌気反応槽１０の前段へ返送する担体返送手段として機能してもよい。また、嫌気反応槽１０の前段に調整槽（不図示）を設置してもよい。

【0023】

図１の排水処理装置１において、嫌気反応槽１０の嫌気処理水出口３６とスクリーン槽１２の入口とは、嫌気処理水配管３２により接続されている。嫌気反応槽１０には、嫌気反応槽１０の内部に略垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブ１４と、ドラフトチューブ１４内に下向流を形成し、ドラフトチューブ１４と嫌気反応槽１０の内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置２０と、インペラ装置２０の出力を調整する出力調整手段として設けられたインペラ装置２０の回転数変更用のインバータ２２とが設置されている。インペラ装置２０とインバータ２２とは電気的接続手段等により接続されている。なお、この嫌気反応槽１０の構成は一例であって、本構成に限定されるものではない。

【0024】

スクリーン槽１２内には、処理水出口を囲むようにスクリーン１６が設置され、スクリーン１６の下方には散気装置１８が設置されている。スクリーン槽１２内には、ポンプ２８が設置され、ポンプ２８は担体返送配管３４により嫌気反応槽１０の上部と接続されている。散気装置１８とポンプ２８との間にはスクリーン１６と略並行に配置されたガイド板２６が設けられてもよい。また、スクリーン槽１２には、ｐＨ測定手段としてｐＨ測定装置３０が設置されている。

【0025】

本実施形態に係る排水処理方法および排水処理装置１の動作について説明する。

【0026】

図１は、本実施形態に係る排水処理装置１と、排水処理装置１の運転中の担体２４の流動状態を示している。嫌気反応槽１０内には微生物を保持した担体２４が貯留されている。嫌気反応槽１０内に入口から被処理水（原水）が導入され、嫌気反応槽１０において担体２４を用いて嫌気反応が行われる（嫌気反応工程）。嫌気反応後の嫌気処理水は、嫌気処理水出口３６から嫌気処理水配管３２を通して担体分離用のスクリーン１６を備えたスクリーン槽１２へ流入する。嫌気反応槽１０においては、担体２４の大部分が嫌気処理水出口３６よりも下の領域で流動しているが、そのうち、浮上した担体２４の少なくとも一部は、嫌気処理水とともにスクリーン槽１２へ流入する。そして、スクリーン槽１２において、散気装置１８により酸素含有気体を散気しつつ、スクリーン１６によって担体が分離され（担体分離工程）、処理水が得られる。処理水は、スクリーン槽１２の出口から排出される。一方、分離された担体は、ポンプ２８により担体返送配管３４を通して嫌気反応槽１０または嫌気反応槽１０の前段の調整槽等へ返送されてもよい（担体返送工程）。

【0027】

本実施形態では、スクリーン１６によって担体を分離するスクリーン槽１２を、嫌気反応槽１０と別個に設け、さらに酸素含有気体により散気（曝気）することで、通水状態でもスクリーン槽１２のスクリーン１６上部を開放し、安全かつ容易に、洗浄や補修といったメンテナンス作業を実施することができる。

【0028】

さらに、排水中にメタンや硫化水素等の残存ガスがわずかに溶存しても、酸素含有気体により残存ガスをストリッピング（揮散）または酸化することができるため、後段での異臭等の発生を防ぎ、残留ＣＯＤを低減することができる。

【0029】

嫌気反応槽１０内には、略垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブ１４が設けられており、ドラフトチューブ１４内には、ドラフトチューブ１４内に下向流を形成し、ドラフトチューブ１４と嫌気反応槽１０の内壁面との間に上向流を形成するインペラ装置２０が設けられている。

【0030】

インペラ装置２０の作動によって生じる上向流に伴って上昇する担体２４が存在する領域は、例えば、実質的にドラフトチューブ１４の上端以下、かつ、嫌気処理水出口３６より下に抑えられるよう、インペラ装置出力が調整される。

【0031】

ここで、界面計等の界面検知手段を用いて、担体２４の存在する領域の上端を検知し、その検知結果に基づいて、インペラ装置２０の出力を調整してもよい。

【0032】

その結果、担体２４の大部分は、嫌気反応槽１０の液面近傍まではほとんど流動しない状態に保たれ、かつ、嫌気反応槽１０の底部にもほとんど堆積しない状態に保たれる。担体２４の大部分は、ドラフトチューブ１４と嫌気反応槽１０の内壁面との間の所定領域（すなわち、ドラフトチューブ１４の上端以下に抑えられた領域）内にほとんど存在することになり、その領域内で流動して被処理水と接触する。

【0033】

そして、気泡を抱いた一部の担体（見掛け比重の低下した担体）が嫌気反応槽１０の上部まで上昇し（浮上し）、ドラフトチューブ１４の上端から吸い込まれて循環され、インペラ装置２０通過時のせん断力によって脱泡される。つまり、担体２４の大部分は上記特定領域内で流動され、脱泡することが望ましい一部の担体がドラフトチューブ１４の上端から吸い込まれてインペラ装置２０通過時のせん断力によって効率よく脱泡される。したがって、担体全量からみれば、担体がインペラ装置２０を通過する頻度が高くなりすぎることはなく、担体が過剰に磨耗することが抑制される。

【0034】

この構成によれば、担体２４が存在する領域を、嫌気処理水出口３６より下に抑えることで、気泡を抱いて、浮上してきたごく一部の担体が、スクリーン槽１２へ流入することとなる。

【0035】

ここで、例えば上記特許文献１の技術では、スクリーン近傍の担体の存在率が低減されるよう、担体界面が低くなるようにインペラ装置の出力を調整する必要がある。一方、本実施形態においては、スクリーン１６を備えるスクリーン槽１２が嫌気反応槽１０と別個に設けられているため、嫌気反応槽１０における担体界面は、少なくとも嫌気処理水出口３６より下になるように調整すればよい。すなわち、従来よりも担体界面をより高い位置に調整することも可能となる。この結果、担体の充填率を高く設定することも可能となり、例えば、担体の充填率を嫌気反応槽１０の容量に対して、３０〜６０容積％程度とすることもできる。

【0036】

上記の通り、スクリーン槽１２へ流入した担体は、曝気撹拌により脱泡され、担体返送手段としてのポンプ２８により嫌気反応槽１０へ返送されてもよい。これにより、スクリーン槽１２での一時的な活性低下はあるにせよ、嫌気反応槽１０内で担体は再度活性化されることができる。

【0037】

さらに、スクリーン槽１２にｐＨ調整手段を備え、スクリーン槽内のｐＨを調整し（ｐＨ調整工程）、ｐＨ調整水返送手段としてのポンプ２８により、脱炭酸しｐＨ調整したｐＨ調整水と担体を嫌気反応槽１０または嫌気反応槽１０の前段の調整槽等へ返送してもよい（処理水返送工程）。これにより、嫌気反応槽１０内のｐＨを適切な範囲に保つことができる。

【0038】

有機性排水のメタン発酵処理においては、反応に伴い、弱酸である炭酸が生成し液中に溶解する、また、一部の有機酸が残留するなどして、ｐＨが低下する場合がある。そして、嫌気反応槽１０内のｐＨが６．５を下回ると、嫌気反応の効率低下が懸念される。さらに、嫌気反応に伴い生成する硫化水素は、低ｐＨでは、遊離し、ガス化しやすくなるため、スクリーン槽１２や後段で臭気が生じ易くなる。この場合、嫌気反応槽１０内にｐＨ調整手段を設置し、アルカリ剤等のｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整することもできるが、アルカリ剤の使用量が多くなる場合がある。

【0039】

本実施形態の構成によれば、スクリーン槽１２で散気装置１８により散気を行うため、炭酸の除去（脱炭酸）効果が得られる。脱炭酸に伴い、ｐＨが上昇するため、中和に要するアルカリ剤等のｐＨ調整剤の使用量を低減することができる。そして、この脱炭酸し、さらに必要に応じてｐＨ調整手段によりｐＨ調整したｐＨ調整水を嫌気反応槽１０または嫌気反応槽１０の前段の調整槽等へ返送することにより、嫌気反応槽１０内のｐＨを適切な範囲に調整することができる。

【0040】

ｐＨ調整剤としては、塩酸等の酸、苛性ソーダ等のアルカリ剤等が挙げられる。嫌気反応槽１０内のｐＨは、例えば、６．５〜８．５の範囲内に調整されればよい。また、スクリーン槽１２内のｐＨとしては、例えば、反応槽１０のｐＨが６．５未満に低下する場合には、アルカリを添加して、ｐＨ７〜１０程度に調整した排水を返送することで、反応槽１０のｐＨの低下を抑制することもできるし、例えば、反応槽１０のｐＨが８．５を超える場合には、酸を添加して、ｐＨ４〜７程度に調整した排水を返送することで、反応槽１０のｐＨの上昇を抑制することもできる。

【0041】

本実施形態で用いられる担体としては、特に限定されるものではないが、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン等を含んでなる多孔質体や、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等を含んでなるゲル状体等が挙げられる。担体の細孔径が大きいほど、被処理水中の酸化態窒素および水素供与態が、担体内部まで拡散しやすく、担体内部でのガス発生が起こり易い（浮上しやすく、脱泡し難い）ので、多孔質体の孔径が小さい（例えば、数μｍ〜数十μｍ程度）ものが好ましい。

【0042】

また、担体の形状も特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の球状または立方体状（キューブ状）等の長方体のものが好適である。さらに、図１に示したような流動状態を形成するために、担体の比重は少なくとも１．０より大であり、真比重として、１．１以上、あるいは見かけ比重として１．０１以上のものが好ましい。

【0043】

嫌気反応槽１０に貯留される担体の充填率としては、例えば、５〜４０％程度とすればよいが、上記の通り、３０〜６０容積％程度と高い充填率にすることもできる。嫌気反応槽１０の形状は、角型であっても円筒型であってもよく、特に限定されるものではない。嫌気反応槽１０の槽底角部への担体の堆積を抑制するために、図１に示したように嫌気反応槽１０の槽底角部にはテーパーが付けられていることが好ましく、とくに４５度以上のテーパーであることが好ましい。嫌気反応槽１０内を嫌気状態に維持するために、また、有機性排水のメタン発酵処理等に用いる場合には発生したメタンガスや硫化水素ガス等を捕集し、適切に処理するために、嫌気反応槽１０の上部は実質的に外気と遮断されている密閉構造である。

【0044】

そして、メタンガス等が発生する場合には、発生したメタンガス等は、ガス排出配管等を介して排出され、例えば、温水や蒸気を製造するボイラ、発電用のガスエンジン、ガスタービン等の燃料等として有効利用することができる。ここで、ガス中に硫化水素等が含有されていると燃焼過程で硫黄酸化物等を生成し、ボイラ等の腐食等といった不具合を生じる場合があるため、必要に応じて、酸化鉄等の脱硫材等と接触させる等の前処理を行ってもよい（不図示）。

【0045】

スクリーン槽１２への嫌気処理水配管３２は、スクリーン槽１２の液面よりも低い位置で嫌気処理水を流入させるように接続されることが好ましく、このように水封することで、嫌気反応槽１０への発生ガスが流出することを抑制することができる。

【0046】

スクリーン１６の形状としては特に制限されるものではないが、ウエッジワイヤーやパンチングメタル、金網等、その目開きが担体の寸法に比して十分に小さければ、任意のものを使用することができる。スクリーン１６の下方からは、空気等の酸素含有気体によって散気（曝気）される。散気により、スクリーン１６上への担体の堆積が抑制され、スクリーン１６の目詰まりの頻度を大幅に低減することができる。

【0047】

散気装置１８としては、スクリーン槽１２内に酸素含有気体を散気することができるものであればよく、特に制限はないが、例えば、散気管、散気板等が挙げられる。散気装置１８の設置位置は、スクリーン槽１２内に酸素含有気体を散気することができればよく、特に制限はないが、散気によりスクリーン１６上への担体の堆積を効果的に抑制するために、スクリーン１６の下方であることが好ましい。

【0048】

ここで、スクリーン１６の洗浄効果を高めるために、上記の通り、散気装置１８とポンプ２８との間にはスクリーン１６とおよそ並行に配置されたガイド板２６を設けてもよい。ガイド板２６を設けることで、気泡の上昇流路を制限し、ポンプ２８への気泡の混入等を抑制することができる。そして、散気に伴い、メタンや硫化水素等のストリッピングや酸化効果等が得られるとともに、溶存炭酸が脱炭酸され、処理液のｐＨが上昇する。

【0049】

担体返送手段としてのポンプと、ｐＨ調整水返送手段としてのポンプは、同一でなくてもよく、スクリーン１６の出口以降からｐＨ調整した処理水をｐＨ調整水として返送してもよいが、ポンプを同一とすることで、設備を簡略化することができる。

【0050】

ポンプ２８の吸込み口は、気泡が混入しない位置とすることが好ましく、スクリーン槽１２槽の下部かつ散気手段である散気装置１８より遠い位置であることが好ましい。

【0051】

担体返送手段としてのポンプ、ｐＨ調整水返送手段としてのポンプとしては、特に限定されるものではないが、担体をできるだけ破損することがないよう、異物通過性能の高い水中ポンプや、モーノポンプ、ホースポンプ等を使用することができる。

【0052】

本実施形態における嫌気性条件下で排水を浄化する排水処理としては、硝酸または亜硝酸を含有する排水の脱窒処理や、アンモニアおよび亜硝酸を含有する排水の嫌気性アンモニア酸化処理、有機性排水のメタン発酵処理等が挙げられる。本実施形態に係る排水処理装置および排水処理方法は、特に、有機性排水のメタン発酵処理に好適に適用することができる。

【0053】

このように、本実施形態に係る排水処理装置および排水処理方法によれば、担体を充填した嫌気反応槽を備える排水処理装置について、煩雑かつ危険な作業を伴わず、容易にスクリーンのメンテナンスを行うことができ、長期間の運転でもスクリーンの目詰まりを抑制することができる。さらに、処理水の臭気および残留ＣＯＤ等を低減し、少ないアルカリ剤等のｐＨ調整剤の使用量で嫌気反応槽のｐＨを調整することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 排水処理装置、１０ 嫌気反応槽、１２ スクリーン槽、１４ ドラフトチューブ、１６ スクリーン、１８ 散気装置、２０ インペラ装置、２２ インバータ、２４ 担体、２６ ガイド板、２８ ポンプ、３０ ｐＨ測定装置、３２ 嫌気処理水配管、３４ 担体返送配管、３６ 嫌気処理水出口。

【図1】