特開 2024-80714 発酵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024080714

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】発酵装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240610BHJP

   C02F 3/28 20230101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 H

C02F3/28 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022193873

(22)【出願日】2022-12-05

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(71)【出願人】

【識別番号】504237050

【氏名又は名称】独立行政法人国立高等専門学校機構

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 翔

(72)【発明者】

【氏名】三井 哲弥

(72)【発明者】

【氏名】多川 正

【テーマコード（参考）】

4B029

4D040

【Ｆターム（参考）】

4B029AA03

4B029AA21

4B029BB01

4B029CC02

4B029EA16

4D040AA04

4D040AA34

(57)【要約】

【課題】被処理水をより効率よく発酵させることができる発酵装置を提供する。
【解決手段】発酵装置１は、被処理水Ｗ中の基質を微生物によって発酵させることができるように構成されている。発酵装置１は、内部に空間を有する発酵槽２と、発酵槽２の上方に配置され、発酵槽２内に被処理水Ｗを供給可能に構成された被処理水供給部３と、発酵槽２内に配置され、微生物を担持可能に構成された複数の微生物担体４と、発酵槽２の内壁面２１から突出し、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗを発酵槽２の内壁面２１よりも内側に誘導可能に構成された案内部材５と、を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水中の基質を微生物によって発酵させることができるように構成された発酵装置であって、
内部に空間を有する発酵槽と、
前記発酵槽の上方に配置され、前記発酵槽内に前記被処理水を供給可能に構成された被処理水供給部と、
前記発酵槽内に配置され、前記微生物を担持可能に構成された複数の微生物担体と、
前記発酵槽の内壁面から突出し、前記発酵槽の前記内壁面を伝う前記被処理水を前記発酵槽の前記内壁面よりも内側に誘導可能に構成された案内部材と、を有する、発酵装置。

【請求項2】

前記案内部材の上面の一部が、前記発酵槽の前記内壁面側の基端から先端に近づくほど下方に傾斜した傾斜領域から構成されている、請求項１に記載の発酵装置。

【請求項3】

前記案内部材の上面全体が、前記発酵槽の前記内壁面側の基端から先端に向かうほど下方に傾斜している、請求項１に記載の発酵装置。

【請求項4】

前記案内部材は上下方向に互いに間隔をあけて配置されており、前記案内部材の上下方向の間隔が前記微生物担体の外接球の直径以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の発酵装置。

【請求項5】

前記発酵槽の前記内壁面から前記案内部材の先端までの距離が前記微生物担体の外接球の直径以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の発酵装置。

【請求項6】

前記発酵槽の前記内壁面から前記案内部材の先端までの距離が前記微生物担体の外接球の直径未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の発酵装置。

【請求項7】

前記案内部材は、前記内壁面に沿う方向に２つの側端を有しており、前記案内部材の下面は、２つの前記側端のうち第１の側端から第２の側端に向かうほど上方に傾斜している、請求項１～３のいずれか１項に記載の発酵装置。

【請求項8】

前記発酵槽は、前記案内部材を上下方向に貫通する貫通孔、前記案内部材に設けられた切り欠き及び前記発酵槽の前記内壁面に沿う方向における前記案内部材の側端のうち、水平方向において隣り合う前記側端の間の空隙からなる群より選択される１種以上のガス透過部を有している、請求項１～３のいずれか１項に記載の発酵装置。

【請求項9】

前記案内部材が上下方向に間隔をあけて配置されており、少なくとも１つの前記案内部材の上方に前記ガス透過部が配置されている、請求項８に記載の発酵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発酵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、有機物を含む被処理水からの有機物の除去や資源の回収などを目的として、微生物による発酵が利用されている。微生物を用いた水処理を効率よく行う方法として、微生物が担持された微生物担体に被処理水を散布し、重力によって被処理水を透過させつつ微生物担体と接触した被処理水を発酵させる、下降流スポンジ懸架（Ｄｏｗｎ－ｆｌｏｗ Ｈａｎｇｉｎｇ Ｓｐｏｎｇｅ、ＤＨＳ）法が知られている。

【0003】

例えば特許文献１には、中空のタンク内に処理空間を形成するとともに、散水部を設け、前記散水部の下方に微生物担体を充填配置した状態で、前記散水部より前記微生物担体に処理水を供給する処理水供給手段を備え、前記微生物担体により浄化された処理水を取出す処理水排出手段を備え、前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けた散水式浄化装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１７９５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の浄化装置においては、散水部から散水される処理水の一部が、直接、あるいは微生物担体を伝ってタンクの内壁面に接触する。タンクの内壁面に接触した処理水は、再度微生物担体と接触するまで発酵されないため、発酵効率の低下を招いている。

【0006】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、被処理水をより効率よく発酵させることができる発酵装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、被処理水中の基質を微生物によって発酵させることができるように構成された発酵装置であって、
内部に空間を有する発酵槽と、
前記発酵槽の上方に配置され、前記発酵槽内に前記被処理水を供給可能に構成された被処理水供給部と、
前記発酵槽内に配置され、前記微生物を担持可能に構成された複数の微生物担体と、
前記発酵槽の内壁面から突出し、前記発酵槽の前記内壁面を伝う前記被処理水を前記発酵槽の前記内壁面よりも内側に誘導可能に構成された案内部材と、を有する、発酵装置にある。

【発明の効果】

【0008】

前記発酵装置は、前記発酵槽の内壁面から突出し、前記発酵槽の前記内壁面を伝う前記被処理水を前記発酵槽の内壁面よりも内側に誘導可能に構成された案内部材を有している。そのため、被処理水供給部から供給された被処理水が直接、あるいは微生物担体を伝って発酵槽の内壁面に接触した場合に、案内部材によって被処理水を発酵槽の内側へ導き、微生物担体に再び接触させることができる。それ故、前記発酵装置によれば、被処理水をより効率よく発酵させることができる。

【0009】

以上のごとく、上記態様によれば、被処理水をより効率よく発酵させることができる発酵装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態１における発酵装置の要部を示す断面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

【図3】図３は、図１における案内部材近傍の一部拡大図である。

【図4】図４は、実施形態２における、発酵槽の内壁面近傍が斜め下方に傾斜した案内部材の断面図である。

【図5】図５は、実施形態２における、先端近傍が斜め下方に傾斜した案内部材の断面図である。

【図6】図６は、実施形態２における、上面全体が斜め下方に傾斜した案内部材の断面図である。

【図7】図７は、実施形態３における、案内部材がらせん状に延設された発酵装置の要部を示す断面図である。

【図8】図８は、実施形態４における、ガス透過部としての貫通孔を備えた案内部材の上面図である。

【図9】図９は、実施形態４における、ガス透過部としての切り欠きを備えた案内部材の上面図である。

【図10】図１０は、実施形態４における、同一の案内部材の側端の間にガス透過部としての空隙を有する案内部材の上面図である。

【図11】図１１は、実施形態４における、隣り合う案内部材の間にガス透過部としての空隙が設けられた発酵槽の要部を示す断面図である。

【図12】図１２は、実施形態５における、案内部材上にガス透過部が配置されている発酵装置の要部を示す断面図である。

【図13】図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（実施形態１）
前記発酵装置に係る実施形態について、図１～図３を参照して説明する。本形態の発酵装置１は、被処理水Ｗ中の基質を微生物によって発酵させることができるように構成されている。発酵装置１は、図１に示すように、内部に空間を有する発酵槽２と、発酵槽２の上方に配置され、発酵槽２内に被処理水Ｗを供給可能に構成された被処理水供給部３と、発酵槽２内に配置され、微生物を担持可能に構成された複数の微生物担体４と、発酵槽２の内壁面２１から突出し、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗを発酵槽２の内壁面２１よりも内側に誘導可能に構成された案内部材５と、を有している。

【0012】

発酵装置１に用いられる被処理水Ｗは特に限定されることはなく、所望の基質を含む被処理水Ｗを用いることができる。また、発酵装置１に用いられる微生物は、被処理水Ｗや基質の種類及び発酵の態様等に応じて公知の微生物から適宜選択することができる。

【0013】

例えば、本形態の発酵装置１は、有機物を含む被処理水Ｗを発酵させ、メタンを含むバイオガスを発生させることができるように構成されている。被処理水Ｗとしては、例えば、下水汚泥や食品残渣等の有機廃棄物を含む汚水等を使用することができる。また、被処理水Ｗとして、例えば、機械加工を行う加工装置から回収された廃水溶性クーラント等の有機物を含む工業排水を用いることも可能である。

【0014】

発酵槽２の形状や大きさは種々の態様を取り得る。例えば、本形態の発酵装置１における発酵槽２の形状は、図１及び図２に示すように円筒形である。本形態の発酵槽２における高さ及び直径は、それぞれ２ｍである。なお、図２においては、便宜上、微生物担体４の記載を割愛した。

【0015】

また、図１に示すように、発酵槽２の内部には、被処理水Ｗが流通可能に構成された仕切り板２２が設けられている。発酵槽２の内部の空間は、仕切り板２２により、微生物担体４が保持される上部空間２３と、被処理水Ｗが保持される下部空間２４との２つの空間に区画されている。

【0016】

発酵槽２の上部空間２３には、発酵槽２内に被処理水Ｗを供給可能に構成された被処理水供給部３が配置されている。被処理水供給部３は、発酵槽２の外部から発酵槽２内に被処理水Ｗを供給することができる限り、種々の態様を取り得る。被処理水供給部３としては、例えば、発酵槽２内に被処理水Ｗを散布可能に構成された散水ノズルや、被処理水Ｗを放出するための小孔を備えた散水管などを使用することができる。

【0017】

また、発酵槽２の上部空間２３には、被処理水Ｗの発酵によって生じたガスを発酵槽２の外部に導くガス導出管２５が設けられている。

【0018】

発酵槽２の下部空間２４には、微生物によって発酵された後の被処理水Ｗを発酵槽２の外部へ導く被処理水導出管２６が設けられている。

【0019】

発酵槽２の仕切り板２２上には、多数の微生物担体４が保持されている。微生物担体４としては、例えば、樹脂製のスポンジ等の多孔質体や、筒状に成形されたプラスチック等の筒状体等を用いることができる。微生物担体４の大きさは、発酵槽２よりも十分に小さければ特に限定されることはない。例えば、微生物担体４の大きさは、一辺１００ｍｍの直方体に内包される程度であればよい。

【0020】

微生物担体４のアスペクト比は、例えば０．５以上２以下であってもよい。この場合には、発酵槽２内により多量の微生物担体４を充填し、被処理水Ｗの発酵効率をより高めることができる。なお、微生物担体４のアスペクト比は、微生物担体４を基準となる平面上に最も安定に載置した状態における、微生物担体４の幅の最大値に対する高さの比である。

【0021】

発酵槽２の上部空間２３における内壁面２１には、案内部材５が設けられている。本形態の案内部材５は、発酵槽２の内壁面２１から突出しており、その先端５１が微生物担体４の上方に位置している。これにより、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗを発酵槽２の内壁面２１よりも内側に誘導し、案内部材５の先端５１から微生物担体４に被処理水Ｗを滴下することができる。

【0022】

案内部材５の数、配置及び形状は種々の態様を取り得る。例えば、案内部材５の数は、１個であってもよく、２個以上であってもよい。案内部材５の数が２個以上である場合、全ての案内部材５が同一の形状を有していてもよく、一部の案内部材５が他の案内部材５とは異なる形状を有していてもよい。

【0023】

また、案内部材５の形状は、発酵槽２の内壁面２１に沿った環状であってもよく、らせん状であってもよい。発酵槽２への取り付け作業をより容易に行う観点からは、案内部材５の形状は、発酵槽２の内壁面２１に沿った環状であることが好ましい。発酵槽２内に２個以上の案内部材５を設ける場合、複数の案内部材５は、例えば、上下方向に互いに間隔をあけて配置されていてもよい。また、複数の案内部材５を、共通の水平面上において、発酵槽２の内壁面２１に沿う方向に互いに間隔をあけて配置することもできる。

【0024】

案内部材５の形状は、例えば、板状であってもよく、棒状であってもよいが、板状であることが好ましい。この場合には、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗがより案内部材５に接触しやすくなるため、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗを、微生物担体４により誘導しやすくすることができる。その結果、発酵効率をより向上させることができる。

【0025】

本形態の発酵装置１は、図１に示すように、上下方向に互いに間隔をあけて配置された３個の案内部材５を有している。各案内部材５は、発酵槽２の周方向の全周にわたって延在した円環形状を有している。また、案内部材５の形状は板状であり、発酵装置１の内壁面２１から水平方向に突出している。

【0026】

本形態のように、複数の案内部材５が上下方向に互いに間隔をあけて配置されている場合、図３に示す案内部材５の上下方向の間隔Ｐは、微生物担体４の外接球の直径以上であることが好ましい。この場合には、発酵槽２内に微生物担体４を投入する際に、案内部材５の間に微生物担体４がより進入しやすくなる。これにより、発酵槽２内により多量の微生物担体４を充填し、発酵効率をより高めることができる。なお、図３においては、便宜上、微生物担体４の記載を割愛した。

【0027】

被処理水Ｗの発酵効率をより高める観点からは、被処理水Ｗと微生物担体４との接触の機会を増やすことが望ましい。例えば、発酵槽２の内壁面２１から案内部材５の先端５１までの距離Ｂを微生物担体４の外接球の直径以上とすることにより、案内部材５によって発酵槽２の内壁面２１よりも内側に誘導された被処理水Ｗが、再び内壁面２１に接触する機会をより減らすことができる。これにより、被処理水Ｗと微生物担体４との接触の機会をより増やし、発酵効率をより高めることができる。

【0028】

また、例えば、発酵槽２の内壁面２１から案内部材５の先端５１までの距離Ｂを微生物担体４の外接球の直径未満とすることにより、発酵槽２内により多数の微生物担体４を充填し、デッドスペース、つまり、微生物担体４が存在していない領域を小さくすることができる。これによっても、被処理水Ｗと微生物担体４との接触の機会をより増やし、発酵効率をより高めることができる。

【0029】

発酵槽２の内壁面２１から案内部材５の先端５１までの距離Ｂは、例えば、微生物担体４の外接球の直径の１／４倍以上であってもよく、１／２倍以上であってもよい。この場合には、案内部材５の先端５１の下方に微生物担体４が存在する可能性がより高くなるため、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗを、微生物担体４により誘導しやすくすることができる。その結果、発酵効率をより向上させることができる。

【0030】

また、発酵槽２の内壁面２１から案内部材５の先端５１までの距離Ｂは、例えば、微生物担体４の外接球の直径の４倍以下であってもよく、２倍以下であってもよい。このように、発酵槽２の内壁面２１からの案内部材５の突出量に対して十分に小さい微生物担体４を用いることにより、発酵槽２内に微生物担体４を投入する際に、微生物担体４が案内部材５の間により進入しやすくなる。その結果、発酵槽２内により多量の微生物担体４を充填し、発酵効率をより高めることができる。

【0031】

本形態の発酵装置１の動作の一例を以下に説明する。発酵装置１を動作させるに当たっては、予め、微生物が担持された微生物担体４を発酵装置１の上部空間２３に充填する。この状態で、図１に示すように被処理水供給部３から被処理水Ｗを供給する。被処理水供給部３から供給された被処理水Ｗの少なくとも一部は、微生物担体４との接触によって発酵しつつ、重力によって下方に流れ落ちる。そして、発酵槽２の下部空間２４に到達した被処理水Ｗは、被処理水導出管２６を通じて発酵槽２の外部へ導かれる。また、発酵によって生じたバイオガスは、発酵槽２の上部空間２３に設けられたガス導出管２５を通じて発酵槽２の外部へ導かれる。

【0032】

この際、被処理水Ｗの一部は、被処理水供給部３から供給された後、直接または微生物担体４を介して発酵槽２の内壁面２１に接触する。発酵槽２の内壁面２１に接触した被処理水Ｗは、発酵槽２の内壁面２１を伝って流れ、案内部材５に接触する。そして、案内部材５に接触した被処理水Ｗは、案内部材５によって発酵槽２の内方へ導かれ、案内部材５の先端５１から微生物担体４上に再度供給される。これにより、発酵槽２の内壁面２１を伝う被処理水Ｗの量を低減し、発酵効率を高めることができる。

【0033】

（実施形態２）
本形態では、発酵槽２に設けられる案内部材５の他の態様の例を説明する。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一の符号は、特に示さない限り、既出の形態における構成要素と同様の構成要素等を表す。

【0034】

本形態における案内部材５０２、５０３、５０４の形状はいずれも板状であり、発酵槽２の内壁面２１に沿った円環形状を有している。また、図４～図６に示すように、案内部材５０２、５０３、５０４の上面５２の少なくとも一部には、発酵槽２の内壁面２１側の基端５３から先端５１に近づくほど下方に傾斜した傾斜領域５２１が設けられている。このように、案内部材５０２、５０３、５０４の上面５２の少なくとも一部を斜め下方に傾斜させることにより、案内部材５０２、５０３、５０４上の被処理水をより迅速に案内部材５０２、５０３、５０４の先端５１に導き、微生物担体上に供給することができる。

【0035】

傾斜領域５２１は、案内部材の上面５２の一部に設けられていてもよく、上面５２の全体に設けられていてもよい。上面５２の一部に傾斜領域５２１を設ける場合、図４及び図５に示すように、上面５２は、発酵槽２の内壁面２１側の基端５３から先端５１に近づくほど下方に傾斜した傾斜領域５２１と、傾斜領域５２１に連なり、水平面からなる水平領域５２２とから構成されていてもよい。このように、案内部材の上面５２の一部に傾斜領域５２１を設けることにより、案内部材上に被処理水が滞留することを回避しつつ、案内部材上の被処理水をより迅速に案内部材の先端５１に導くことができる。

【0036】

傾斜領域５２１と水平領域５２２との配置の態様は特に限定されることはなく、種々の態様を取り得る。例えば図４に示す案内部材５０２のように、案内部材５０２の基端５３及びその近傍に傾斜領域５２１を配置し、水平領域５２２を傾斜領域５２１よりも案内部材５０２の先端５１側に配置することができる。また、例えば図５に示す案内部材５０３のように、案内部材５０３の先端５１及びその近傍に傾斜領域５２１を配置し、水平領域５２２を傾斜領域よりも基端５３側に配置してもよい。さらに、図には示さないが、発酵槽２の先端５１と基端５３と案内部材との間に傾斜領域５２１と水平領域５２２とを交互に配置し、階段状の上面５２を構成することもできる。

【0037】

上面５２の一部に傾斜領域５２１を設ける場合、傾斜領域５２１と水平面とのなす角度は、例えば１０°以上４５°以下の範囲から適宜設定することができる。傾斜領域５２１と水平面とのなす角度を１０°以上、好ましくは１５°以上、より好ましくは２０°以上とすることにより、傾斜領域５２１上の被処理水をより迅速に案内部材５０２、５０３の先端５１へ導くことができる。また、傾斜領域５２１と水平面とのなす角度を４５°以下、好ましくは４０°以下、より好ましくは３５°以下とすることにより、案内部材５０２、５０３の下方に生じるデッドスペースをより低減することができる。また、特に図５に示すように傾斜領域５２１が案内部材５０３の先端５１に設けられている場合には、傾斜領域５２１と水平面とのなす角度を４５°以下、好ましくは４０°以下、より好ましくは３５°以下とすることにより、案内部材５０３の先端５１に集まった被処理水を案内部材５０３の下面に回り込みにくくすることができる。これにより、案内部材５０３上の被処理水をより確実に微生物担体上に供給することができる。

【0038】

また、例えば図６に示す案内部材５０４のように、案内部材５０４の上面５２の全体を傾斜領域５２１とし、発酵槽２の内壁面２１側の基端５３から先端５１に向かうほど下方に傾斜させることもできる。この場合には、被処理水が案内部材５０４の上面５２のいずれの位置に接触した場合であっても、被処理水が傾斜に沿って案内部材５０４の先端５１に流れやすくなるため、案内部材５０４上の被処理水をより迅速に案内部材５０４の先端５１に導くことができる。

【0039】

案内部材５０４の上面５２の全体が斜め下方に傾斜している場合においても、案内部材５０４の上面５２と水平面とのなす角度は、案内部材５０４の上面５２の一部が斜め下方に傾斜している場合と同様に、例えば１０°以上４５°以下の範囲から適宜設定することができる。案内部材５０４の上面５２と水平面とのなす角度を１０°以上、好ましくは１５°以上、より好ましくは２０°以上とすることにより、案内部材５０４上の被処理水をより迅速に案内部材５０４の先端５１へ導くことができる。また、案内部材５０４の上面５２と水平面とのなす角度を４５°以下、好ましくは４０°以下、より好ましくは３５°以下とすることにより、案内部材５０４の下方に生じるデッドスペースをより低減するとともに、案内部材５０４の先端５１に集まった被処理水を案内部材５０４の下面に回り込みにくくし、被処理水をより確実に微生物担体上に供給することができる。

【0040】

（実施形態３）
本形態では、発酵槽２の内壁面２１に沿ってらせん状に延設された案内部材の例を示す。図７に示すように、本形態の発酵装置１０２における発酵槽２には、発酵槽２を上部空間２３と下部空間２４とに区画する仕切り板２２が設けられている。発酵槽２の上部空間２３には、被処理水供給部３、２個の案内部材５０５及びガス導出管２５が設けられている。また、上部空間２３には、微生物担体（図示略）が充填されている。発酵槽２の下部空間２４には、被処理水導出管２６が設けられている。

【0041】

本形態の案内部材５０５は、上下方向に互いに間隔をあけて配置されている。各案内部材５０５の形状は板状であり、発酵槽２の内壁面２１に沿ってらせん状に延在している。案内部材５０５の旋回数は、１回以上であればよい。例えば、本形態の案内部材５０５は、発酵槽２の内壁面２１に沿って概ね１．１回旋回している。また、案内部材５０５の上面５２の全体は傾斜領域５２１から構成されており、発酵槽２の内壁面２１側の基端５３から先端５１に近づくほど下方に傾斜している。

【0042】

本形態の案内部材５０５のように、案内部材５０５を発酵槽２の内壁面２１に沿ってらせん状に配置する場合、案内部材５０５の上面５２の全体が発酵槽２の内壁面２１側の基端５３から先端５１に近づくほど下方に傾斜していることが好ましい。また、案内部材５０５のリード角、つまり、水平面に対する案内部材５０５の延在方向のなす角度は、水平面に対する案内部材５０５の上面５２のなす角度よりも小さいことが好ましい。このように、案内部材５０５の上面５２の全体を斜め下方に傾斜させるとともに、案内部材５０５の上面５２の傾斜角度を案内部材５０５のらせん形状のリード角よりも大きくすることにより、案内部材５０５上の被処理水が案内部材５０５の先端５１に導かれやすくなる。その結果、案内部材５０５上の被処理水を微生物担体上に供給し、発酵効率をより高めることができる。

【0043】

また、本形態の案内部材５０５は、内壁面２１に沿う方向に２つの側端５４（５４ａ、５４ｂ）を有しており、案内部材５０５の下面５５は、２つの側端５４のうち第１の側端５４ａから第２の側端５４ｂに向かうほど上方に傾斜している。このように、案内部材５０５の下面５５に傾斜を設けることにより、被処理水の発酵によって生じたガスを案内部材５０５の下面５５の傾斜によって速やかに上方に導くことができる。

【0044】

（実施形態４）
本形態では、被処理水の発酵によって生じたガスを上方に透過させるためのガス透過部５６を備えた案内部材の例を説明する。被処理水の発酵によりガスが生じる場合、案内部材がガスの上方への移動の妨げとなる場合がある。このような場合においても、案内部材にガス透過部５６を設けることにより、発酵によって生じたガスを速やかに上方へ移動させることができる。

【0045】

ガス透過部５６は、例えば図８に示すような、案内部材を上下方向に貫通する貫通孔５６１であってもよい。貫通孔５６１の位置、大きさ、形状及び数などは、所望するガス透過性能に応じて適宜設定することができる。例えば、図８に示す案内部材５０６は、発酵槽の内壁面に沿った円環形状を有しており、案内部材５０６上に４つの貫通孔５６１が設けられている。４つの貫通孔５６１は、周方向において等間隔となる位置に配置されている。また、各貫通孔５６１の形状は円形である。

【0046】

また、ガス透過部５６は、例えば図９に示すような、案内部材に設けられた切り欠き５６２であってもよい。切り欠き５６２の位置、大きさ、形状及び数などは、所望するガス透過性能に応じて適宜設定することができる。例えば、図９に示す案内部材５０７は、発酵槽の内壁面に沿った円環形状を有しており、案内部材５０７上に４つの切り欠き５６２が設けられている。４つの切り欠き５６２は周方向において等間隔となる位置に配置されている。これらの切り欠き５６２の形状はスリット状である。

【0047】

さらに、ガス透過部５６は、例えば、発酵槽の内壁面に沿う方向における案内部材の側端５４のうち、水平方向において隣り合う側端５４の間の空隙であってもよい。より具体的には、例えば図１０に示すように、案内部材５０８が発酵槽の内壁面に沿ってＣ字形状に延在している場合、案内部材の側端５４同士の空隙５６３がガス透過部５６となる。また、例えば図１１に示すように、複数の案内部材５０９が、共通の水平面上において発酵槽２の内壁面２１に沿う方向に互いに間隔をあけて配置されている場合、発酵槽２の内壁面２１に沿う方向において隣り合う案内部材５０９同士の空隙５６３（つまり、一方の案内部材５０９の側端５４と、他方の案内部材５０９の側端５４との間の空隙）がガス透過部５６となる。案内部材の側端５４同士の空隙５６３をガス透過部５６とする場合、空隙５６３の位置、大きさ、形状及び数などは、所望するガス透過性能に応じて適宜設定することができる。

【0048】

（実施形態５）
本形態においては、案内部材が上下方向に間隔をあけて配置されている場合のガス透過部の配置の例を説明する。図１２に示すように、本形態の発酵装置１０３における発酵槽２には、発酵槽２を上部空間２３と下部空間２４とに区画する仕切り板２２が設けられている。発酵槽２の上部空間２３には、被処理水供給部３、複数の案内部材５０９及びガス導出管２５が設けられている。また、上部空間２３には、微生物担体（図示略）が充填されている。発酵槽２の下部空間２４には、被処理水導出管２６が設けられている。

【0049】

発酵槽２の上部空間２３における内壁面２１には、１６個の案内部材５０９が配置されている。これらの案内部材５０９のうち４個の案内部材５０９ａは、仕切り板２２に最も近い位置に配置された第１案内部材群を構成している。また、他の４個の案内部材５０９ｂは、第１案内部材群の上方に配置された第２案内部材群を構成しており、さらに他の４個の案内部材５０９ｃは、第２案内部材群の上方に配置された第３案内部材群を構成している。そして、残る４個の案内部材５０９ｄは、第３案内部材群と被処理水供給部３との間に配置された第４案内部材群を構成している。

【0050】

第１案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ａは、上下方向において仕切り板２２からの高さが同一となる位置に配置されている。これらの案内部材５０９ａの形状はいずれも板状であり、案内部材５０９ａの上面５２の全体が、基端５３から先端５１に近づくほど下方に傾斜している。また、４個の案内部材５０９ａは、発酵槽２の内壁面２１に沿って等間隔に配置されており、隣り合う案内部材５０９ａの間にガス透過部５６としての空隙５６３が設けられている。

【0051】

第２案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ｂは、第１案内部材群を構成する案内部材５０９ａよりも上方において、仕切り板２２からの高さが同一となる位置に配置されている。また、４個の案内部材５０９ｂは、発酵槽２の内壁面２１に沿って等間隔に配置されており、隣り合う案内部材５０９ｂの間にガス透過部５６としての空隙５６３が設けられている。

【0052】

図１３に示すように、第２案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ｂは、第１案内部材群を構成する案内部材５０９ａの間に形成された４か所のガス透過部５６ａを上方から覆うように配置されている。また、第２案内部材群を構成する案内部材５０９ｂの間に形成されたガス透過部５６ｂは、第１案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ａの上方に配置されている。なお、第２案内部材群を構成する案内部材５０９ｂの形状は、第１案内部材群を構成する案内部材５０９ａの形状と同様である。

【0053】

図１２に示すように、第３案内部材群の構成及び配置は、上下方向における位置が異なる以外は、第１案内部材群と同様である。すなわち、第３案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ｃは、第２案内部材群を構成する案内部材５０９ｂの上方に配置されている。これらの案内部材５０９ｃは、第２案内部材群を構成する案内部材５０９ｂの間に形成された４か所のガス透過部５６を上方から覆うように配置されている。また、案内部材５０９ｃの間に形成されたガス透過部５６は、第２案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ｂの上方に配置されている。

【0054】

第４案内部材群の構成及び配置は、上下方向における位置が異なる以外は、第２案内部材群と同様である。すなわち、第４案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ｄは、第３案内部材群を構成する案内部材５０９ｃの上方に配置されている。これらの案内部材５０９ｄは、第３案内部材群を構成する案内部材５０９ｃの間に形成された４か所のガス透過部５６を上方から覆うように配置されている。また、案内部材５０９ｄの間に形成されたガス透過部５６は、第３案内部材群を構成する４個の案内部材５０９ｃの上方に配置されている。

【0055】

本形態の発酵装置１０３のように、案内部材５０９が上下方向に間隔をあけて配置されており、かつ、発酵槽２がガス透過部５６を有している場合、少なくとも１つの案内部材５０９の上方にガス透過部５６が配置されていることが好ましく、全ての案内部材５０９の上方にガス透過部５６が配置されていることがより好ましい。

【0056】

案内部材５０９にガス透過部５６を設ける場合、案内部材５０９上の被処理水Ｗが案内部材５０９の先端に到達する前に、ガス透過部５６から下方に流れ落ちることがある。このような場合であっても、ガス透過部５６を案内部材５０９上に配置することにより、ガス透過部５６から流れ落ちた被処理水Ｗを、その下段に配置した案内部材５０９によって受け止めることができる。その結果、案内部材５０９によって被処理水Ｗが微生物担体上に導かれやすくなり、発酵効率をより高めることができる。

【0057】

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１、１０２、１０３ 発酵装置
２ 発酵槽
２１ 内壁面
３ 被処理水供給部
４ 微生物担体
５、５０２～５０９ 案内部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】