JP2518743B2 - 有機性汚水の下向流式生物ろ過装置 - Google Patents

有機性汚水の下向流式生物ろ過装置

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JP2518743B2
JP2518743B2 JP3151858A JP15185891A JP2518743B2 JP 2518743 B2 JP2518743 B2 JP 2518743B2 JP 3151858 A JP3151858 A JP 3151858A JP 15185891 A JP15185891 A JP 15185891A JP 2518743 B2 JP2518743 B2 JP 2518743B2
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克之 片岡
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種有機性汚水を浄化す
る新規な生物ろ過装置に関するものであり、特に高濃度
のSSを含有する汚水の処理に適用する生物ろ過装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アンスラサイトなどの粒状固
体(粒状ろ材ともいう)の充填固定床を浸漬させ、有機
性汚水を下向流で流下させながら固定床の下部から吹き
込まれた酸素含有気泡と向流接触させて、生物処理とS
Sのろ過除去を行う装置は公知であり、BAF(Biolog
ical Aerated Filter の略称)と呼ばれている。
【0003】しかし従来のBAFは、SSの高い有機性
汚水(処理するために処理槽に供給される有機性汚水を
原水と呼ぶことがある)を供給すると、アンスラサイト
などの粒状ろ材の充填固定床の上層部に激しい目詰まり
が発生し、急激にろ過抵抗が増加し処理不能に陥ること
がよく知られている。従って、高SS原水のときはBA
Fの前に沈澱槽を設けなければならないという欠点があ
った。
【0004】本発明者がこのろ過抵抗急増の原因を実験
的に詳しく調べた結果、次のような事実が明らかになっ
た。すなわち、充填固定床の上部でSSが多量に捕捉さ
れると、下から上昇して来る酸素含有気泡(気泡が空気
よりなることもある)が、この目詰まりが起きた充填固
定床を通過できなくなり、充填固定床全体が空気で満た
されてしまうため、さらに急激なろ過抵抗の増加が起き
てしまうことが明らかになった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来のBAF
の前記欠点を完全に解決できる新型BAFを提供するこ
とを目的としている。
【0006】具体的には、 ろ過抵抗の上昇を著しく
少なくできる装置。 高SS原水についても容易に処
理できる装置。
【0007】 高SS原水についても、BAFの前段
に沈澱池を設置する必要をなくすことができる装置。を
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の技術思
想は、 粒状固体を充填した充填固定床の下部に同種
又は異種の粒状固体を充填した固定床を設け、充填固定
床を2段構成とする。
【0009】 上記上段の充填固定床の上部にSSに
よる目詰まりが起きた場合に、空気放出路から酸素含有
気泡を系外に放散させられるようにする。点にあり、こ
の思想によって生物ろ過装置を構成することによって、
従来のBAFの欠点を解決できる。
【0010】すなわち、本発明は1)槽内に粒状固体を
充填した固定床Aを設け、該固定床Aの下部に粒状固体
を充填した固定床Bを設け、該固定床Bの下部に酸素含
有気泡を供給する散気手段を設け、該散気手段より該固
定床B中を通って該固定床Bの上部界面から流出上昇す
る酸素含有気泡のうち該固定床A内に進入し得ない該酸
素含有気泡が系外に放散できる流路Cを該固定床A中に
設けたことを特徴とする有機性汚水の下向流式生物ろ過
装置。
【0011】または、好ましくは2)前記固定床Aに充
填する粒状固体、又は固定床Aに充填する粒状固体及び
固定床Bに充填する粒状固体が、立体網目構造をもつ多
孔性の粒状固体であることを特徴とする上記1)に記載
の装置である。
【0012】固定床Aの高さは全体のろ床の高さ、すな
わち固定床A、空間部及び固定床Bのそれぞれの高さの
和、に依存するが全体のろ床の高さの1/5〜1/2、
好ましくは1/4〜1/2.5である。なお、空間部に
ついては設けることが必須ではない。
【0013】また固定床Aの下部に必要に応じて中間的
散気手段やろ床の洗浄手段を設けてもよい。図1によっ
て本発明の装置の構成を説明する。しかし以下の説明は
本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに
よって制限されるものではない。
【0014】1は処理槽であり、2は有機性汚水の流入
管、3は処理水流出管である。Aは粒径が大きなろ材か
らなる充填固定床であり、Dは多孔性ろ材などのろ材支
持床である。この支持床Dの下部には空間部4を介して
第2の充填固定床Bが設けられている。粒状固体(ろ
材)の粒径は好ましくは充填固定床Aに充填されている
ろ材の粒径の方が充填固定床Bに充填されているろ材の
粒径よりも大きい。
【0015】充填固定床Aに充填されているろ材として
理想的なものは立体網目構造をもち空隙率が97%以上
の値をもつポリウレタンフォームなどの粒状固体であ
る。5は散気手段であり、固定床AとBに酸素を供給す
る空気泡などの酸素含有気泡を供給する。この散気手段
5はまた固定床Aと固定床Bの各充填固定床を洗浄する
洗浄用空気の供給管を兼ねさせてもよい。
【0016】6は逆洗用の洗浄処理水供給管である。次
に、Cが本発明の骨子の一つである酸素含有気泡の流出
管Cである。この流出管は図1では太い一本の管として
描かれているが、複数の管から構成されていても差し支
えない。要するに例えば高SS原水のとき充填固定床A
の上部でSSが多量に捕捉されると目詰まりが起き、下
から上昇して来る酸素含有気泡(空気の泡)がこの目詰
まりが起きた充填固定床を通過できなくなり、充填固定
床A全体が空気に満たされてしまうことがこの酸素含有
気泡の流出管が存在することで防げればよい。
【0017】流出管Cの上部からは有機性汚水は供給さ
れず、また流出管Cの側壁はSSが通過することがなけ
れば液や気泡は通過し得るものであっても構わない。も
し固定床Aに充填されている粒状固体の空隙率が大きく
て、固定床A内部と流出管Cの内部とで、酸素含有気泡
の上昇に対する抵抗に大差がなければ固定床Aはろ過機
能の他好気性処理槽として機能する。固定床A内部にお
ける酸素含有気泡の上昇に対する抵抗が大きいと固定床
Aの処理は嫌気性となる。
【0018】7は固定床Aを逆洗する場合固定床Aのろ
材が流出するのを防ぐ網状多孔部材である。固定床Aを
逆洗するには空間部にろ床の洗浄手段を設けることが好
ましい。8は洗浄排水流出管である。
【0019】以上が本発明の構成であり、この構成によ
って次のような作用と効果を発揮できる。
【0020】
【作用】下水などの有機性汚水2は先ず粒状固体の充填
固定床Aに流入し、下向流で流下する。この過程で汚水
中のSSの大部分がろ過除去される。
【0021】固定床Aは全層が水中に浸漬されている状
態よりも、少なくとも上部が大気中に露出した状態で操
作される方がろ過抵抗の増加が少ないので好ましい。ま
た、固定床Aを構成しているろ材はろ材自身の内部に空
隙部を持たないアンスラサイトなどの粒状固体よりもろ
材自身の内部に大きな空隙部を持つ立体網目構造をもつ
多孔性の粒状固体(例えばポリウレタンフォームの粒状
片)が適している。
【0022】なぜなら、立体網目構造をもつ多孔性の粒
状ろ材は、空隙率が97%以上と極めて大きいためSS
捕捉容量(粒状固体の充填層1m3 当たりに捕捉された
SS重量)が大きく、ろ過抵抗増加が少ないからであ
る。
【0023】しかして、汚水2中のSSの大部分と溶解
性BODの一部が除去された汚水が固定床Aの下部から
流出し、第2の固定床Bに流入してゆく。固定床Bは全
層が水中に浸漬されており、固定床Bの下部の散気部か
ら吐出される酸素含有気泡の上昇流と汚水の下向流とが
向流で接触する。
【0024】固定床Bの粒状固体からなるろ材には微生
物が付着固定化されており、汚水中の溶解性BODが生
物学的に除去されると共に、汚水中のSS(固定床Aを
通過してきた微細SS)が生物ろ過の作用によって高度
に除去され、最終的に清澄処理水となって処理水流出管
3から流出される。
【0025】このような操作を長時間続けるに従い、固
定床Aと固定床BにおけるSS捕捉量と固定床Bにおけ
る微生物量が増加するので、ろ過抵抗が増え、槽内の水
位が上昇し、固定床Aの水没部分が増加する。
【0026】しかし、固定床Bの上部から流出する酸素
含有気泡9は空気流出管Cを通って大気中に放散される
ので、固定床A内に空気が満たされてろ過抵抗が急増す
る事態を未然に防止できる。放出路Cを設けて置かない
と、酸素含有気泡群が固定床Aを通過することができな
くなり、固定床A内が空気で満たされてろ過抵抗が急増
する。
【0027】かように本発明では、固定床を2段に分割
し、上部固定床Aに空気流出管Cを設けたことによっ
て、ろ過抵抗の上昇を著しく少なくできることが確かめ
られた。
【0028】しかして最終的に、槽内の水位が上限(網
状多孔部材7の近く)に達した場合、固定床Aと固定床
Bを次のような方法で洗浄する。すなわち、原水の流入
を止め、弁10を閉じ、弁11の開きを増加して逆洗用
処理水供給管6から逆洗用処理水を供給しながら、散気
手段5(酸素含有気泡供給手段)からの酸素含有気泡の
供給量を増加させる。
【0029】そうすることによって、固定床AとB内に
激しい攪乱流が生じ、固定床内に捕捉されていたSSと
増殖微生物が洗浄除去され、逆洗排水流出管8から流出
して行く。この操作を10分程行うと洗浄が終るので、
弁11の開きを平常に戻し、酸素含有気泡の供給量を定
常時の量に下げ、弁10を開け、原水の流入を開始する
と、直ちに清澄な処理水が流出してくる。
【0030】
【実施例】固定床Aのろ床構成:粒径10×20×20
mmの立体網目構造をもつ角状ポリウレタンフォーム
(空隙率97%)を充填層の層厚1mに充填。
【0031】固定床Bのろ床構成:粒径3〜4mmのア
ンスラサイトを充填層の層厚1.5mに充填。 原水:団地下水 BOD:150mg/リットル SS :130mg/リットル ろ過速度 60m/日 BOD負荷 3.6kgBOD /m3 ・日 空気量 3Nm3 air/下水1m3 以上の条件で運転したところ、本発明の装置のろ過継続
時間(ろ過抵抗が500mmH2 Oに達するまで)は3
8hrであった。
【0032】また、処理水の水質は BOD: 10mg/リットル以下 SS : 5mg/リットル以下 であった。
【0033】(比較例)図1の上部ろ床部を除去し、ア
ンスラサイトろ床(粒径3〜4mm、充填層の層厚2.
5mに充填)単独構成とした。(これは従来装置の構成
に相当する)。
【0034】ろ過速度と空気量と原水の水質及び量は、
本発明の例と同一にして運転したところ、ろ床の目詰ま
りが激しくろ過継続時間は4〜4.5時間に過ぎなかっ
た。
【0035】
【発明の効果】 固定床Bの上部に固定床Aを設け、
かつ空気放出路Cを設けた結果、固定床Bから流出する
酸素含有気泡(空気泡)が固定床Aを通過できなくな
り、ろ過抵抗の急増を招くという現象が生じなくなりろ
過抵抗の上昇を著しく少なくできる。
【0036】 上段を構成している固定床Aのろ材と
して、立体網目構造をもつ多孔性の粒状固体を採用する
ことにより、の効果と相まってSS捕捉容量を従来よ
り著しく増加できる。
【0037】 この結果、原水SSが数100mg/
リットルの高SS原水でも、直接本発明の装置により処
理することが可能になり、処理の前段に沈澱工程を設け
る必要がなくなる。
【0038】 本発明の装置を従来装置(図1におい
て、固定床Bだけを有するもの)と同一ろ過速度で運転
した場合、ろ過抵抗が上限に達するまでのろ過継続時間
を、本発明の装置では9〜10倍に増加できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の下向流式生物ろ過装置の模式
図。
【符号の説明】
1 処理槽 2 有機性汚水の供給管 3 処理水流出管 4 空間部 5 散気手段 6 洗浄処理水供給管 7 網状多孔部材 8 洗浄排水流出管 9 酸素含有気泡 10 弁 11 弁 A (上段)固定床 B (下段)固定床 C 気体流出管 D ろ材支持床

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 槽内に粒状固体を充填した固定床Aを設
    け、該固定床Aの下部に粒状固体を充填した固定床Bを
    設け、該固定床Bの下部に酸素含有気泡を供給する散気
    手段を設け、該散気手段より該固定床B中を通って該固
    定床Bの上部界面から流出上昇する酸素含有気泡のうち
    該固定床A内に進入し得ない該酸素含有気泡が系外に放
    散できる流路Cを該固定床A中に設けたことを特徴とす
    る有機性汚水の下向流式生物ろ過装置。
  2. 【請求項2】 前記固定床Aに充填する粒状固体、又は
    固定床Aに充填する粒状固体及び固定床Bに充填する粒
    状固体が、立体網目構造をもつ多孔性の粒状固体である
    ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
JP3151858A 1991-06-24 1991-06-24 有機性汚水の下向流式生物ろ過装置 Expired - Lifetime JP2518743B2 (ja)

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