JP2544713B2 - 廃水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，生物処理槽内に，微生物を付着させた粒状
担体（以下担体粒子という）と廃水と酸素含有気体から
なる三相流動層を形成させ，生物処理により廃水を浄化
する廃水処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

生物処理槽内で流動化させた担体粒子の表面に微生物
を付着させ，流動層内に配設した散気装置を介して曝気
を行って水中の汚濁物質を除去する三相流動層法は，他
の生物膜法に比べて微生物の付着に供する担体の表面積
が飛躍的に大きくとれるため槽内に多量の微生物を保持
することが可能となり，その結果，高速，高負荷処理が
実現できるため，最近特に注目を集めている。しかし，
通気により乱れた流動層中から担体粒子或いは汚泥が処
理水中に混入し，次工程に流出するという問題があり，
これを如何に防止するかが重要なポイントとなってい
た。

この流出を防止するものとして，特開昭61−268395号
公報には，流動床生物処理装置の槽内に液及び固体粒子
は通過し得るが，気泡は通過し得ない大きさの開口を多
数有する傾斜した隔壁を設けて担体粒子の処理水中への
流出を防止する技術が開示されている。

また，特開昭52−137154号公報には，気液接触反応槽
を上部が下部より大きな断面積を有するように形成し，
該反応槽の広くなった部分に下端の断面積が槽下部の断
面積より大きい気液分離筒壁を配置して担体粒子の処理
水中への流出防止を計った技術が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら，特開昭61−268395号公報に開示の方法
では，担体粒子の分離を確実にするには気泡の大きさを
大きくせざるを得ない。一方，気泡の大きさは水中に酸
素を効果的に溶解させるためには小さいことが好ましい
ことは当業界においては周知の事実である。従って，気
泡を大きくすることによって担体粒子の流出は効果的に
防止できるものの，肝心の廃水処理効果が低下するとい
う欠点が生じる。

また，特開昭52−137154号公報に開示の方法では，気
体，固体，液体の分離は，気液分離筒内の液表面での自
然な分離にまかせているだけなので，担体粒子に付着し
た大きな気泡は上記液表面で自然に分離されるであろう
が，担体粒子に付着した微細な多数の小気泡は液表面で
自然分離を起こし難い。その上，この廃水処理設備では
槽内の流動層濃厚相で下方から上昇してくる気泡が常時
衝突を起こしており，流動層濃厚相では完全な乱流状態
が生じており，その結果，担体粒子には大きな気泡のみ
ならず，無数の小気泡が付着することになる。そして，
この無数の小気泡が付着した担体粒子が上昇しても邪魔
板などに衝突してそのショックで小気泡が分離する機会
が全くないので，固液分離部内に入り込んだ担体粒子は
処理水と共に装置外へ流出してしまうことになる。

本発明は，上記の従来の問題点を解決しようとするも
ので，簡単に且つ安価につくような構成で担体粒子の流
出を効果的に防止し，安定した処理を行うことの可能な
廃水処理装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記に鑑みなされた本発明は，処理すべき廃水と微生
物の付着に供する担体粒子とを収容する生物処理槽と，
該生物処理槽内に，上端が液中に没する形でほぼ垂直に
設置され，上下端を開放したドラフト管と，このドラフ
ト管の外周を包囲してドラフト管との間に環状の通路を
形成する外筒であって，下部近傍に液流入用開口を，中
央部より上方に液流出用開口を有する外筒と，前記ドラ
フト管及び外筒の上端及び下端にそれぞれ取付けられ，
前記外筒よりも外側に広がる上部鍔及び下部鍔と，ドラ
フト管の下方に気体を供給する散気装置と，前記外筒の
液流出用開口に接続され，処理済液を流出させる移送管
とを有する廃水処理装置を要旨とする。

〔作用〕

上記構成の廃水処理装置において，ドラフト管の下部
に散気装置が酸素含有気体例えば空気を供給することに
より，槽内に廃水，担体粒子，気体の三相流動体が形成
され，かつ前記散気装置からの気体によるエアリフト作
用によりドラフト管内に前記三相流動体の上向流が生じ
る。この上向流はドラフト管上端を出た後，上部鍔に沿
って広がり，その後ドラフト管の外側に位置する外筒と
生物処理槽の内壁との間を下向流となって流下する。こ
れにより，系内に安定した循環流が生じ，廃水が曝気さ
れると共に担体粒子に付着した微生物に接触して効率良
く処理される。ここで，液体，固体，気体からなる三相
流動体がドラフト管上端を出た後上部鍔上を横方向に広
がり，次いで下向流となる際に気体が分離され，従って
下向流中に含まれる担体粒子にはあまり気泡が付着して
いない。また，担体粒子は水よりも比重が大きいので，
ドラフト管から遠くの方に広がり，槽内壁と外筒との間
を流れる下向流中，外筒の近傍では担体粒子の濃度が極
めて低下し，固液の分離が進行する。ドラフト管の下方
には前記エアリフト作用による激しい流動が生じている
が，ドラフト管下端に設けている下部鍔の作用により，
下部鍔の上方の外筒近傍の流れが乱されることはない。
このため，外筒近傍の，且つ上部鍔及び下部鍔ではさま
れた領域には，担体粒子をあまり含まない水の静かな下
向流が生じている。この水は，外筒の下部に設けられた
液流入用開口からドラフト管と外筒との間の環状の通路
に入り，ここを上昇して液流出用開口から移送管に入
り，処理水として次工程に送られる。ドラフト管と外筒
との間は槽内の撹拌流動の影響を受け難く，このため，
この環状の通路を上昇する間に固液の分離が一層進行す
る。かくして，移送管から排出される処理水中には担体
粒子，汚泥等の固形分の含有率が極めて低下している。
このように，上記廃水処理装置によれば，高速，高負荷
の廃水処理を行うと共に，排出される処理水中の固形分
の含有率を極めて低下させることができ，処理系の処理
効率を安定して維持できる。

〔実施例〕

以下，図面に示す本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例による廃水処理装置の断面
図，第２図はその上面図である。同図において，全体を
参照符号１で示す三相流動層式廃水処理装置は，処理す
べき廃水と微生物の付着に供する担体粒子２とを収容す
る生物処理槽３と，該生物処理槽３内に，上端が液中に
没する形でほぼ垂直に設置され，上下端を開放したドラ
フト管４と，このドラフト管４の外周を包囲してドラフ
ト管との間に環状の通路５を形成する外筒６と，ドラフ
ト管４及び外筒６の上端及び下端にそれぞれ取付けら
れ，外筒６よりも外側に広がる上部鍔７及び下部鍔８
と，ドラフト管４の下方に酸素含有気体，例えば空気を
供給する散気口9A及び供給気管9Bからなる散気装置９
と，廃水を供給する廃水供給管10と，処理済液即ち処理
水を送り出す移送管11等を有している。ここで，ドラフ
ト管４及び外筒６の形状は丸型，角型どちらでもよい。
外筒６は，下部近傍に液流入用開口6Aを，中央部より上
方に液流出用開口6Bを備えており，この開口6Bに移送管
11が接続されている。開口6A,6Bの形状も，丸型，角型
等任意である。上部鍔７及び下部鍔８は，それぞれ，環
状の通路５の上端，下端を閉じるとともに，外筒６より
も更に外側に延びている。これらの鍔7,8としては，周
辺部が中央部よりも低い位置になるように，円錐状或い
は椀状とすることが好ましい。

次に，上記構成の廃水処理装置１の動作を説明する。
廃水供給管10から生物処理槽３内に供給された廃水中
に，散気口9Aから空気を散気することにより，担体粒子
２に懸濁され，液体，固体，気体の三相流動体が形成さ
れる。この三相流動体は，散気口9Aからの空気によるエ
アリフト作用によってドラフト管４内を上向流となって
流動する。担体粒子２はその表面に活性汚泥を有し，気
液と接触を繰り返すことにより，廃水を浄化する。上向
きに流動された担体粒子を含む廃水は，ドラフト管４の
上端を出た後，半径方向外方に広がり，上部鍔７よりも
外側に流れた後，外筒６と生物処理槽３内壁との間を下
向流となって下方に流れる。次いで，外筒と生物処理槽
３内壁との間を流下した固液混合物は，再びエアリフト
作用によりドラフト管４の下端に吸い込まれ，ドラフト
管４内を上昇する。このようにして，槽内に安定した循
環流が生じ，効率の良い廃水処理が行われる。

以上の循環中において，ドラフト管４内の上向流がド
ラフト管外の下向流となる間に，気泡が廃水及び担体粒
子から分離される。また，担体粒子は主として生物処理
槽３の内壁近傍まで広がるため，外筒６の近傍には，担
体粒子をほとんど含まない水の下向流が生じている。こ
の下向流は上部鍔７と下部鍔８とによって外乱から保護
されるため，担体粒子が混入することがほとんどない。
このため，液流出用開口6Aに達した廃水（処理水）は担
体粒子から極めて効率よく分離されている。次に，この
処理水が液流出用開口6Aからドラフト管４と外筒６との
間の環状の通路５に入り，通路５内を上昇する。この通
路５内は，槽内の循環流にほとんど影響されず，沈静化
しているため，処理水がこの環状の通路５を上昇する間
に固液の分離が一層進行する。かくして，充分に担体粒
子，汚泥等の固形分を分離された処理水が，液流出用開
口6Bから移送管11に入り，次工程へ移送される。

次に，本発明の効果を確認するために行った具体的な
実施例を説明する。

実施例 第１図，第２図に示す構造で，且つ次の仕様の廃水処
理装置を準備した。

生物処理槽3: 140φ×250H（mm）（38.5cm²） ドラフト管4: 内径 25mm,外径 32mm 長さ 190mm 外筒６ ： 内径 40mm 上部鍔，下部鍔：外径 70mm この装置内に，担体粒子として粒径0.5〜1mmの無機質
粒状物を生物処理槽有効容積の約10％の割合で加え，次
表に示す水質の有機性廃水を次表の流量で連続的に通
水，又，散気口より空気を供給した。

装置から排出される処理水を観察した結果，処理水中
に含有されるSS及び担体粒子の中に含有される微細な粉
末が通水初期に見られたが,1昼夜連続処理後，担体粒子
の流出は見られなくなった。ほぼ連続的に１ヶ月間運転
し，水質分析を行い，次表の結果を得た。

第１表に示すように，短い平均滞留時間（５時間,7時
間）にもかかわらず，処理水中のBOD,SSとも大幅に改善
されていた。また，処理水のSS中のMLVSS（有機物成
分）を測定した結果，その割合は73％で，流出する担体
及び不活性SS量の合計は約9ppmであり，担体が極めて効
率良く分離されていた。なお，上記実施例は短い平均滞
留時間の場合を示しており，この平均滞留時間を長くと
ると，処理水中のBOD,SSを大幅に減少させることは十分
可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明は，微生物付着用の担体
粒子を使用した三相流動層式の廃水処理装置において，
散気装置による気体供給位置の上に上下端を開口したド
ラフト管を設けることによって，槽内に三相流動体の循
環流を安定して生じさせることができ，効率の良い廃水
処理が可能となる。更に，そのドラフト管の外周に，環
状の通路を形成するように外筒を設け且つその上下に鍔
を設けることによって，外筒の近傍には固形分が分離さ
れた廃水の静かな流れが生じ，更にこの廃水をドラフト
管と外筒との間の環状の通路を上昇させた後，処理水と
して排出する構成とすることによって，環状の通路を通
過する間に一層固形分が分離され，担体粒子や汚泥等の
固形分の含有率の極めて低い処理水を得ることができ
る。このため，本発明の廃水処理装置を使用すると，流
出担体を捕集するための沈澱槽や捕集した担体，汚泥等
を返送する設備が不要であり，経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による廃水処理装置の断面
図，第２図はその上面図である。 １……廃水処理装置,2……担体粒子,3……生物処理槽,4
……ドラフト管,5……環状の通路,6……外筒,6A……液
流入用開口,6B……液流出用開口,7……上部鍔,8……下
部鍔,9……散気装置,9A……散気口,9B……供給気管,10
……廃水供給管,11……移送管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船本 章 石川県金沢市北寺町口７番地54 (56)参考文献 特開 昭63−28495（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理すべき廃水と微生物の付着に供する担
   体粒子とを収容する生物処理槽と，該生物処理槽内に，
   上端が液中に没する形でほぼ垂直に設置され，上下端を
   開放したドラフト管と，このドラフト管の外周を包囲し
   てドラフト管との間に環状の通路を形成する外筒であっ
   て，下部近傍に液流入用開口を，中央部より上方に液流
   出用開口を有する外筒と，前記ドラフト管及び外筒の上
   端及び下端にそれぞれ取付けられ，前記外筒よりも外側
   に広がる上部鍔及び下部鍔と，ドラフト管の下方に気体
   を供給する散気装置と，前記外筒の液流出用開口に接続
   され，処理済液を流出させる移送管とを有する廃水処理
   装置。