JP2629257B2 - 微生物の剥離方法 - Google Patents

微生物の剥離方法

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JP2629257B2 JP8863388A JP8863388A JP2629257B2 JP 2629257 B2 JP2629257 B2 JP 2629257B2 JP 8863388 A JP8863388 A JP 8863388A JP 8863388 A JP8863388 A JP 8863388A JP 2629257 B2 JP2629257 B2 JP 2629257B2
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は微生物の剥離方法に係り、特に有機性排ガス
を微生物分解処理する反応槽で生成する余剰汚泥を効率
的に洗浄除去することができる。微生物の剥離方法に関
する。
[従来の技術] 有機性の排ガスを微生物充填塔を用いて生物処理する
場合において、該塔内には負荷に見合った量の余剰汚泥
が生成する。この余剰汚泥を放置しておくと、担体の目
詰り、比表面積の低下による反応速度が減少及び腐敗に
よる悪臭の発生といった問題が生じる。
このため、生成した余剰汚泥を充填塔内から適宜引き
抜くことが、該塔の処理効率を維持する上で必須要件と
なる。
従来、充填塔内の余剰汚泥の除去方法としては、塔内
に水を充満し、空気逆洗する方法が行われている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来法では、次のような問題点が
ある。
本来、充填塔にはガスを流すだけであるのに対し、
洗浄のために水を張ることから、塔の強度を増して充填
塔を設計する必要がある。
逆洗中はガスの送風をストップしなければならな
い。
大量の水が必要となる。
本発明は上記〜の従来の問題点を解決し、余剰汚
泥を効率的に洗浄除去することができる方法を提供する
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の微生物の剥離方法は、微生物が付着した充填
材が固定床を形成している反応槽に、有機性の排水又は
排ガスを通して該排水又は排ガス中の有機物を微生物分
解する方法において、該充填材上に増殖した微生物を剥
離するにあたり、反応槽内の水保持量が増加するような
気流流量比で、反応槽下部から気体を導入するとともに
反応槽上部から散水を行い、フラッディングにより充填
材上の微生物の一部を剥離し、反応槽外に排出すること
を特徴とする。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の実施に好適な反応塔を示す概略的な
断面図である。
第1図に示す反応塔1は排ガスの処理塔であって、塔
内には微生物が付着した充填材により固定床2が形成さ
れている。塔1の下部には排ガスの導入塔3が設けられ
ており、また、塔1の上部は処理ガスが抜けるように開
放されている。塔1の底部には洗浄排水の排出管4が接
続されており、この排出管4は洗浄水タンク5に連結さ
れている。洗浄水タンク5は腐敗防止のための曝気用配
管6を備え、下部には、剥離した微生物(余剰汚泥)の
沈降部7が形成され、余剰汚泥の排出口8が設けられて
いる。洗浄水タンク5の洗浄水は抜出管9よりポンプP
で抜き出されて散水管10で反応塔1の上部より散水され
るように構成されている。11は、あふれた液を受ける溝
である。
このような反応塔1において、排ガスは導入管3より
塔1内に導入され、固定床2の微生物により排ガス中の
有機物を微生物分解され、処理ガスは、塔上部から排出
される。
排ガスの処理により固定床2の充填材上に微生物が増
殖し、これを剥離する必要が生じた場合には、排ガスの
導入を停止することなく継続したままで、反応塔1の上
部より、散水管10から洗浄タンク5内の洗浄水を所定の
降水量で散水する。これにより、塔1内にフラッディン
グが生じ、充填材上の汚泥の一部が剥離する。フラッデ
ィングが止むと、剥離した汚泥が分散した洗浄水は、自
動的に排出管4より排出され、洗浄水タンクに戻る。
洗浄水タンク内に沈降した汚泥は必要に応じ、排出口
から抜き出す。
この場合、洗浄水の散水は、負荷に合せて、1〜0.5
回/日程度の割合で間欠的に行うことができる。そし
て、洗浄水は汚泥を沈降、除去した後、再利用すること
ができる。
なお、洗浄水は倍地とし、栄養塩の補給のために、そ
の少量を連続的に散水しておくこともできる。
このような方法により、排ガスの処理を中止すること
なく、少ない水量で汚泥の剥離を行うことができる。
なお、第1図においては、排ガスを処理する反応塔に
ついて説明したが、本発明においては、散水管より排水
を散水して処理する反応塔においても、散水を洗浄水に
切り換え、あるいはそのままの状態で、反応塔下部より
ガスを送風してフラッディングを起すことにより、容易
に実施することができる。
[作用] 第1図に示すような微生物(汚泥)が付着した充填材
が固定床を形成している反応槽(以下「充填塔」と称す
ることがある。)において、塔上部から液を降下させ、
下部からガスを送風するいわゆる向流接触を行う場合、
ガス量を一定にさせた状態で液量を増加していくと、次
第に塔内に保持される液量の割合が大きくなり、最後に
は、液は塔内に保持され得る臨界値を超し、ガスと共に
泡状となって塔外に放出される。この現象をフラッディ
ングと呼ぶ。フラッディング現象がおこると、満水状態
の固定床の空気による洗浄と同等の作用により、汚泥の
剥離が起こる。フラッディングにおけるガス量、液量及
び充填塔中の充填材との関係を表すものとして、下記の
Sawistowskiの式が知られている。
ここで G:ガス速度(Kg/m2・h) L:液速度(Kg/m2・h) at:充填材比表面積(m2/m3) ε:空隙率 ρG:ガス密度(Kg/m3) ρL:液密度(Kg/m3) μL:液粘度(Kg/m・h) μW:水粘度(Kg/m・h) gC:重力換算定数 (9.807Kg・m/sec2・Kg) また、充填塔中で水が保持される量(ホールドアッ
プ)を表すものとして、下記のShulmanの式が有名であ
る。
htw(%)=α(L/4.88)β×DP -2, β=γDP θ ここで、α,γ,θは充填物由来の定数、DPは充填物
と表面積の等しい球の径(cm)である。
ところで、充填塔内の余剰汚泥を剥離する際に注意し
なければならないことは、好適な反応速度を維持させる
ために適当な汚泥量は残さなければならないことであ
る。
本発明者は、充填塔内汚泥濃度と充填材層(固定床)
の空隙率εとの関係について調べた結果、汚泥濃度と空
隙率εとは第2図に示すような関係にあることを見出し
た(第1図中、No.1は充填材として7mmφ×6mmのプラス
チック製短管(以下、「7φ×6プラスチック短管」と
いう。)を用いた場合、No.2は3/8(8分の3インチ)
のセラミック製くら型充填材(以下「3/8セラミックく
ら型」という。)を用いた場合である。)。
第2図からも明らかなように、汚泥が増殖すると、充
填材層(固定床)の目詰りが生じるため、空隙率εは低
下する。空隙εが低下すると、フラッディング現象を起
こさせるのに要する液の降下量(Kg/m2・hr)は、小さ
くてすむ。即ち、前記Sawistowskiの式から明らかなよ
うに、ある充填材でフラッディングする液量Lは空隙率
εの関数になり、εが小さければ、Lも小さくなる。
このようなことから、ある液量で塔内の汚泥濃度があ
る値を超えた時、空隙率が低下してフラッディングに要
する液量も低下するため、フラッディングが起きること
がわかる。
フラッディングが起きると、液(水)は塔内で激しく
泡立ち、充填材に付着したある量の汚泥を洗浄し、充填
材から汚泥が剥離する。汚泥の剥離が起こると、空隙率
εが上がり、フラッディングを起こすに要する液量は、
大きい値となるため、フラッディングは止み、塔内保持
されていた液は剥離した汚泥とともに速やかに排出され
る。
例えば、7φ×6プラスチック短管を用い、ガス量2
×103Kg/m2・hで処理した場合、フラッディングの起こ
る領域は、第3図の斜線で示す領域となる。ここで、液
の降下量と汚泥濃度とがA点に相当すると、フラッディ
ングが生じる。フラッディングにより、汚泥が剥離さ
れ、汚泥濃度がB点にまで低下すると、同じ液降下量に
おいて、フラッディングは止む。
このことは逆に、塔上部から散水する液の降下量に応
じて、任意の汚泥量を塔内に保持することが可能である
ことを示している。
本発明者はまた、汚泥が充填材に付着すると液保持量
(ホールドアップ量)がShulmanの式から与えられた値
より、3〜10倍高まることを見出した。このことはSawi
stowskiの式より与えられる液量より少ない値でフラッ
ディングが起こせることを示している。
排ガスの処理系におけるフラッディングを起こすガス
−水比、及び、保持される汚泥濃度と水降下量との関係
は、例えば、第4図及び第5図に示される。なお、第4
図において、汚泥濃度は10Kg−蛋白/m3であり、第5図
において、ガス風量は2×103Kg/m2・hである。また、
第4図及び第5図において、No.1は7φ×6プラスチッ
ク短管、No.2は3/8セラミックくら型の場合である。
このようなことから、微生物が付着した充填材が固定
床を形成している反応槽に、有機性の排水又は排ガスを
通してこれを処理する系において、反応槽内の水保持量
が増加するような気液流量比で、反応槽下部から気体を
導入するとともに反応槽上部から散水を行うことによ
り、フラッディングにより充填材上の汚泥を所定量剥離
し、反応槽外に排出することができる。
従って、本発明の方法によれば、排ガスの処理系にお
いて、充填塔下部から導入される排ガスを利用して汚泥
の剥離を行うことができるので、排ガスの処理を停止す
ることなく、同時に実施することができる。しかして、
汚泥剥離を同時に行う場合においては、洗浄液を曝気す
ることとなるので排ガス中の処理成分は液中にも溶解す
ることとなることから、処理効率は低下することはな
い。
本発明の方法によれば、排水の処理系においても、排
水の処理を行いつつ、充填塔下部から空気を導入して汚
泥の剥離を効率的に行うことが可能である。
また、汚泥の剥離に要する水量は従来の逆洗法に比
し、非常に少ない量で足り、また汚泥濃度のコントロー
ルも容易である。しかも、洗浄水は自動的に下に抜ける
ため、操作も極めて容易である。
[実施例] 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明す
る。
実施例1(排ガス処理塔) 第1図に示すような反応塔において本発明を実施し
た。反応塔の内径は16cm,充填材としては7φ×6プラ
スチック短管を用い、充填高さは1mとした。また、排ガ
ス(アセトン含有排ガス)の風量は2×103Kg/m2・hと
した。
このときの散水降下量と汚泥濃度との関係を第5図N
o.1に示す。
第5図より明らかなように、散水により適宜フラッデ
ィングが生じ、水の降下量を104Kg/m2・hにしたとこ
ろ、汚泥濃度は10Kg−蛋白/m3に維持できた。また、水
の降下量を103Kg/m2・hにしたところ、汚泥濃度は15Kg
−蛋白/m3に維持された。
実施例2(排ガス処理塔) 充填材として3/8セラミックくら型を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして散水降下量と汚泥濃度との関
係を調べ、結果を第5図No.2に示した。
第5図より明らかなように、水の降下量を103Kg/m2
hにしたところ、汚泥濃度は10Kg−蛋白/m3に維持され
た。また、水の降下量を104Kg/m2・hにしたところ、汚
泥濃度は5Kg−蛋白/m3に維持された。
実施例3(散水濾床) 3/8セラミックくら型充填材を用いて実施例2と同様
に活性汚泥を担持した固定床を形成した排水処理充填塔
について、本発明方法を適用した。即ち、まず、この充
填塔に、BOD150mg/の下水を負荷3Kg/m3・dayで固定床
上部から散水して処理したところ、20日後に固定床の汚
泥濃度は10Kg−蛋白/m3となった。
そこで、固定床下部から風量2×103Kg/m2・hで空気
を上向流で通気しながら、固定床上部から水量104Kg/m2
・hで散水したところ、2〜3分後に、固定床上面に水
が上昇し、その直後に固定床下部から剥離した汚泥が分
散した液が排出された。
散水を停止して、充填材の一部を取り出し、汚泥量を
調べたところ、固定床の汚泥濃度は5Kg−蛋白/m3となっ
ていた。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の微生物の剥離方法によれ
ば、 従来の水を張って逆洗する方法に比し、少量の洗浄
水量(約30%)で実施することができる。
より、例えば排ガスの処理塔において、塔の強度
を過度に高める必要がなくなる。
排ガス又は排水の処理塔において、排ガスの送風又
は排水の散水を停止することなく、実施することがで
き、この場合においても処理効率は殆ど悪化しない。
充填材に付着する微生物の膜厚を任意に容易にコン
トロールすることができる。
洗浄水は自動的に塔下部から抜けるため、処理操作
が容易である。
塔の効果が奏され、微生物の剥離処理を極めて効率的
に行うことが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に好適な反応塔を示す概略的な断
面図、第2図は汚泥濃度と空隙率との関係を示すグラ
フ、第3図はフラッディング領域を示すグラフ、第4図
はフラッディングを起こすガス−液比を示すグラフ、第
5図は水の降下量と汚泥濃度との関係を示すグラフであ
る。 1……反応塔、2……固定床、 3……導入管、5……洗浄水タンク、 10……散水管。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微生物が付着した充填材が固定床を形成し
    ている反応槽に、有機性の排水又は排ガスを通して該排
    水又は排ガス中の有機物を微生物分解する方法におい
    て、該充填材上に増殖した微生物を剥離するにあたり、
    反応槽内の水保持量が増加するような気液流量比で、反
    応槽下部から気体を導入するとともに反応槽上部から散
    水を行い、フラッディングにより充填材上の微生物の一
    部を剥離し、反応槽外に排出することを特徴とする微生
    物の剥離方法。
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