JP2666280B2 - 排水処理方法 - Google Patents
排水処理方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は都市下水，産業廃水等の排水を生物学的に処
理する方法に係り，有機高分子物質または無機物質の粒
子（以下、担体と言う）に、排水中の有機物を生物学的
に浄化処理する微生物を固定させたもの（以下微生物担
体と略称する）を使用する排水処理方法に関する。 〔従来の技術〕 微生物担体を使用する排水処理方法は反応槽内に多量
の微生物を保持することができ，反応槽単位容積当りの
処理能力を極めて大きくできる方法として注目されてお
り，種々の研究がなされている。 従来の微生物担体を使用する排水処理方法に適用され
ている装置としては第３図及び第４図に示したものがあ
るが，これらの装置はいずれも反応槽の底部から吹き込
んだ空気のエアリフト作用により循環流を形成させて反
応槽内を撹拌し，微生物担体を反応槽全体に懸濁させる
方法によるものである。 第３図は実公昭60−17271号公報に記載されている排
水処理装置の縦断面図である。第３図において，反応槽
１は内部に筒状の隔壁２を設けて２分割されており，隔
壁２の内側が循環部11,隔壁２と反応槽１の内壁との間
が分離部となっている。循環部11の中心部にはエアリフ
ト管12が配設され，その下部に空気供給管６が接続され
ている。 このように構成された装置において，空気供給管６か
ら空気か散気されると，エアリフト作用による上昇流が
起こり，液はエアリフト管12の内側を上昇し，次いでそ
の外側を下降する循環流を形成する。微生物担体７はこ
の循環流に乗って懸濁され，液と共に循環部11内を循環
する。そして，排水流入管13から流入した排水は循環流
中に混合されて処理される。循環流の一部は分離部14に
入り，ここで微生物担体７を沈降分割して処理水である
上澄水は流出される。 第４図は微生物担体を使用する他の従来の排水処理装
置を示す縦断面図である。この装置も，反応槽１は循環
部３と分離部４よりなっている。循環部３には，その中
央に左右が連通するように上下をあけて配置した仕切板
10を設け，排水流入側の底部には散気用ディフューザー
５を備えている。他方，分離部４は処理水出口部に設け
た張り出し壁15と反応槽１の槽壁とによって形成されて
いる。この装置の作用は第３図の装置と同様であり，デ
ィフューザー５から散気された空気によって，循環部３
内に排水流入側を上昇し処理水流出側を下降する循環流
を形成させ，微生物担体７を懸濁させて排水処理を行う
ものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の微生物担体を使用する排水処理方法は，いずれ
も吹き込んだ空気のエアリフト作用により反応槽内に循
環流を形成させ，微生物担体を懸濁させるものであっ
た。このように，排水に循環流を形成させる方法がエア
リフト作用を伴うものに限定されていた理由としては，
使用されていた微生物担体の比重が大きく，これを懸濁
させるためのエネルギー消費が大きいため，強い循環流
を形成させる必要があった。 この懸濁のエネルギーを減少させるための方法とし
て，特開昭61−209091号公報には担体の比重を小さくし
て1.13〜1.3の範囲とする提案がなされているが，この
方法も循環流を形成する方法を前提としたものである。
このため，反応槽の特定域だけに空気を散気して循環流
を形成させる手段が常用されていた。 しかし，生物学的排水処理において，空気散気の主目
的は微生物に酸素を供給することであり，この点につい
て，従来の方法は散気した空気中の酸素の溶解効率が低
く，多量の空気を散気しなければならないと言う大きな
問題があった。その原因としては次のことが考えられ
る。 酸素の溶解効率を高めるには，気泡の接触時間を長く
すること及び散気する空気の気泡を小さくすることが要
件となるが，従来の方法においてはこれらの要件はいず
れも満足されていない。 まず，空気の気泡は液の循環流と共に上昇するので，
気泡の上昇速度は液の静止状態における気泡の上昇速度
と液の循還流の上昇速度の和になる。このため気泡と液
の接触時間を非常に短くなる。また，気泡は液面まで上
昇して大気放散されてしまい，液の下降流には同伴しな
いので，反応槽内の気液接触或の容積が小さい。この限
られた気液接触域に多量の空気を供給すると，気泡は上
昇と共に集合して大きくなり，表面積を減少させて，酸
素の溶解効率を更に低下させる。 本発明はこのような問題点を解決するためになされた
ものであり，酸素の溶解効率を極めて高く，従って空気
の散気量を飛躍的に減少できる排水処理方法を提供する
ことを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明においては、循環流が形成されないように底部
の全面にディフューザーが等間隔に配置され担体の比重
が1.02〜1.1の微生物担体が存在している懸濁部と、下
部が開口された隔壁によって区画された分離部よりなる
反応槽を使用し、この反応槽の懸濁部へ排水を導入し、
デイフューザーから空気を散気して反応槽内を緩やかな
撹拌状態に保ちながら微生物担体を懸濁させて排水を浄
化し、次いで、浄化された排水を分離部へ流入させて微
生物担体および汚泥を沈降させ、分離された処理水を排
出させる。 〔作 用〕 担体の比重を1.02〜1.1と小さくすることにより，微
生物担体を流動化させるためのエネルギーが小さくな
り，反応槽内に循環流を形成させる手段を用いなくて
も，微生物担体を容易に懸濁させることができる。 また、懸濁部の底部の全面に等間隔に配置されたディ
フューザーから空気を散気するので、反応槽内には明確
な循還流が形成されず，緩やかな撹拌状態になる。この
ため，気泡の上昇速度が小さくなり，気液接触時間が長
くなって酸素溶解効率が向上する。そして，散気された
空気の気泡は反応槽の懸濁部全体に分布するので，その
懸濁部全体を酸素の溶解手段に活用できると共に気泡の
集合を防止することもできる。 なお，担体の比重は，微生物担体を懸濁させるエネル
ギー消費を少なくするためには，できるだけ小さくする
ことが要求される。しかし微生物担体は浄化処理操作後
沈降分離する必要があるので，分離部の負担を大きくし
ないために担体の比重は1.02以上にするのが望ましい。 また，担体の比重1.1を超えると，流動化のための空
気が多大となり得策ではない。 そして、浄化された排水を排出するに際し、汚泥を分
離する処理を同一の反応槽内に設けられている分離部で
行うと、分離された汚泥が沈降して再び浄化処理を行う
懸濁部へ戻されるので、懸濁部内には、担体に付着して
いる微生物の他に、汚泥として浮遊している微生物が多
量に存在するようになる。このため、懸濁部内（反応槽
内）の微生物保持量が多くなり、処理能力が向上する。 〔実施例〕 第１図は本発明の排水処理方法を実施するための装置
の一実施例を示す断面図である。 第１図において、反応槽１は内部に隔壁２を設けて懸
濁部３と分離部４に区分されており，隔壁２の下部は開
口されて，懸濁部３と分離部４は連通している。また、
懸濁部３の底部にはその全面に多数のディフューザー５
が等間隔に配置されている。ディフューザー５は空気の
散気孔である多数の細孔を設けた円筒で，その両端は閉
止され，それぞれのディフューザー５は空気供給管６に
接続している。 この装置において，排水が満たされ，微生物担体７が
充填されている懸濁部３に，ディフューザー５から空気
を散気すると，気泡８は懸濁部全体に分布して液の撹拌
作用をし，微生物担体７を浮上懸濁させる。この状態の
懸濁部３内に排水を導入して浄化処理をする。散気する
空気量は，充填されている微生物担体７の比重が小さい
ので，通常の活性汚泥法の場合の散気量の略同量で足り
る。そして，懸濁液の一部は分離部４に入り、ここで微
生物担体７を沈降させて懸濁部３に戻し，上澄水となっ
た処理水は流出させる。 次に，本発明と従来法との酸素溶解効果を比較をした
実験例により，本発明の効果を具体的に説明する。第２
図（ａ）及び（ｂ）はこの実験に使用した装置の断面を
示す参考図であり，第２図（ａ）は本発明の方法に使用
した装置，第２図（ｂ）は従来法の装置である。また，
槽９の寸法はそれぞれ縦1m,横2m,高さ5mである。 第２図（ａ）の装置は槽９の底部に円筒状のディフュ
ーザー５を３本等間隔に配置し，第２図（ｂ）の装置は
中央に仕切板10を設けて槽９内を区分し，区分された槽
の片側の底部に円筒状のディフューザー５を３本等間隔
に配置し，それぞれ構成されている。この双方の装置に
槽９の底から2mの高さまで，比重1.04,粒径2mmの高分子
物質粒子を充填し，工業用水を4.5mまで張り込み，双方
の装置に同量の空気を散気して，酸素溶解効率を求め
た。 実験は，事前に槽９内に亜硫酸水素ナトリウムを添加
して槽９内の水の溶存酸素が略なくなるように調整し，
次いで，空気を散気しながら，溶存酸素濃度を連続的に
測定した。この測定値により，総括酸素移動係数（KL
a）を求めて，溶存酸素濃度を0mg/とした場合の酸素
移動速度を算出し，散気した空気中の酸素の液側への移
動（溶解）割合を求めた。 この結果は第１表に示す。第１表で明らかな如く，本
発明による酸素溶解効率は従来法に対し約1.7倍であ
り，この溶解効率の上向により，散気する空気の必要量
は従来法による場合の約60％まで減少させることができ
る。 標準活性汚泥法による都市下水処理場での総消費電力
を対する送気用ブロワーの電力消費割合は39％も占めて
おり，大きな省エネルギー効果となる。 〔発明の効果〕 以上の説明の如く、本発明によれば、反応槽懸濁部の
底部に等間隔に配置されたディフューザーから空気を散
気し、反応槽内が緩やかな撹拌状態に保たれるようにし
て、微生物担体を懸濁させながら排水を浄化するので、
酸素の溶解効率を極めて高く、従って、空気の散気量を
飛躍的に減少させることができる。 この結果，排水処理装置において，総消費電力に対す
る電力消費の割合が非常に大きい送気用ブロワーの消費
電力を従来法に対し約40％を節減できるといった優れた
効果がある。 その上、浄化された排水を排出するに際し、汚泥を分
離する処理を同一の反応槽内に設けられている分離部で
行うので、沈降分離された汚泥が再び懸濁部へ戻され
る。このため、懸濁部内（反応槽内）の微生物保持量を
増加させることができ、処理能力を向上させることがで
きる。
理する方法に係り，有機高分子物質または無機物質の粒
子（以下、担体と言う）に、排水中の有機物を生物学的
に浄化処理する微生物を固定させたもの（以下微生物担
体と略称する）を使用する排水処理方法に関する。 〔従来の技術〕 微生物担体を使用する排水処理方法は反応槽内に多量
の微生物を保持することができ，反応槽単位容積当りの
処理能力を極めて大きくできる方法として注目されてお
り，種々の研究がなされている。 従来の微生物担体を使用する排水処理方法に適用され
ている装置としては第３図及び第４図に示したものがあ
るが，これらの装置はいずれも反応槽の底部から吹き込
んだ空気のエアリフト作用により循環流を形成させて反
応槽内を撹拌し，微生物担体を反応槽全体に懸濁させる
方法によるものである。 第３図は実公昭60−17271号公報に記載されている排
水処理装置の縦断面図である。第３図において，反応槽
１は内部に筒状の隔壁２を設けて２分割されており，隔
壁２の内側が循環部11,隔壁２と反応槽１の内壁との間
が分離部となっている。循環部11の中心部にはエアリフ
ト管12が配設され，その下部に空気供給管６が接続され
ている。 このように構成された装置において，空気供給管６か
ら空気か散気されると，エアリフト作用による上昇流が
起こり，液はエアリフト管12の内側を上昇し，次いでそ
の外側を下降する循環流を形成する。微生物担体７はこ
の循環流に乗って懸濁され，液と共に循環部11内を循環
する。そして，排水流入管13から流入した排水は循環流
中に混合されて処理される。循環流の一部は分離部14に
入り，ここで微生物担体７を沈降分割して処理水である
上澄水は流出される。 第４図は微生物担体を使用する他の従来の排水処理装
置を示す縦断面図である。この装置も，反応槽１は循環
部３と分離部４よりなっている。循環部３には，その中
央に左右が連通するように上下をあけて配置した仕切板
10を設け，排水流入側の底部には散気用ディフューザー
５を備えている。他方，分離部４は処理水出口部に設け
た張り出し壁15と反応槽１の槽壁とによって形成されて
いる。この装置の作用は第３図の装置と同様であり，デ
ィフューザー５から散気された空気によって，循環部３
内に排水流入側を上昇し処理水流出側を下降する循環流
を形成させ，微生物担体７を懸濁させて排水処理を行う
ものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の微生物担体を使用する排水処理方法は，いずれ
も吹き込んだ空気のエアリフト作用により反応槽内に循
環流を形成させ，微生物担体を懸濁させるものであっ
た。このように，排水に循環流を形成させる方法がエア
リフト作用を伴うものに限定されていた理由としては，
使用されていた微生物担体の比重が大きく，これを懸濁
させるためのエネルギー消費が大きいため，強い循環流
を形成させる必要があった。 この懸濁のエネルギーを減少させるための方法とし
て，特開昭61−209091号公報には担体の比重を小さくし
て1.13〜1.3の範囲とする提案がなされているが，この
方法も循環流を形成する方法を前提としたものである。
このため，反応槽の特定域だけに空気を散気して循環流
を形成させる手段が常用されていた。 しかし，生物学的排水処理において，空気散気の主目
的は微生物に酸素を供給することであり，この点につい
て，従来の方法は散気した空気中の酸素の溶解効率が低
く，多量の空気を散気しなければならないと言う大きな
問題があった。その原因としては次のことが考えられ
る。 酸素の溶解効率を高めるには，気泡の接触時間を長く
すること及び散気する空気の気泡を小さくすることが要
件となるが，従来の方法においてはこれらの要件はいず
れも満足されていない。 まず，空気の気泡は液の循環流と共に上昇するので，
気泡の上昇速度は液の静止状態における気泡の上昇速度
と液の循還流の上昇速度の和になる。このため気泡と液
の接触時間を非常に短くなる。また，気泡は液面まで上
昇して大気放散されてしまい，液の下降流には同伴しな
いので，反応槽内の気液接触或の容積が小さい。この限
られた気液接触域に多量の空気を供給すると，気泡は上
昇と共に集合して大きくなり，表面積を減少させて，酸
素の溶解効率を更に低下させる。 本発明はこのような問題点を解決するためになされた
ものであり，酸素の溶解効率を極めて高く，従って空気
の散気量を飛躍的に減少できる排水処理方法を提供する
ことを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明においては、循環流が形成されないように底部
の全面にディフューザーが等間隔に配置され担体の比重
が1.02〜1.1の微生物担体が存在している懸濁部と、下
部が開口された隔壁によって区画された分離部よりなる
反応槽を使用し、この反応槽の懸濁部へ排水を導入し、
デイフューザーから空気を散気して反応槽内を緩やかな
撹拌状態に保ちながら微生物担体を懸濁させて排水を浄
化し、次いで、浄化された排水を分離部へ流入させて微
生物担体および汚泥を沈降させ、分離された処理水を排
出させる。 〔作 用〕 担体の比重を1.02〜1.1と小さくすることにより，微
生物担体を流動化させるためのエネルギーが小さくな
り，反応槽内に循環流を形成させる手段を用いなくて
も，微生物担体を容易に懸濁させることができる。 また、懸濁部の底部の全面に等間隔に配置されたディ
フューザーから空気を散気するので、反応槽内には明確
な循還流が形成されず，緩やかな撹拌状態になる。この
ため，気泡の上昇速度が小さくなり，気液接触時間が長
くなって酸素溶解効率が向上する。そして，散気された
空気の気泡は反応槽の懸濁部全体に分布するので，その
懸濁部全体を酸素の溶解手段に活用できると共に気泡の
集合を防止することもできる。 なお，担体の比重は，微生物担体を懸濁させるエネル
ギー消費を少なくするためには，できるだけ小さくする
ことが要求される。しかし微生物担体は浄化処理操作後
沈降分離する必要があるので，分離部の負担を大きくし
ないために担体の比重は1.02以上にするのが望ましい。 また，担体の比重1.1を超えると，流動化のための空
気が多大となり得策ではない。 そして、浄化された排水を排出するに際し、汚泥を分
離する処理を同一の反応槽内に設けられている分離部で
行うと、分離された汚泥が沈降して再び浄化処理を行う
懸濁部へ戻されるので、懸濁部内には、担体に付着して
いる微生物の他に、汚泥として浮遊している微生物が多
量に存在するようになる。このため、懸濁部内（反応槽
内）の微生物保持量が多くなり、処理能力が向上する。 〔実施例〕 第１図は本発明の排水処理方法を実施するための装置
の一実施例を示す断面図である。 第１図において、反応槽１は内部に隔壁２を設けて懸
濁部３と分離部４に区分されており，隔壁２の下部は開
口されて，懸濁部３と分離部４は連通している。また、
懸濁部３の底部にはその全面に多数のディフューザー５
が等間隔に配置されている。ディフューザー５は空気の
散気孔である多数の細孔を設けた円筒で，その両端は閉
止され，それぞれのディフューザー５は空気供給管６に
接続している。 この装置において，排水が満たされ，微生物担体７が
充填されている懸濁部３に，ディフューザー５から空気
を散気すると，気泡８は懸濁部全体に分布して液の撹拌
作用をし，微生物担体７を浮上懸濁させる。この状態の
懸濁部３内に排水を導入して浄化処理をする。散気する
空気量は，充填されている微生物担体７の比重が小さい
ので，通常の活性汚泥法の場合の散気量の略同量で足り
る。そして，懸濁液の一部は分離部４に入り、ここで微
生物担体７を沈降させて懸濁部３に戻し，上澄水となっ
た処理水は流出させる。 次に，本発明と従来法との酸素溶解効果を比較をした
実験例により，本発明の効果を具体的に説明する。第２
図（ａ）及び（ｂ）はこの実験に使用した装置の断面を
示す参考図であり，第２図（ａ）は本発明の方法に使用
した装置，第２図（ｂ）は従来法の装置である。また，
槽９の寸法はそれぞれ縦1m,横2m,高さ5mである。 第２図（ａ）の装置は槽９の底部に円筒状のディフュ
ーザー５を３本等間隔に配置し，第２図（ｂ）の装置は
中央に仕切板10を設けて槽９内を区分し，区分された槽
の片側の底部に円筒状のディフューザー５を３本等間隔
に配置し，それぞれ構成されている。この双方の装置に
槽９の底から2mの高さまで，比重1.04,粒径2mmの高分子
物質粒子を充填し，工業用水を4.5mまで張り込み，双方
の装置に同量の空気を散気して，酸素溶解効率を求め
た。 実験は，事前に槽９内に亜硫酸水素ナトリウムを添加
して槽９内の水の溶存酸素が略なくなるように調整し，
次いで，空気を散気しながら，溶存酸素濃度を連続的に
測定した。この測定値により，総括酸素移動係数（KL
a）を求めて，溶存酸素濃度を0mg/とした場合の酸素
移動速度を算出し，散気した空気中の酸素の液側への移
動（溶解）割合を求めた。 この結果は第１表に示す。第１表で明らかな如く，本
発明による酸素溶解効率は従来法に対し約1.7倍であ
り，この溶解効率の上向により，散気する空気の必要量
は従来法による場合の約60％まで減少させることができ
る。 標準活性汚泥法による都市下水処理場での総消費電力
を対する送気用ブロワーの電力消費割合は39％も占めて
おり，大きな省エネルギー効果となる。 〔発明の効果〕 以上の説明の如く、本発明によれば、反応槽懸濁部の
底部に等間隔に配置されたディフューザーから空気を散
気し、反応槽内が緩やかな撹拌状態に保たれるようにし
て、微生物担体を懸濁させながら排水を浄化するので、
酸素の溶解効率を極めて高く、従って、空気の散気量を
飛躍的に減少させることができる。 この結果，排水処理装置において，総消費電力に対す
る電力消費の割合が非常に大きい送気用ブロワーの消費
電力を従来法に対し約40％を節減できるといった優れた
効果がある。 その上、浄化された排水を排出するに際し、汚泥を分
離する処理を同一の反応槽内に設けられている分離部で
行うので、沈降分離された汚泥が再び懸濁部へ戻され
る。このため、懸濁部内（反応槽内）の微生物保持量を
増加させることができ、処理能力を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を実施するための装置と一実施例を示す
断面図。第２図は酸素溶解効率について本発明と従来法
との比較実験をした装置を示す参考図。第３図及び第４
図とそれぞれ従来の排水処理方法の実施に使用される装
置を示す断面図である。 １……反応槽,3……懸濁部， ５……ディフューザー,7……微生物担体， ８……気泡
断面図。第２図は酸素溶解効率について本発明と従来法
との比較実験をした装置を示す参考図。第３図及び第４
図とそれぞれ従来の排水処理方法の実施に使用される装
置を示す断面図である。 １……反応槽,3……懸濁部， ５……ディフューザー,7……微生物担体， ８……気泡
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭53−18252（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−44318（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．排水を生物学的に浄化処理する微生物を固定させた
ものを反応槽内に存在させ、前記反応槽に空気を散気し
て排水を処理する方法において、循環流が形成されない
ように底部の全面にディフューザーが等間隔に配置され
担体の比重が1.02〜1.1の微生物担体が存在している懸
濁部と、下部が開口された隔壁によって区画された分離
部よりなる反応槽を使用し、この反応槽の懸濁部へ排水
を導入し、ディフューザーから空気を散気して反応槽内
を緩やかな撹拌状態に保ちながら微生物担体を懸濁させ
て排水を浄化し、次いで、浄化された排水を分離部へ流
入させて微生物担体および汚泥を沈降させ、分離された
処理水を排出させることを特徴とする排水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111711A JP2666280B2 (ja) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | 排水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111711A JP2666280B2 (ja) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | 排水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278595A JPS63278595A (ja) | 1988-11-16 |
| JP2666280B2 true JP2666280B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=14568223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62111711A Expired - Fee Related JP2666280B2 (ja) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | 排水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2666280B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5318252A (en) * | 1976-07-31 | 1978-02-20 | Ebara Infilco Co Ltd | Process for treating organic sewage water |
| JPS5544318A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-28 | Achilles Corp | Waste liquid treating apparatus |
-
1987
- 1987-05-09 JP JP62111711A patent/JP2666280B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63278595A (ja) | 1988-11-16 |
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