JP2686464B2

JP2686464B2 - 廃水処理装置

Info

Publication number: JP2686464B2
Application number: JP63008402A
Authority: JP
Inventors: 弘見池知
Original assignee: 三紀興業株式会社
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH01184097A

Description

【発明の詳細な説明】「発明の目的」本発明は廃水処理装置に係り、各種廃水を比較的コン
パクトな設備により処理すべき廃水発生量の変動に対し
適切に即応し、また合理的且つ効率的に浄化することの
できる装置を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野）各種企業からの廃水と共に生活雑廃水をも浄化処理す
るための技術。

（従来の技術）今日における各種生産技術の発展普及は食品類、畜
産、廃棄物処理、化学処理、染色その他の製産ないし加
工工程において廃水の発生が不可避であり、斯うした企
業においてはその廃水によって河川、湖沼あるいは海洋
が汚染されることからこのような廃水を浄化処理するこ
とについては種々な研究、開発が重ねられて来た。即ち
河川などにおける水質汚染は企業からの廃水が主因とさ
れ、上記のような各産業において排出される廃水が最も
大量となることから斯うした廃水を生ずる企業はすべて
悪人のように考えられ、従ってこのような廃水を浄化処
理するための技術は種々に検討が重ねられて来た。

即ちこのような浄化処理法として微生物を利用するこ
とが最も自然的且つ低コストであって、その処理方式と
しては浮遊懸濁方式と固定生物膜方式に大別され、前者
には活性汚泥法、曝気式ラグーン法があり、後者には接
触曝気法がある。

（発明が解決しようとする課題）上記のような従来の排水処理設備においては何れにし
ても設備が巨大で、設備面積も大であり、負荷変動に対
する対応性に乏しいし、処理水質や汚泥性状の変動に影
響され易いなどの不利がある。特に設備が巨大で設置面
積が大となることはそれなりの大企業においては利用し
得ても今日における河川などの汚濁は小企業や生活雑廃
水などに原因するところが大であって、そうした小企業
などにおいてはそのような設備を採用し得ない。就中、
近時における地価の高騰は少くとも数百m²を必要とする
ようなこの種設備の採用を事実上不可能としている。

又処理効率が必ずしも充分でない。即ちこのような廃
水処理設備に関してその能力を求める指標としてBOD容
積負荷があり、BOD負荷量（kg−BOD/日）を容積単位と
したもの（kg−BOD/m³・日）としたものであるが、従来
の標準活性汚泥法や接触酸化法ではこのBOD負荷量が0.3
5〜0.8kg−BOD/m³・日程度であり、比較的高いものとさ
れる回転円板法やバイオフィルター法においても最高で
3kg−BOD/m³・日であり、その処理効率は低い。

処理コストが高額である。即ちこの種廃水処理装置に
おいて酸素を供給し好気性微生物の作用を利用すること
が不可欠で、この酸素供給のためのコストは単位電力
（KWH）当りの酸素移動量（kgO₂/KWH）で求められる
が、超深層曝気法と表面曝気法以外は0.5〜1.8kgO₂/KWH
程度であり、しかも超深層曝気法は80m以上の水深さを
もった曝気槽を建設するものであることから耐震構造な
どをも必要として著しく巨額であり、表面曝気法は騒音
や飛沫および泡の飛散による２次公害を伴うなどの不利
があって、結局は酸素移動量の低い方法によらざるを得
ず、必然的に処理コストが巨額化する欠点を有してい
る。

設置のための工期、工費が大である。即ち上記のよう
に大型とならざるを得ない従来のものはその設置のため
の工期が数カ年に及ぶのが普通で、当然にその工費も嵩
む不利がある。

なお従来のものにおいては上記以外にも、負荷変動に
対する対応性、発生汚泥量、処理水質などの何れかにお
いて制限を受け、設備の改造や運転管理が困難であるな
どの欠点がある。

「発明の構成」（課題を解決するための手段） 1. 処理すべき廃水を原水として受入れる原水槽と回転
生物接触機構および曝気タンクを有し、前記原水槽の廃
水を回転生物接触機構に送入する原水ポンプと該回転生
物接触機構の処理水を曝気タンクに供給する排出口を備
えたものにおいて、前記曝気タンクの一側に底部で開放
された仕切壁を形成し、該仕切壁で区分された調整区劃
に原水を導入し該調整区劃から原水ポンプにより前記原
水を上記回転生物接触機構に供給するようにしたことを
特徴とする廃水処理装置。

2. 原水ポンプから回転生物接触機構に対する原水供給
系に計量槽を設け、該計量槽と曝気タンクとの間に還流
管を設け、一定ヘッド差条件下で計量槽の原水を回転生
物接触機構に送入するようにしたことを特徴とする前記
第１項に記載の廃水処理装置。

（作用）回転生物接触機構において定着性微生物が優先的に生
育成長して廃水の浄化を図り、又曝気タンクにおいて浮
遊性微生物が優先的に生育して廃水の浄化を図る。

上記のように定着性微生物と浮遊性微生物の生育成長
による浄化が交互に加えられることにより効率的な廃水
浄化がなされる。

処理すべき廃水を原水として受入れる原水槽と回転生
物接触機構および曝気タンクを有し、前記原水槽の廃水
を回転生物接触機構に送入する原水ポンプと該回転生物
接触機構の処理水を曝気タンクに供給する排出口を備え
たものにおいて、前記曝気タンクの一側に底部で開放さ
れた仕切壁を形成し、該仕切壁で区分された調整区劃に
原水を導入し該調整区劃に原水ポンプにより前記原水を
上記回転生物接触機構に供給するようにしたことによっ
て曝気タンクが調整槽として作用し、即ち原水槽に導入
される原水の量変化に曝気タンクにおいてカバーし、原
水量が多い時間帯においては曝気タンクに収容せしめ、
原水量の低減ないし停止した時間帯にこの曝気タンクに
増量状態で受入れられた原水を原水ポンプで揚出し回転
生物接触機構を供給することを可能とし特別な調整タン
クを用いることなく、比較的小型な設備で原水の発生量
変化に即応し円滑な処理を行わせる。

上記のような構成において、前記原水ポンプから回転
生物接触機構に対する原水供給系に計量槽を設け、該計
量槽と曝気タンクとの間に還流管を設け、一定ヘッド差
条件下で計量槽の原水を回転生物接触機構に送入するよ
うにしたことにより回転生物接触機構に対する原水供給
量を一定化し、従って該回転生物接触機構における処理
条件を一体化し定常的な原水の導入を図って効率的な生
物接触処理を行わしめる。

（実施例）上記したような本発明によるものの具体的な実施態様
において説明すると、本発明においては処理すべき廃水
を回転生物接触機構と曝気タンク機構とに循環せしめて
処理することを提案することは前記の如くであり、回転
生物接触機構においては糸状性菌のような定着性微生物
を生育せしめ、曝気タンクにおいては浮遊性微生物の生
育を図ることによって全体として効率的に廃水浄化処理
を実現するものである。

即ちこのような本発明方法を実施するための装置につ
いての１例は第１図に示す如くであって、処理すべき廃
水である原水は原水タンク３に流入せしめられ、該原水
タンク３に設けられた原水ポンプ10からの原水パイプ16
は先ずスクリーン４に原水を供給し、原水中に含有され
た夾雑固形分を篩分けしシュート17を介して受器40に受
入れしめる。篩下である原水41は曝気タンク１の一側に
底部を連通した仕切壁８により区分して形成された調整
区劃９に受入れられ、該調整区劃９内に設けられた循環
ポンプ11からの循環パイプ15により回転生物接触機構２
に前置された計量槽５に供給される。即ち原水タンク３
に受入れられた原水は発生源における作業状況によって
間欠的となるのが一般であるのに対し回転生物接触機構
２における接触処理は定常的であって計量槽５を介し常
に一定量が供給されて処理されるが、このような関係か
らして単位時間当り多量に供給される原水は一旦曝気タ
ンク１の調整区劃９に受入れられて該曝気タンク１の水
位レベルを上昇せしめるが、実質的には仕切壁８によっ
て直接に曝気タンク１へ流入することが阻止され、循環
ポンプ11により略定常的に計量槽５へ送入される。

計量槽５においては同じく底部の開放された中仕切51
が設けられていると共に堰板52が設けられ、循環ポンプ
11からの原水は中仕切51の一側に供給されると共に還流
管53が中仕切51の他側に設けられていて堰板52のレベル
以上に供給された原水を再び調整区劃９に戻し、堰板52
を超えてオーバフローした原水を吐出室54における一定
のヘッド差をもって回転生物接触機構２へ定常供給する
ように成っている。

回転生物接触機構２において仔細が第2,3図に示され
るような回転部体21を回転軸24に配設し、該回転軸24お
よび回転部体21がモータ20を以て回動されているが、こ
のような機構２においてその回転軸24より若干下方の水
面レベルを採って前記原水が湛えられていることは第１
図の通りであり、即ちこのような水面レベルにおいて回
転生物接触機構２の他側には排出口22が設けられ、該排
出口22からの処理液は前記曝気槽１の他側に戻される。

曝気槽１には第１図と共に第３図に仔細が示される如
く曝気ポンプ12が一側底部に設けられていて空気を吐出
し、該槽１に湛えられた処理液に対し曝気処理するが、
このような曝気槽１の他側には放流口14が設けられてい
て電動または電磁機構13により開披される弁を介して適
宜に放流し、又汚泥引抜管７により底部に集積した汚泥
を抜取るように成っている。

第1,3,4図に明かなように曝気槽１の上方に回転生物
接触機構２を組付けたこの実施態様の場合において曝気
槽１の高さは一般的に2m以上であり、従って斯かる曝気
槽１上にデッキプレートを配設し、又昇降梯子19や手摺
19aなどを配設して作業者が回転生物接触機構２やスク
リーン４などの作動状況を見廻り得るように成ってい
る。更に曝気槽１の一側部に操作盤18が設けられていて
その運転作業状態をセットし自動的な操業をなすように
されている。

曝気槽１における回転部体21としては適宜の円盤状回
転部体を採用することができるが、本発明者等の実地的
に検討した好まいし具体例としては比表面積を大ならし
め、しかも定着性微生物である糸状菌類を安定に定着さ
せて原水および空気との接触を高度に図るため、塩化ビ
ニリデン系繊維のカール状材を交錯配列しバインダーに
より繊維相互の交点を接着させた立体的モジュールを採
用することであり、即ち交錯締結された繊維の全表面が
前記微生物の定着域で、しかも空気（酸素）との接触面
として利用され、効率的な糸状菌類などの生育を得し
め、原水の浄化処理を行わしめる。

直径が1000〜1500mmとされた前記回転部体21は一般的
に２〜６回/min程度の速度で回転機構２内で回転される
ことにより原水（廃水）および空気（酸素）との好まし
い接触が図られ微生物の有効な生育条件が形成され、BO
Dが6000ppmあるいはそれ以上に達するような高濃度廃水
であっても効率的に処理し得る。

上記のようにして効率的な曝気槽１の処理を経た処理
液においては定着性微生物の低減した状態となっている
ことは明かであり、即ちこの処理液が曝気槽１に送られ
て曝気されることにより曝気処理効率も高められる。即
ち定着性微生物の低減し、浮遊性微生物成分の高い処理
液が定着性微生物による阻害作用を受けることの少い条
件下でこの曝気槽１の処理を受けるわけであるからこの
浮遊性微生物の生育条件が整えられることとなって効率
的な曝気処理結果を得しめる。

前記のような曝気槽１内の処理液は、特に原水槽３か
らの原水流入が停止したような時間帯において仕切壁８
の底部から調整区劃９内へ移入され、循環ポンプ11、計
量槽５を介して回転生物接触機構２に送給される。即ち
曝気槽１内において浮遊性微生物は該曝気槽１の液面側
である浮遊域において豊富となる傾向があり、従って該
槽１の深層部においては定着性微生物が残るものと推定
され、斯うした深層部が再び回転生物接触機構２に送ら
れて前記の接触処理を受け定着性微生物の生育が図られ
る。

又上記のような処理が順次に繰返されることにより定
着性微生物および浮遊性微生物のそれぞれが他の微生物
の存在による妨害作用を可及的に縮減させた条件下にお
いて夫々の微生物における生育（従って廃水の浄化）が
進行せしめられることとなり、そうした結果として著し
く効率的な処理結果をもたらすことができる。

本発明によるものの作業時間８時間による標準的な食
品その他の生産設備に対する運転工程の１例を要約して
示すと第５図の如くである。即ち生産設備の作業時間中
は廃水を順次に受入れ、回転生物接触機構２を24時間連
続作動して処理することを前提とした運転計画であっ
て、原水ポンプ10、循環ポンプ11、回転生物接触機構
２、曝気槽１における曝気ポンプ12および電磁弁13の作
動関係を表として示したもので、原水ポンプ10の作動に
よる原水の受入れは前記作業時間に即応させて８時間で
あり、循環ポンプ11および回転生物接触機構２はこの原
水受入れと同時にスタートし、循環ポンプ11は原水の受
入れから約20時間運転し、回転生物接触機構２は24時間
連続回転する。一方曝気ポンプ12は原水受入停止後にス
タートしてBOD負荷量に応じて20時間程度まで適宜に空
気を吐出して曝気処理する。この曝気は連続または間欠
の何れでもよいが曝気ポンプ12の停止後は曝気槽１が沈
降槽として作用することになり、この沈降時間を３時間
程度採ってから電動または電磁弁を開いて放流する。

本発明によるものの具体的の操業例について説明する
と以下の如くである。

操業例1. 豆腐製造工場における廃水である原水の組成はpHが6.
6で、SS分が1189mg/kg、CODが755.4mg/kg、BODが1905mg
/kg、Ｔ−Ｎが50.0mg/kgであり、このような原水が上記
した第１〜４図に示すような設備に供給され、回転生物
接触機構２と曝気槽１による処理を交互に受けて定着性
微生物および浮遊性微生物の生育が交互に図られた。

回転生物接触機構２の出口および曝気槽１からの排出
液を受けた沈澱槽および該沈澱槽からの排出液を凝集濾
過した放流液を１時間毎に測定した結果の平均値を要約
して示すと次の第１表に示す如くであって、BOD負荷が5
7.2kg−BOD/日の操業条件下でのBOD除去率は98％に達
し、頗る優れた結果であることが確認された。なおこの
ときのスクリーン４として用いられた網目は100メッシ
ュであった。

操業例2. 漬物工場からの廃水はBOD負荷が116.3kg−BOD/日であ
り、操業例１の場合のBOD負荷の２倍に相当したもので
あることから操業例１で用いた設備を２基採用し、又そ
のスクリーンとしては0.5mmのものを用いた。

前記廃水のpHは5.6であり、SSは42mg/、BODは1550m
g/であって、この原液を供給し、操業例１におけると
同じに回転生物接触機構出口および曝気槽出口沈澱槽に
おける測定結果の平均値は次の第２表の如くであった。

操業例.3 水酸加工設備からの廃水におけるpHは6.4で、SSが約4
400mg/、BODが約3300mg/、CODが約1800mg/のもの
であり、この廃水についての処理結果を操業例１におけ
ると同じに測定した結果は次の第３表の如くであった。

操業例4. 食品調整設備からの廃水に対し本発明を採用した。即
ち該廃水におけるpH値は5.4で、SSは178mg/、BODは10
91mg/であり、又CODは307mg/であり、この廃水に対
して本発明装置および方法を適用した結果を操業例２に
おける同じに求めたところ次の第４表の如くであった。

即ちこのような操業結果によるときは何れにしてもBO
D除去率において85％以上、場合によっては98％に達す
るものであることが確認され、このような除去率は従来
のこのような設備におけるよりは格段に優れたものと言
える。しかも設備を設定するために必要とする敷地は１
基では10m²前後であって従来のものの数分の１以下と言
うべき甚だ僅少である。即ち中小企業における廃水、あ
るいは一般的な家庭などにおける生活廃水に対して充分
に適用し得る規模のものであった。

又上記のような操業結果についてその酸素移動効率を
求めたところ２〜4kgO₂/KWHであって、超深層曝気法に
準ずる高度のものであり、80m以上のような超深層施工
を必要としないで高い処理効率を得しめることが確認さ
れた。

更にそのBOD容積負荷を求めたところ7kg−BOD/m³・日
以上であり、場合によっては18kg−BOD/m³・日にも達
し、従来の一般的に2kg−BOD/m³・日以下、最高でも3kg
−BOD/m³・日以下のものに比しその性能を飛躍的に向上
していることを知った。

「発明の効果」以上説明したような本発明によるときは効率的な廃水
の浄化処理を生物学的に実施することができるものであ
り、特に廃水の発生状態が変動する条件下においても所
定の曝気タンクを用いて十分に即応せしめ得、またバク
テリヤなどを利用した回転生物接触機構を合理的に機能
せしめることができ、従って設備の著しいコンパクト化
を図り、大企業のみならず中小企業ないし生活環境廃水
の如きに対しても適宜に採用することを可能となし、又
運転操業のための処理コストを充分に低減し、更には工
期や工費の縮減を図り、騒音その他の公害原因などの解
消するなどの効果を共に有しており、工業的にその効果
の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明による装置の概要を示した説明図、第２図は本
発明装置の１例についての平面図、第３図はその部分切
欠側面図、第４図はその正面図、第５図は本発明方法を
８時操業の廃水発生源で採用する場合の運転工程の図表
である。然してこれらの図面において、１は曝気タンク、２は回
転生物接触機構、３は原水槽、４はスクリーン、５は計
量槽、６は排水樋、７は排泥機構、８は仕切壁、９は調
整区劃、10は原水ポンプ、11は循環ポンプ、12は曝気ポ
ンプ、13は電磁弁、14は放流口、15は循環パイプ、16は
原水パイプ、17はシュート、21は回転部体、22は排出
口、24は回転軸を示すものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理すべき廃水を原水として受入れる原水
槽と回転生物接触機構および曝気タンクを有し、前記原
水槽の廃水を回転生物接触機構に送入する原水ポンプと
該回転生物接触機構の処理水を曝気タンクに供給する排
出口を備えたものにおいて、前記曝気タンクの一側に底
部で開放された仕切壁を形成し、該仕切壁で区分された
調整区劃に原水を導入し該調整区劃から原水ポンプによ
り前記原水を上記回転生物接触機構に供給するようにし
たことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項２】原水ポンプから回転生物接触機構に対する
原水供給系に計量槽を設け、該計量槽と曝気タンクとの
間に還流管を設け、一定ヘッド差条件下で計量槽の原水
を回転生物接触機構に送入するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の廃水処理装置。