JP3078533B1 - 廃水処理方法とその装置 - Google Patents
廃水処理方法とその装置Info
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- 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
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Abstract
【要約】
【課題】 発生ガスによる担体の浮上や短絡路の発生を
抑え、基質や酸素の浸透、拡散を促進する等の改善方法
を提供する。 【解決手段】 磁性を帯びた包括固定化担体の水中位置
の固定もしくはその変更動作を磁力により制御して廃水
処理する。
抑え、基質や酸素の浸透、拡散を促進する等の改善方法
を提供する。 【解決手段】 磁性を帯びた包括固定化担体の水中位置
の固定もしくはその変更動作を磁力により制御して廃水
処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、廃水処理
方法とその装置に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、高効率な廃水処理を安価な設備とし
て可能とし、しかも処理槽中の閉塞やチャネリングの防
止性にも優れた、新しい廃水処理方法とそのための装置
に関するものである。
方法とその装置に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、高効率な廃水処理を安価な設備とし
て可能とし、しかも処理槽中の閉塞やチャネリングの防
止性にも優れた、新しい廃水処理方法とそのための装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、微生物を支持固定
した固定化担体を処理槽中に内蔵した廃水処理装置とこ
れを用いる廃水処理方法が知られている。しかしなが
ら、従来の固定化担体を用いる方法および装置において
は、処理槽中において発生するガスが担体に付着して担
体を浮上させやすいことや、担体充填部にミズミチと呼
ばれる短絡路（Channeling）の発生を抑止するのが難し
いこと、さらには担体中への基質や酸素の浸透、拡散が
すみやかでないこと等の問題があった。
した固定化担体を処理槽中に内蔵した廃水処理装置とこ
れを用いる廃水処理方法が知られている。しかしなが
ら、従来の固定化担体を用いる方法および装置において
は、処理槽中において発生するガスが担体に付着して担
体を浮上させやすいことや、担体充填部にミズミチと呼
ばれる短絡路（Channeling）の発生を抑止するのが難し
いこと、さらには担体中への基質や酸素の浸透、拡散が
すみやかでないこと等の問題があった。
【０００３】このような事情を改善すべく担体の形状、
構造等についての検討が進められているが必ずしも充分
な効果を上げていないのが実情である。たとえばこのこ
とは、ひも状支持体に微生物を付着固定した微生物付着
型コード担体の場合にも見ることができる。この微生物
付着型コード担体を用いた浸積ろ床法については次のよ
うな問題点が指摘されるのである。
構造等についての検討が進められているが必ずしも充分
な効果を上げていないのが実情である。たとえばこのこ
とは、ひも状支持体に微生物を付着固定した微生物付着
型コード担体の場合にも見ることができる。この微生物
付着型コード担体を用いた浸積ろ床法については次のよ
うな問題点が指摘されるのである。
【０００４】すなわち、第一には、廃水処理運転が定常
状態に達するまでの時間が長いことである。これは処理
槽中に自然発生する廃水処理に有効な微生物群（活性汚
泥、嫌気性汚泥など）がコードの表面に付着し、処理に
必要とされる充分な量まで増殖するために時間がかかる
ためである。第二には、廃水中に固形分が混入した場
合、著しく処理効率が低下することである。これはコー
ドに付着し増殖した微生物群が廃水に直接曝露されてい
るため、廃水の流入時または攪拌時に固形物の持つ運動
エネルギーによって微生物群が剥離されるためである。
このような状況では、処理水は処理前よりも流出固形分
濃度が上昇し水質が悪化する。
状態に達するまでの時間が長いことである。これは処理
槽中に自然発生する廃水処理に有効な微生物群（活性汚
泥、嫌気性汚泥など）がコードの表面に付着し、処理に
必要とされる充分な量まで増殖するために時間がかかる
ためである。第二には、廃水中に固形分が混入した場
合、著しく処理効率が低下することである。これはコー
ドに付着し増殖した微生物群が廃水に直接曝露されてい
るため、廃水の流入時または攪拌時に固形物の持つ運動
エネルギーによって微生物群が剥離されるためである。
このような状況では、処理水は処理前よりも流出固形分
濃度が上昇し水質が悪化する。
【０００５】第三には、メンテナンスにかなりの経験と
知識を要することである。微生物付着型コードを利用す
る場合、コードに汚泥が付着しすぎて処理槽中で短絡化
現象が発生することがある。これを防ぐためには、管理
者の知識と勘を頼りに逆洗等で余分な汚泥を落とさなく
てはいけない。これには逆洗浄用配管、設備も必要であ
ってコスト高につながる。
知識を要することである。微生物付着型コードを利用す
る場合、コードに汚泥が付着しすぎて処理槽中で短絡化
現象が発生することがある。これを防ぐためには、管理
者の知識と勘を頼りに逆洗等で余分な汚泥を落とさなく
てはいけない。これには逆洗浄用配管、設備も必要であ
ってコスト高につながる。
【０００６】第四には、バルキングに弱いことである。
特に好気性廃水処理において糸状菌が発生した場合、こ
れが優先菌となり他の有用微生物を駆逐する状態をバル
キングといい、処理効率は低下する。付着型コード上の
有用微生物は、廃水に直接曝露されているため糸状菌か
らの影響をまともに受けて死滅する。このような状態に
到ると付着型コードを処理槽中よりすべて取り出し、完
全に洗浄する必要がある。
特に好気性廃水処理において糸状菌が発生した場合、こ
れが優先菌となり他の有用微生物を駆逐する状態をバル
キングといい、処理効率は低下する。付着型コード上の
有用微生物は、廃水に直接曝露されているため糸状菌か
らの影響をまともに受けて死滅する。このような状態に
到ると付着型コードを処理槽中よりすべて取り出し、完
全に洗浄する必要がある。
【０００７】以上のような問題は、他の形状、構造の担
体にもほぼ共通することであることから、前記のとおり
の発生ガスによる担体の浮上や短絡路の発生、担体中へ
の基質や酸素の浸透、拡散がおそいという従来の問題点
をはじめ、コード担体の場合のような問題点を解消した
抜本的な改善策が求められているのである。
体にもほぼ共通することであることから、前記のとおり
の発生ガスによる担体の浮上や短絡路の発生、担体中へ
の基質や酸素の浸透、拡散がおそいという従来の問題点
をはじめ、コード担体の場合のような問題点を解消した
抜本的な改善策が求められているのである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、以上
のとおりの課題を解決するためになされたものであっ
て、解決のための手段として、第１には、微生物を保持
し、かつ磁性を帯びた包括固定化担体を浸漬固定ろ床に
充填した処理槽により廃水処理する方法であって、 磁
性を帯びた包括固定化担体の水中位置を外部磁界による
磁力で磁界方向を変化させることで制御して廃水処理す
ることを特徴とする廃水処理方法を提供する。
のとおりの課題を解決するためになされたものであっ
て、解決のための手段として、第１には、微生物を保持
し、かつ磁性を帯びた包括固定化担体を浸漬固定ろ床に
充填した処理槽により廃水処理する方法であって、 磁
性を帯びた包括固定化担体の水中位置を外部磁界による
磁力で磁界方向を変化させることで制御して廃水処理す
ることを特徴とする廃水処理方法を提供する。
【０００９】また、この出願の発明は、上記方法に関し
て、第２には、包括固定化担体を、ビーズ状、板状、コ
ード状もしくは集合スラッジ状のものとする廃水処理方
法を提供する。第３には、磁力による制御を、永久磁石
もしくは電磁コイルにより行う廃水処理方法を提供す
る。
て、第２には、包括固定化担体を、ビーズ状、板状、コ
ード状もしくは集合スラッジ状のものとする廃水処理方
法を提供する。第３には、磁力による制御を、永久磁石
もしくは電磁コイルにより行う廃水処理方法を提供す
る。
【００１０】そして、この出願の発明は、第４には、微
生物を保持し、磁性を帯びた包括固定化担体を浸漬固定
ろ床に内蔵した廃水処理装置であって、水中での前記包
括固定化担体の位置を磁界方向を変化させることで制御
する磁力付与手段を備えていることを特徴とする廃水処
理装置を、第５には、包括固定化担体が、ビーズ状、板
状、コード状もしくは集合スラッジ状のものである廃水
処理装置を、第６には、磁力付与手段が永久磁石もしく
は電磁コイルである廃水処理装置を、第７には、磁力付
与手段が固定または変動磁界を与える廃水処理装置を提
供する。
生物を保持し、磁性を帯びた包括固定化担体を浸漬固定
ろ床に内蔵した廃水処理装置であって、水中での前記包
括固定化担体の位置を磁界方向を変化させることで制御
する磁力付与手段を備えていることを特徴とする廃水処
理装置を、第５には、包括固定化担体が、ビーズ状、板
状、コード状もしくは集合スラッジ状のものである廃水
処理装置を、第６には、磁力付与手段が永久磁石もしく
は電磁コイルである廃水処理装置を、第７には、磁力付
与手段が固定または変動磁界を与える廃水処理装置を提
供する。
【００１１】さらにまた、この出願の発明は、第８に
は、前記の廃水処理方法とその装置におけるコード状包
括固定化担体としての磁性コードであって、ひも状支持
体としての高分子重合体に超常磁性体と微生物が支持さ
れていることを特徴とする磁性コードも提供する。
は、前記の廃水処理方法とその装置におけるコード状包
括固定化担体としての磁性コードであって、ひも状支持
体としての高分子重合体に超常磁性体と微生物が支持さ
れていることを特徴とする磁性コードも提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】この出願の発明は以上のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。この出願の発明においては、廃水処理にお
いて、磁性を帯びた包括固定化担体を用い、この担体の
水中位置の固定もしくはその変更動作を磁力によって行
うことを本質的な特徴としている。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。この出願の発明においては、廃水処理にお
いて、磁性を帯びた包括固定化担体を用い、この担体の
水中位置の固定もしくはその変更動作を磁力によって行
うことを本質的な特徴としている。
【００１３】従来においても、磁場を利用しての廃水処
理技術については、物理的処理の分野では検討されてき
ているが、微生物学的処理についてはほとんど研究がな
されていない。一方、前記のとおりのこの発明の方法、
そして装置によれば担体に対して処理槽外部から磁力に
より動作を与えることになるため、次のような作用効果
が得られることになる。 ＜１＞担体に付着する発生ガスを取り除くことで、担体
の浮上を抑える。 ＜２＞担体相に発生するミズミチ（Channeling）を防ぐ
ことで、短絡化現象を除く。 ＜３＞処理槽中の液中に乱流を作り出し、基質や酸素の
担体中への浸透・拡散を促進する。
理技術については、物理的処理の分野では検討されてき
ているが、微生物学的処理についてはほとんど研究がな
されていない。一方、前記のとおりのこの発明の方法、
そして装置によれば担体に対して処理槽外部から磁力に
より動作を与えることになるため、次のような作用効果
が得られることになる。 ＜１＞担体に付着する発生ガスを取り除くことで、担体
の浮上を抑える。 ＜２＞担体相に発生するミズミチ（Channeling）を防ぐ
ことで、短絡化現象を除く。 ＜３＞処理槽中の液中に乱流を作り出し、基質や酸素の
担体中への浸透・拡散を促進する。
【００１４】この発明における前記の磁性を帯びた微生
物包括固定化担体としては、磁性ビーズ、濃縮汚泥の集
合スラッジ状の磁性スラッジ、ひも状の磁性コードなど
の各種の形状あるいは構造であってよい。これらの担体
は、廃水処理開始当初は濃縮微生物群を保持した形だ
が、処理進行中に微生物が担体表面にも増殖し、処理定
常状態になると担体表面に微生物膜が形成されることに
なる。
物包括固定化担体としては、磁性ビーズ、濃縮汚泥の集
合スラッジ状の磁性スラッジ、ひも状の磁性コードなど
の各種の形状あるいは構造であってよい。これらの担体
は、廃水処理開始当初は濃縮微生物群を保持した形だ
が、処理進行中に微生物が担体表面にも増殖し、処理定
常状態になると担体表面に微生物膜が形成されることに
なる。
【００１５】磁性を帯びた包括固定化担体そのものは、
前記の形状や構造のための支持体を用いて磁性を帯びた
ものとすればよい。支持体としては、たとえば、天然も
しくは合成の高分子重合体等であってよい。具体的に例
示すると、たとえば不溶化されたキトサンや、ポリビニ
ルアルコール、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアク
リル、不溶化されたアルギン酸等が挙げられる。
前記の形状や構造のための支持体を用いて磁性を帯びた
ものとすればよい。支持体としては、たとえば、天然も
しくは合成の高分子重合体等であってよい。具体的に例
示すると、たとえば不溶化されたキトサンや、ポリビニ
ルアルコール、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアク
リル、不溶化されたアルギン酸等が挙げられる。
【００１６】これら支持体については多孔質、特に表面
多孔質のものが好ましく用いられることになる。磁性の
付与については、各種手段であってよいが、たとえば超
常磁性体を用いることができる。ここで言う超常磁性体
とは強磁性体に見られる特殊な磁性体であり、磁場に入
れても残留磁化がなく、通常の磁性体に見られるように
磁場から外した後もくっ付き合うということはない。こ
の性質は廃水処理では好ましいものであり、その材質と
してはマグネタイト、フェライトなどの酸化鉄の微粉末
を挙げることができる。
多孔質のものが好ましく用いられることになる。磁性の
付与については、各種手段であってよいが、たとえば超
常磁性体を用いることができる。ここで言う超常磁性体
とは強磁性体に見られる特殊な磁性体であり、磁場に入
れても残留磁化がなく、通常の磁性体に見られるように
磁場から外した後もくっ付き合うということはない。こ
の性質は廃水処理では好ましいものであり、その材質と
してはマグネタイト、フェライトなどの酸化鉄の微粉末
を挙げることができる。
【００１７】これらを支持体に担持させればよい。包括
固定化担体としては磁性を帯びたものとしては、この発
明において、ひも状の磁性コードが特徴のあるものとし
て提供される。この磁性コードについては、たとえば、
より具体的にはアルギン酸−ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）溶液中に超常磁性体と濃縮汚泥を懸濁し、上記混
合溶液分子の架橋反応を利用してこれらを固定したもの
として例示される。アルギン酸−ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）溶液中のアルギン酸イオンはカルシウムイオ
ンと結びついて高分子を形成し不溶化する。この性質を
利用して、コード状支持体に超常磁性体と濃縮汚泥を包
括固定するのである。コードの表面にある程度の強度が
得られてから、この固定化コードを良く水洗いし、−２
０度程度の低温で冷凍する。アルギン酸−ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）溶液中のＰＶＡ分子は冷凍と解凍を
繰り返すと、高分子構造中から水分子を放出しその構造
が強固になる性質を持っている。この性質を利用し、磁
性コードの冷凍と解凍を三回程度繰り返すことで、その
物理的強度を高めていく。
固定化担体としては磁性を帯びたものとしては、この発
明において、ひも状の磁性コードが特徴のあるものとし
て提供される。この磁性コードについては、たとえば、
より具体的にはアルギン酸−ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）溶液中に超常磁性体と濃縮汚泥を懸濁し、上記混
合溶液分子の架橋反応を利用してこれらを固定したもの
として例示される。アルギン酸−ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）溶液中のアルギン酸イオンはカルシウムイオ
ンと結びついて高分子を形成し不溶化する。この性質を
利用して、コード状支持体に超常磁性体と濃縮汚泥を包
括固定するのである。コードの表面にある程度の強度が
得られてから、この固定化コードを良く水洗いし、−２
０度程度の低温で冷凍する。アルギン酸−ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）溶液中のＰＶＡ分子は冷凍と解凍を
繰り返すと、高分子構造中から水分子を放出しその構造
が強固になる性質を持っている。この性質を利用し、磁
性コードの冷凍と解凍を三回程度繰り返すことで、その
物理的強度を高めていく。
【００１８】この操作で得られるアルギン酸カルシウム
とポリビニルアルコールポリマーは多孔性ゲルを形成
し、微生物の増殖、生成ガスの放出等に適した形状をな
し、廃水処理に有利な性質を持つ。ゲル分子中に超常磁
性体が存在することによって、ゲル格子構造に適度な緩
みが与えられ、これによって廃水中の汚れ成分のゲル中
への浸透・拡散が促進され微生物の増殖が旺盛になる。
とポリビニルアルコールポリマーは多孔性ゲルを形成
し、微生物の増殖、生成ガスの放出等に適した形状をな
し、廃水処理に有利な性質を持つ。ゲル分子中に超常磁
性体が存在することによって、ゲル格子構造に適度な緩
みが与えられ、これによって廃水中の汚れ成分のゲル中
への浸透・拡散が促進され微生物の増殖が旺盛になる。
【００１９】磁性コードは廃水処理当初は担体内部に濃
縮微生物群を保持した形だが、処理進行中に微生物がコ
ードの多孔状な表面にも吸着・増殖し、処理効率が定常
状態になるとコード表面にも微生物膜が形成される。磁
性を帯びた固定化担体を外部から磁力により動作制御す
るための手段としては永久磁石、もしくは電磁コイル等
であってよい。永久磁石はより簡便に採用できる手段の
一つである。永久磁石については、当然のことではある
が、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石等の各
種のものであってよい。さらに場合によっては超伝導磁
石であってもよい。
縮微生物群を保持した形だが、処理進行中に微生物がコ
ードの多孔状な表面にも吸着・増殖し、処理効率が定常
状態になるとコード表面にも微生物膜が形成される。磁
性を帯びた固定化担体を外部から磁力により動作制御す
るための手段としては永久磁石、もしくは電磁コイル等
であってよい。永久磁石はより簡便に採用できる手段の
一つである。永久磁石については、当然のことではある
が、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石等の各
種のものであってよい。さらに場合によっては超伝導磁
石であってもよい。
【００２０】これらの磁力付与手段としての永久磁石そ
のものを移動や回転させる等の手段によって磁性担体に
作用する磁界を変化させることができる。電磁石の場合
には、磁界形成コイルの位置が変化できるようにしても
よい。そこで以下に実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の実施の形態について説明する。もちろん、この発明
はこれら実施例に限定されることはない。
のものを移動や回転させる等の手段によって磁性担体に
作用する磁界を変化させることができる。電磁石の場合
には、磁界形成コイルの位置が変化できるようにしても
よい。そこで以下に実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の実施の形態について説明する。もちろん、この発明
はこれら実施例に限定されることはない。
【００２１】
【実施例】（実施例１）添付した図１はターンテーブル
式磁石利用型廃水処理装置を例示した平面図と断面図で
ある。１は処理槽であり、２は発生ガスをガスホルダー
に導くラインである。３、４を流入口あるいは流出口に
することで処理槽を上向流型、下向流型にセットするこ
とができる。処理槽の周りで永久磁石５を乗せたターン
テーブルを回転させ、処理槽中に発生する磁界の方向を
定期的に変化させる。処理槽中には磁性を帯びた微生物
包括固定化担体を充填しており、磁界の方向の変化を利
用して担体を移動させる。また処理槽中の磁界を利用し
て担体を槽中に保持して流出を防ぎ、槽中の菌体濃度を
高く保つ。処理槽から磁石までの距離を変化させること
で、処理槽中の磁束密度の強度を変化させることができ
る。またターンテーブルの回転の速度を変化させること
で担体の移動状態を変化させることができる。
式磁石利用型廃水処理装置を例示した平面図と断面図で
ある。１は処理槽であり、２は発生ガスをガスホルダー
に導くラインである。３、４を流入口あるいは流出口に
することで処理槽を上向流型、下向流型にセットするこ
とができる。処理槽の周りで永久磁石５を乗せたターン
テーブルを回転させ、処理槽中に発生する磁界の方向を
定期的に変化させる。処理槽中には磁性を帯びた微生物
包括固定化担体を充填しており、磁界の方向の変化を利
用して担体を移動させる。また処理槽中の磁界を利用し
て担体を槽中に保持して流出を防ぎ、槽中の菌体濃度を
高く保つ。処理槽から磁石までの距離を変化させること
で、処理槽中の磁束密度の強度を変化させることができ
る。またターンテーブルの回転の速度を変化させること
で担体の移動状態を変化させることができる。
【００２２】たとえば実際に、この図１のターンテーブ
ル式磁石利用型廃水処理装置を用いて、脱窒処理を行っ
てみる。処理槽中には実容積の２０〜２５％程度（固形
分８．４％（ｗ／ｗ））の磁性スラッジ（不溶化キトサ
ン支持体と超常磁性体を有する）を内蔵した。流入液中
の硝酸態窒素濃度は１００ｍｇ／ｌとした。磁石の端か
ら処理槽までの距離を３ｍｍに保ち、１．６７回／分の
速度で１時間あたり１５分間ターンテーブルを回転させ
た。処理は連続運転であり、水理学的平均滞留時間（Ｈ
ＲＴ）を４時間で開始し２時間まで低下させた。図２に
示したとおり、運転６日目から９０％以上の窒素除去率
を達成した。 （実施例２）図３は横移動式磁石利用型廃水処理装置を
例示した平面図を断面図である。１は、処理槽であり、
２は、発生ガスをガスホルダーに導くラインである。
３、４を流入口あるいは流出口にすることで処理槽を上
向流型、下向流型にセットすることができる。処理槽の
両サイドにある永久磁石５は同一の板上に固定されてお
り、これを左右に移動させることで、処理槽中に発生す
る磁束密度を定期的に変化させる。処理槽中には磁性を
帯びた微生物包括固定化担体を充填しており、磁束密度
の変化を利用して担体を移動させる。また処理槽中の磁
界を利用して担体を槽中に保持して流出を防ぎ、槽中の
菌体濃度を高く保つ。また磁石の横移動の速度を変化さ
せたり、横移動の振幅を変化させることで担体の移動状
態を変化させることができる。
ル式磁石利用型廃水処理装置を用いて、脱窒処理を行っ
てみる。処理槽中には実容積の２０〜２５％程度（固形
分８．４％（ｗ／ｗ））の磁性スラッジ（不溶化キトサ
ン支持体と超常磁性体を有する）を内蔵した。流入液中
の硝酸態窒素濃度は１００ｍｇ／ｌとした。磁石の端か
ら処理槽までの距離を３ｍｍに保ち、１．６７回／分の
速度で１時間あたり１５分間ターンテーブルを回転させ
た。処理は連続運転であり、水理学的平均滞留時間（Ｈ
ＲＴ）を４時間で開始し２時間まで低下させた。図２に
示したとおり、運転６日目から９０％以上の窒素除去率
を達成した。 （実施例２）図３は横移動式磁石利用型廃水処理装置を
例示した平面図を断面図である。１は、処理槽であり、
２は、発生ガスをガスホルダーに導くラインである。
３、４を流入口あるいは流出口にすることで処理槽を上
向流型、下向流型にセットすることができる。処理槽の
両サイドにある永久磁石５は同一の板上に固定されてお
り、これを左右に移動させることで、処理槽中に発生す
る磁束密度を定期的に変化させる。処理槽中には磁性を
帯びた微生物包括固定化担体を充填しており、磁束密度
の変化を利用して担体を移動させる。また処理槽中の磁
界を利用して担体を槽中に保持して流出を防ぎ、槽中の
菌体濃度を高く保つ。また磁石の横移動の速度を変化さ
せたり、横移動の振幅を変化させることで担体の移動状
態を変化させることができる。
【００２３】たとえば実際に、この図３の横移動式磁石
利用型廃水処理装置を用いて脱窒処理を行ってみる。処
理槽中には実容積の１７〜２５％程度の磁性コード（実
施例３に従って製造）を内蔵した。流入液中の硝酸態窒
素濃度は１００ｍｇ／ｌとした。磁石の端から処理槽ま
での最少距離を３ｍｍ、磁石の横移動の振幅を２５ｍｍ
に保ち、６．６７回／分の振幅速度で１時間あたり１５
分間移動させた。処理は連続運転であり、水理学的平均
滞留時間（ＨＲＴ）を６時間で開始し２時間まで低下さ
せた。図４に示したとおり、運転３日目からほぼ１００
％の窒素除去率を達成した。 （実施例３） ＜磁性コードの製造＞ポリビニルアルコール１５ｇ、ア
ルギン酸ナトリウム１ｇ、を総体積１００ｍｌとなるよ
う蒸留水に完全に溶解する。ここにマグネタイトを７．
５ｇ、濃縮微生物群（たとえば活性汚泥、嫌気消化汚
泥）（総固形分約５〜６％）７５ｇを加え良く攪拌する
（溶液Ａ）。
利用型廃水処理装置を用いて脱窒処理を行ってみる。処
理槽中には実容積の１７〜２５％程度の磁性コード（実
施例３に従って製造）を内蔵した。流入液中の硝酸態窒
素濃度は１００ｍｇ／ｌとした。磁石の端から処理槽ま
での最少距離を３ｍｍ、磁石の横移動の振幅を２５ｍｍ
に保ち、６．６７回／分の振幅速度で１時間あたり１５
分間移動させた。処理は連続運転であり、水理学的平均
滞留時間（ＨＲＴ）を６時間で開始し２時間まで低下さ
せた。図４に示したとおり、運転３日目からほぼ１００
％の窒素除去率を達成した。 （実施例３） ＜磁性コードの製造＞ポリビニルアルコール１５ｇ、ア
ルギン酸ナトリウム１ｇ、を総体積１００ｍｌとなるよ
う蒸留水に完全に溶解する。ここにマグネタイトを７．
５ｇ、濃縮微生物群（たとえば活性汚泥、嫌気消化汚
泥）（総固形分約５〜６％）７５ｇを加え良く攪拌する
（溶液Ａ）。
【００２４】これをコード状支持体（たとえば天然およ
び合成繊維由来の糸、テグスなど）に絡み付ける。絡み
付ける量は溶液Ａに適度な粘性を持たせることで調整す
る。この状態のコードを塩化カルシウム溶液（４％（ｗ
／ｖ）、溶液Ｂ）に浸す。支持体の比重によってはコー
ドが溶液Ｂ水面上に浮上し以降の操作が難しくなる。こ
れを防ぐため、溶液Ｂを満たした容器の下方より磁界を
与え、強制的にコードを溶液Ｂ中に浸し保持する。溶液
Ａ中のアルギン酸イオンと溶液Ｂ中のカルシウムイオン
が結合し、不溶性のアルギン酸カルシウムがコード表面
に形成される。約２０分間溶液Ｂ中に浸すことでコード
表面の適度な強度が得られる。ここでコードを取り出
し、水道水で良く洗浄する。
び合成繊維由来の糸、テグスなど）に絡み付ける。絡み
付ける量は溶液Ａに適度な粘性を持たせることで調整す
る。この状態のコードを塩化カルシウム溶液（４％（ｗ
／ｖ）、溶液Ｂ）に浸す。支持体の比重によってはコー
ドが溶液Ｂ水面上に浮上し以降の操作が難しくなる。こ
れを防ぐため、溶液Ｂを満たした容器の下方より磁界を
与え、強制的にコードを溶液Ｂ中に浸し保持する。溶液
Ａ中のアルギン酸イオンと溶液Ｂ中のカルシウムイオン
が結合し、不溶性のアルギン酸カルシウムがコード表面
に形成される。約２０分間溶液Ｂ中に浸すことでコード
表面の適度な強度が得られる。ここでコードを取り出
し、水道水で良く洗浄する。
【００２５】磁性コードを−２０℃程度で２４時間程度
冷凍する。その後解凍し表面の水分を良く拭き取る。こ
の冷凍・解凍の操作を三回程度繰り返す。これによりＰ
ＶＡポリマー中の水分子が放出され高分子結合が強固に
なり、廃水処理工程に耐えうる物理的強度を持った磁性
コードが形成される。 （実施例４）２００ｍｌの三角フラスコに実施例３によ
る磁性コード２０ｇ、硝酸態窒素（１００ｍｇ／ｌ）を
含む合成廃水６０ｍｌ、水素供与体としてメタノールを
３ｍｇ／ｌとなるように加えてウォーターシェーカーを
用いて回分培養した（３０℃、振とう速度７０回／
分）。その結果、図５に示したように約１６時間後に硝
酸態窒素が完全に除去された。 （実施例５）図６（Ａ）のようにリアクター右側に磁界
を発生させると磁性コードは右寄りにたなびく。図６
（Ｂ）の場合には左寄りにたなびく。この動作を定期的
に繰り返すことで、磁性コードへの過剰に付着した汚泥
を剥離させる。これによって今まで管理者の勘と経験に
頼っていた汚泥の管理を、リアクター外部の電磁気コイ
ルに流す電流を調整することで制御する。 （実施例６）図７のリアクターには複数の仕切り板が設
けてある。この図３の場合の状態のように、リアクター
の右側に磁界を発生させると、磁性コードは仕切り板の
面に磁力により保持される。左側に磁界を発生させると
逆の面に保持される。この動作を繰り返すことで余計な
汚泥が付着しないよう制御する。廃水は仕切り板の間を
通過するうちに磁性コードに生育する微生物群に消費さ
れる。
冷凍する。その後解凍し表面の水分を良く拭き取る。こ
の冷凍・解凍の操作を三回程度繰り返す。これによりＰ
ＶＡポリマー中の水分子が放出され高分子結合が強固に
なり、廃水処理工程に耐えうる物理的強度を持った磁性
コードが形成される。 （実施例４）２００ｍｌの三角フラスコに実施例３によ
る磁性コード２０ｇ、硝酸態窒素（１００ｍｇ／ｌ）を
含む合成廃水６０ｍｌ、水素供与体としてメタノールを
３ｍｇ／ｌとなるように加えてウォーターシェーカーを
用いて回分培養した（３０℃、振とう速度７０回／
分）。その結果、図５に示したように約１６時間後に硝
酸態窒素が完全に除去された。 （実施例５）図６（Ａ）のようにリアクター右側に磁界
を発生させると磁性コードは右寄りにたなびく。図６
（Ｂ）の場合には左寄りにたなびく。この動作を定期的
に繰り返すことで、磁性コードへの過剰に付着した汚泥
を剥離させる。これによって今まで管理者の勘と経験に
頼っていた汚泥の管理を、リアクター外部の電磁気コイ
ルに流す電流を調整することで制御する。 （実施例６）図７のリアクターには複数の仕切り板が設
けてある。この図３の場合の状態のように、リアクター
の右側に磁界を発生させると、磁性コードは仕切り板の
面に磁力により保持される。左側に磁界を発生させると
逆の面に保持される。この動作を繰り返すことで余計な
汚泥が付着しないよう制御する。廃水は仕切り板の間を
通過するうちに磁性コードに生育する微生物群に消費さ
れる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、磁気力を利
用するこの発明の廃水処理の方法、そして装置によっ
て、担体に付着する発生ガスを取り除くことで担体の浮
上を抑え、担体相に発生するチャネリングを防ぎ、処理
槽中での乱流の形成によって、基質や酸素の担体中への
浸透、拡散を促進することができる。
用するこの発明の廃水処理の方法、そして装置によっ
て、担体に付着する発生ガスを取り除くことで担体の浮
上を抑え、担体相に発生するチャネリングを防ぎ、処理
槽中での乱流の形成によって、基質や酸素の担体中への
浸透、拡散を促進することができる。
【００２７】また、包括固定化担体として磁性コードを
用いるこの発明においては、具体的にも次のような効果
が得られる。 ＜１＞包括固定ゲルの中に濃縮微生物群が保持されてい
るので廃水処理運転までの立ち上がりが速い。 ＜２＞包括固定ゲルの中に濃縮微生物群が保護されてい
るので、外的ストレスに強く、安定した処理が期待でき
る。 ＜３＞リアクターにメンテナンスのための配管設備を必
要とせず、また攪拌設備も必要最低限の設備で事足り
る。 ＜４＞リアクター外部の磁気コイルに流す電流の調節で
メンテナンスを行うことができる。汚泥を適切に保つた
めの管理者の特別な勘や経験を必要としない。
用いるこの発明においては、具体的にも次のような効果
が得られる。 ＜１＞包括固定ゲルの中に濃縮微生物群が保持されてい
るので廃水処理運転までの立ち上がりが速い。 ＜２＞包括固定ゲルの中に濃縮微生物群が保護されてい
るので、外的ストレスに強く、安定した処理が期待でき
る。 ＜３＞リアクターにメンテナンスのための配管設備を必
要とせず、また攪拌設備も必要最低限の設備で事足り
る。 ＜４＞リアクター外部の磁気コイルに流す電流の調節で
メンテナンスを行うことができる。汚泥を適切に保つた
めの管理者の特別な勘や経験を必要としない。
【図１】ターンテーブル式磁石利用廃水処理装置を例示
した平面図と断面図である。
した平面図と断面図である。
【図２】図１の装置による硝酸態窒素除去の結果例を示
した図である。
した図である。
【図３】横移動式磁石利用型廃水処理装置を例示した平
面図と断面図である。
面図と断面図である。
【図４】図３の装置による硝酸態窒素除去の結果例を示
した図である。
した図である。
【図５】磁性コードを用いた硝酸態窒素除去の結果例を
示した図である。
示した図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は磁性コードの位置変動の例を示
した断面図である。
した断面図である。
【図７】図６と別の例を示した断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/02 - 3/10 C02F 3/28 - 3/30 C02F 3/34 101
Claims (8)
- 【請求項１】 微生物を保持し、かつ磁性を帯びた包括
固定化担体を浸漬固定ろ床に充填した処理槽により廃水
処理する方法であって、磁性を帯びた包括固定化担体の
水中位置を外部磁界による磁力で磁界方向を変化させる
ことで制御して廃水処理することを特徴とする廃水処理
方法。 - 【請求項２】 包括固定化担体を、ビーズ状、板状、コ
ード状もしくは集合スラッジ状のものとする請求項１の
廃水処理方法。 - 【請求項３】 磁力による制御を、永久磁石もしくは電
磁コイルにより行う請求項１または２の廃水処理方法。 - 【請求項４】 微生物を保持し、磁性を帯びた包括固定
化担体を浸漬固定ろ床に内蔵した廃水処理装置であっ
て、水中での前記包括固定化担体の位置を磁界方向を変
化させることで制御する磁力付与手段を備えていること
を特徴とする廃水処理装置。 - 【請求項５】 包括固定化担体が、ビーズ状、板状、コ
ード状もしくは集合スラッジ状のものである請求項４の
廃水処理装置。 - 【請求項６】 磁力付与手段が永久磁石もしくは電磁コ
イルである請求項４の廃水処理装置。 - 【請求項７】 磁力付与手段が固定または変動磁界を与
える請求項４または６の廃水処理装置。 - 【請求項８】 請求項２の方法におけるコード状包括固
定化担体としての磁性コードであって、ひも状支持体と
しての高分子重合体に超常磁性体と微生物が支持されて
いることを特徴とする磁性コード。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11041969A JP3078533B1 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 廃水処理方法とその装置 |
| PCT/JP2000/000932 WO2000048948A1 (fr) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | Boues magnetiques pouvant etre utilisees dans le traitement des eaux usees, procede de preparation de ces boues, et procede de traitement des eaux usees |
| DE60044806T DE60044806D1 (de) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | Zur wasserbehandlung geeigneter magnetischer schlamm, verfahren zu seiner herstellung und verfahren zur wasserbehandlung |
| US09/913,737 US6673244B1 (en) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | Magnetic sludge suitable for use in wastewater treatment, method for preparing the same and method for wastewater treatment |
| EP20100006580 EP2241537A1 (en) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | Apparatus with magnetic sludge for use in wastewater treatment |
| CNB008039658A CN1241843C (zh) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | 使用磁性污泥的废水处理方法 |
| EP00904035A EP1176122B1 (en) | 1999-02-19 | 2000-02-18 | Magnetic sludge suitable for use in waste water treatment and method for preparing the same and method for waste water treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11041969A JP3078533B1 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 廃水処理方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3078533B1 true JP3078533B1 (ja) | 2000-08-21 |
| JP2000237779A JP2000237779A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12623032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11041969A Expired - Fee Related JP3078533B1 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 廃水処理方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3078533B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115504568A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 丁光俊 | 一种使用磁芯悬浮填料的生化池及其污水处理系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6497763B1 (ja) * | 2018-06-21 | 2019-04-10 | 株式会社セイネン | 水質浄化システム |
-
1999
- 1999-02-19 JP JP11041969A patent/JP3078533B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115504568A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 丁光俊 | 一种使用磁芯悬浮填料的生化池及其污水处理系统 |
| CN115504568B (zh) * | 2022-09-21 | 2023-10-13 | 丁光俊 | 一种使用磁芯悬浮填料的生化池及其污水处理系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000237779A (ja) | 2000-09-05 |
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