JP3399749B2 - 汚水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機物を含有し
た汚水の処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の汚水処理方法として、例えば、特
公平３−７６９９９号公報に開示された有機性廃水の処
理方法があり、図４はそのフローシート図である。この
有機性廃水の処理方法は、有機性廃水を第一および第二
嫌気性ろ床槽に順次流入させて段階的に嫌気性処理を行
い、第二嫌気性ろ床槽からの処理水を好気性ろ床槽に導
入して前記処理水に含まれる有機物の酸化分解および窒
素成分の硝化を行い、前記好気性ろ床槽の処理水の一部
を前記第二嫌気性ろ床槽に循環させると共に、前記好気
性ろ床槽の洗浄排水および余剰汚泥を間欠的に第一嫌気
性ろ床槽に返送するプロセスとなっている。

【０００３】このような従来公報の有機性廃水の処理方
法によれば、第一嫌気性ろ床槽での有機物の可溶化およ
び酸生成反応の促進が図れ、これに伴って第二嫌気性ろ
床槽では効率的な脱窒反応が促進されると共に、好気性
ろ床槽の負荷が軽減されるなどの効果を得ることができ
る。

【０００４】ここで、嫌気性処理工程と好気性処理工程
とを組合せた汚水処理方法は、安定した有機物除去が期
待でき、また、固定生物膜を利用した嫌気・好気ろ床法
による汚水処理方法では、省エネルギー化が図れ、
汚泥生成量が極めて少なく、維持管理の容易化が図れ
るなどの特性を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来公報の有機性廃水
の処理方法は以上のようなプロセスから成り、第二嫌気
性ろ床槽に好気性ろ床槽の処理水の一部を循環させてい
るので、第二嫌気性ろ床槽での嫌気状態が損なわれてし
まう。そのため、嫌気性処理の特性、即ち、十分な消化
処理により汚泥生成量が極めて少ないという特性が打ち
消されてしまうという課題があった。特に、固定生物膜
を利用した嫌気・好気ろ床法による汚水処理方法では、
窒素の除去率が低く、リンの除去率も低いという問
題点があり、これは高度処理化を指向する現在の汚水処
理動向において大きなウイークポイントになっていると
いう課題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、有機性汚水を段階的に嫌気性処
理することにより、汚水中に含まれた有機物の分解・除
去処理を安定して効率よく行い、この段階的嫌気性処理
工程では汚泥生成量が極めて少ないという嫌気性処理の
特性を維持でき、また好気性処理工程では、新たに設
けた脱窒処理工程からの処理水に含まれる有機物の酸化
分解および窒素成分の硝化を行い、硝化した窒素を含む
好気性処理工程の処理水の一部は脱窒処理工程に循環し
て脱窒が行われ、脱窒処理工程を独立して設けたこと
により、脱窒処理工程での脱窒率が理論的に計算できる
という、以上のような汚水処理装置を得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る汚水処理装置は、それぞれの槽内に生物膜付着性のろ
材が充填され、有機性汚水を段階的に処理するメタン発
酵用の第一嫌気性ろ床槽及び第二嫌気性ろ床槽と好気性
ろ床槽からなる汚水処理装置において、前記第二嫌気性
ろ床槽と前記好気性ろ床槽との間に脱窒処理槽を配置
し、その脱窒処理槽に前記好気性ろ床槽から処理水の一
部を循環させる手段と、前記脱窒処理槽に有機炭素源と
なりうる薬品を注入する設備とを備えたものである。

【０００８】

【０００９】請求項２記載の発明に係る汚水処理装置
は、請求項１記載の汚水処理装置において、第一嫌気性
ろ床槽の処理水の一部を脱窒処理槽へ移送するように構
成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１． 図１はこの発明に対応した実施の形態１による汚水処理
装置を示すフローシート図である。この実施の形態１に
よる汚水処理装置は、第一嫌気性処理工程１と第二嫌気
性処理工程２と脱窒処理工程３と好気性処理工程４と処
理水槽５とを直列に接続すると共に、好気性処理工程４
の処理水の一部を処理水槽５から循環流路６を介して脱
窒処理工程３に循環させ、且つ、その脱窒処理工程３に
薬品注入設備７から薬品を注入するプロセスとなってい
る。

【００１１】このようなプロセスの汚水処理装置は、第
二嫌気性処理工程２の後に独立した脱窒処理工程３を設
けた点、この脱窒処理工程３に好気性処理工程４からの
処理水の一部を循環させる点、薬品注入設備７から脱窒
処理工程３に有機炭素源になり得る薬品を注入する点を
特徴とする。

【００１２】そこで、上記プロセスによる汚水処理につ
いて説明する。汚水が第一嫌気性処理工程１に流入して
嫌気性処理が行われた後、その処理水が第二嫌気性処理
工程２に移流して更に嫌気性処理が行われる。このよう
にして、直列した２段階の嫌気性処理工程で順次段階的
に嫌気性処理された処理水が次工程の脱窒処理工程３に
送られる。

【００１３】ここで、第二嫌気性処理工程２の後には独
立した脱窒処理工程３が設けられていて、この工程に好
気性処理工程４の処理水の一部が循環しているため、第
一および第二嫌気性処理工程１，２は絶対嫌気性の状態
を保持することができる。

【００１４】このように絶対嫌気性の状態に保たれた第
一及び第二嫌気性処理工程１，２では、特に固定生物膜
を利用した場合、汚泥生成量が少ないという特性を維持
しながら、汚水中に含まれた有機物の分解・除去処理が
安定して効率よく行われる。

【００１５】そして、次工程の脱窒処理工程３では、無
酸素状態である通性嫌気性の状態を保ち、循環されてく
る好気性処理工程４の処理水の脱窒処理が行われる。こ
の脱窒処理工程３の処理水は次工程の好気性処理工程４
に送られ、前記処理水中に含まれた有機物の酸化分解お
よび窒素成分の硝化が行われる。

【００１６】以上のプロセスにおいて、嫌気性処理が安
定して行われた結果、第二嫌気性処理工程２から脱窒処
理工程３に送り込まれる処理水には脱窒反応に有効な有
機炭素源となり得る有機物が欠乏することが考えられ
る。そのため、必要に応じて脱窒処理工程３には薬品注
入設備７から有機炭素源となり得る薬品が注入される。
また、上述の如く第二嫌気性処理工程２の後に独立して
設けられた脱窒処理工程３では、脱窒のみを目的に設け
られているため脱窒率を理論的に計算することができ、
運転管理がし易い。

【００１７】なお、この実施の形態１による上記プロセ
スでは、第一嫌気性処理工程１に対する一日の流入汚水
量＝Ｑとした場合、好気性処理工程４後の処理水槽５か
ら脱窒処理工程３に対する循環水量は０．５Ｑ〜３．０
Ｑに設定される。また、薬品注入設備７から脱窒処理工
程３に注入される炭素源としては一般に低級アルコール
や酢酸が利用される。そして、脱窒処理工程３及び好気
性処理工程４は一日０〜３回程度の逆洗が行われ、この
逆洗による洗浄水や汚泥が第一嫌気性処理工程１に送ら
れる。

【００１８】実施の形態２． 図２はこの発明の実施の形態２による汚水処理装置を示
すフローシート図である。同図において、１１は第一嫌
気性ろ床槽、１２は第二嫌気性ろ床槽、１３は脱窒処理
槽、１４は好気性ろ床槽、１５は処理水槽であって、こ
の順序でそれらは直列に接続された配列構成となってい
る。

【００１９】１６は好気性ろ床槽１４で好気性処理され
た処理水の一部を脱窒処理槽１３に返送すべく処理水槽
１５と脱窒処理槽１３とを接続する循環流路、１７は脱
窒処理槽１３にメチルアルコールや酢酸等の有機炭素源
を注入するための薬品注入設備、１８は処理水槽１５か
ら好気性ろ床槽１４及び脱窒処理槽１３に逆洗水を供給
するための逆洗用流路、１９は好気性ろ床槽１４及び脱
窒処理槽１３から第一嫌気性ろ床槽１１に洗浄水や汚泥
を返送するための洗浄用流路である。

【００２０】以上のように構成された汚水処理装置で
は、上記実施の形態１で述べた汚水処理方法の場合と同
様のプロセスで汚水処理を行うことができ、従って、上
記実施の形態１の場合と同様の作用効果が得られる。

【００２１】実施の形態３． 図３はこの発明の実施の形態３による汚水処理装置を示
すフローシート図である。図３において、２０は第一嫌
気性ろ床槽１１の処理水の一部を脱窒処理槽１３にバイ
パスするためのバイパス流路であり、その他の構成は図
２と同一であるため同一部分に同一符号を付して付して
重複説明を省略する。

【００２２】この実施の形態３では、上記実施の形態２
の場合と同様に、第二嫌気性ろ床槽１２の後に脱窒処理
槽１３を設けた点、及び第一嫌気性ろ床槽１１の処理水
の一部をバイパス流路２０で脱窒処理槽１３に直接送り
込むようにした点を特徴とする。

【００２３】即ち、第一嫌気性ろ床槽１１の処理水の一
部がバイパス流路２０で脱窒処理槽１３に送り込まれる
ため、第一嫌気性ろ床槽１１で嫌気性処理が行われた脱
窒反応に有効な有機炭素源になり得る有機物を充分に含
む処理水は第二嫌気性ろ床槽１２と脱窒処理槽１３とに
分配される。その分配比は流入汚水の水質と水量とに応
じて適宜設定されるが、一般的な下水の場合、第二嫌気
性ろ床槽１２と脱窒処理槽１３との水量分配比は１：４
〜４：１程度に設定される。

【００２４】このように、脱窒反応に有効な有機炭素源
となり得る有機物を充分に含む第一嫌気性ろ床槽１１の
処理水の一部がバイパス流路２０を経て脱窒処理槽１３
に直接送り込まれることにより、脱窒処理槽１３での脱
窒反応を円滑に促進させることができる。

【００２５】また、上述の如く、第一嫌気性ろ床槽１１
から脱窒処理槽１３に脱窒反応に有効な有機炭素源とな
り得る有機物を充分に含む処理水の一部が直接送り込ま
れることにより、薬品注入設備１７から脱窒処理槽１３
に注入する脱窒反応に有効な有機炭素源となり得る薬品
の注入量を大幅に削減することができ、経済的に有効で
ある。更には、バイパス流路２０を設けたことによっ
て、第二嫌気性ろ床槽１２での水量負荷が低減し、この
ため第二嫌気性ろ床槽１２の容積を小さくできて省スペ
ース化が図れる。

【００２６】なお、本発明における第一嫌気性ろ床槽１
１，第二嫌気性ろ床槽１２および脱窒処理槽１３には、
生物膜を付着させるろ材が充填されているが、一般に嫌
気性下での生物膜の付着性は弱く、槽内流速が早過ぎた
り乱流が生じたりすると生物膜が剥離して処理効率が低
下する。そのため、ろ材には、皿状体，円筒状体，網状
体，ひも状体などの生物膜の付着性が特に優れたものを
用いる必要がある。同様に好気性ろ床槽１４において
も、曝気等による流動下でも生物膜の付着性がよく、ま
た浮遊物質の捕捉性が優れた上述の如きろ材を用いる必
要がある。

【００２７】また、本発明の実施の形態１から実施の形
態３を示す図１〜図３では、各処理工程が１つずつしか
示されていないが、各処理工程を複数設け並列して処理
を行ってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、それぞれの槽内に生物膜付着性のろ材が充填さ
れ、有機性汚水を段階的に処理するメタン発酵用の第一
嫌気性ろ床槽及び第二嫌気性ろ床槽と好気性ろ床槽から
なる汚水処理装置において、前記第二嫌気性ろ床槽と前
記好気性ろ床槽との間に脱窒処理槽を配置し、その脱窒
処理槽に前記好気性ろ床槽から処理水の一部を循環させ
るると共に、前記脱窒処理槽には有機炭素源となりうる
薬品を注入するように構成したことにより、第一および
第二嫌気性ろ床槽には好気性ろ床槽の処理水が循環して
こないため、第一および第二嫌気性ろ床槽では絶対嫌気
性の状態に保たれ、汚水に含まれる有機物の分解除去を
安定して効率よく行うことができるという効果がある。
また、固定生物膜を利用した処理となるため、汚泥生成
量が極めて少ないという嫌気性処理の特性を維持するこ
とができるという効果がある。更に、好気性ろ床槽で処
理された酸化態窒素を含む処理水の一部を脱窒処理槽に
循環させ、この脱窒処理槽に有機炭素源となる得る薬品
が注入されることにより、脱窒処理槽では脱窒反応を円
滑に促進させることができ、処理水中の窒素除去を効率
よく行うことができるという効果がある。加えて、第二
嫌気性ろ床槽の後に独立した脱窒処理槽を設けたことに
より、脱窒処理槽での脱窒率を理論的に計算することが
でき、運転管理がし易いという効果がある。

【００２９】

【００３０】請求項２記載に発明によれば、脱窒処理槽
に第一嫌気性ろ床槽の処理水の一部を移送する構成とし
たことにより、有機炭素源となり得る有機物を含む第一
嫌気性ろ床槽の処理水の一部が脱窒処理槽に直接送り込
まれるので、脱窒処理槽では脱窒反応が円滑に促進され
るという効果があると共に、薬品注入設備からの有機炭
素源となり得る薬品の注入量を大幅に削減できて経済的
であるという効果が得られる。更に上述の如く、第一嫌
気性ろ床槽の処理水の一部を脱窒処理槽にバイパスする
ので、第二嫌気性ろ床槽の水量負荷が低減し、このた
め、第二嫌気性ろ床槽の容積を小さくできて省スペース
化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による汚水処理装置を
示すフローシート図である。

【図２】この発明の実施の形態２による汚水処理装置を
示すフローシート図である。

【図３】この発明の実施の形態３による汚水処理装置を
示すフローシート図である。

【図４】従来の汚水処理装置を示すフローシート図であ
る。

【符号の説明】

１１ 第一嫌気性ろ床槽 １２ 第二嫌気性ろ床槽 １３ 脱窒処理槽 １４ 好気性ろ床槽 １６ 循環流路１７ 薬品注入設備 ２０ バイパス流路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの槽内に生物膜付着性のろ材が
   充填され、有機性汚水を段階的に処理するメタン発酵用
   の第一嫌気性ろ床槽及び第二嫌気性ろ床槽と好気性ろ床
   槽からなる汚水処理装置において、前記第二嫌気性ろ床槽と前記好気性ろ床槽との間に脱窒
   処理槽を配置し、その脱窒処理槽に前記好気性ろ床槽か
   ら 処理水の一部を循環させる手段と、前記脱窒処理槽に
   有機炭素源となりうる薬品を注入する設備とを備えたこ
   とを特徴とする汚水処理装置。
2. 【請求項２】 第一嫌気性ろ床槽の処理水の一部を脱窒
   処理槽へ移送する手段を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の汚水処理装置。