JP3696359B2 - Wastewater treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、生物膜付着担体を用いた流動床によって下排水の処理を行う排水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
流動担体を使用した流動床による排水処理法は、生物の保持量が多く、高い撹拌力が得られることから、処理効率が良好で、コンパクトな装置で十分な排水処理を行うことが可能である。このため、従来から多くの研究が成されているが、産業排水処理における小規模施設での実用化例はあるものの、公共の下水処理等の比較的大規模での実用例はほとんど無い。
【0003】
図4は、流動床を用いた従来の排水処理装置の一例を示すものである。この排水処理装置は、下排水の処理において、硝化処理までを行った処理水(NO2 −N,NO3 −N等の酸化態窒素を含む硝化液)を流動床を用いて脱窒処理するためのものであって、流動床からなる脱窒槽1と酸化処理を行う接触曝気槽2とを有している。脱窒槽1の内部には、生物ろ床となる流動担体(接触材,ろ材等)3aが充填されており、この流動担体充填部3の下方に被処理水の流入部4が、上方に処理水の流出部5がそれぞれ設けられている。また、流入部4には、被処理水にメタノール等の炭素源を添加する経路6が設けられており、脱窒槽1の上部は、流動担体3が処理水と共に流出するのを防止するため、水面積が大きくなるように形成されている。
【0004】
前記接触曝気槽2は、接触材7aを充填した接触材充填部7の下方に散気装置8を設けたもので、槽上部に脱窒槽1からの処理水の流入部9と曝気処理水の流出部10とが設けられている。
【0005】
上記構成の排水処理装置は、流入部4の被処理水に経路6からメタノール等の炭素源を添加して脱窒槽1に導入し、ここで脱窒処理を行って窒素を除去した後、余剰の炭素源を接触曝気槽2で酸化処理することにより除去している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、炭素源を添加して脱窒処理を行う場合、経路6からの炭素源の添加量は、タイマーあるいはpH,ORP等のセンサーにより制御することもできるが、被処理水の流入変動に対して完全に制御することは困難であり、また、炭素源を過剰に添加した方が脱窒速度が上昇することから、通常は、炭素源をある程度過剰に添加するようにしている。したがって、この場合には、過剰に添加した炭素源の余剰分を酸化して除去する手段を設ける必要があり、従来は、上述のように、脱窒槽1とは別に接触曝気槽2を設けるようにしていた。このため、装置の設置面積が大きくなるとともに、配管等も複雑になるという問題があった。
【0007】
そこで本発明は、単一の処理槽で効率のよい脱窒処理と酸化処理とを行うことができ、装置のコンパクト化を図ることができる排水処理装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、処理槽の上部にプラスチック製の空隙率90%以上の接触材を充填し、下部に流動担体を充填するとともに、前記接触材充填部と流動担体充填部との間に散気手段を設け、前記流動担体充填部の下方に被処理水の流入部を、前記接触材充填部の上方に処理水の流出部を、それぞれ設け、前記接触材充填部を、2枚の仕切板により接触材充填室、処理水循環室及び処理水流出室の3室に区画し、前記2枚の仕切板のうち、接触材充填室と処理水循環室とを区画する第1の仕切板は、その上下に処理水が通過可能な空間を形成すべく、処理水中に没して設けられており、処理水循環室と処理水流出室とを区画する第2の仕切板は、その下部にのみ処理水が通過可能な空間を形成すべく、上端を水面上に突出させて設けることによって、前記接触材充填部に過剰に流動化した流動担体を洗浄する洗浄機能を設けたことを特徴としている。
【0009】
さらに、本発明は、前記被処理水にメタノール等の炭素源を添加する経路を備えていることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、排水処理装置の参考例を示す断面図である。この排水処理装置は、処理槽11の上部に形成した大径部に、空隙率の大きなプラスチック製接触材12aを充填した接触材充填部12を設け、処理槽11の下部に、流動担体13aを充填した流動担体充填部13を設けるとともに、前記接触材充填部12と流動担体充填部13との間に散気手段14を設け、流動担体充填部13の下方に被処理水の流入部15を、前記接触材充填部12の上方に処理水の流出部16をそれぞれ設けたものである。さらに、脱窒処理を効率よく行うため、前記流入部15には、処理槽11内に流入する被処理水にメタノール等の炭素源を添加する炭素源添加経路17が設けられている。
【0011】
被処理水(原水)は、炭素源添加経路17から添加されるメタノール等の炭素源と混合した状態で流入部15から処理槽11の底部に流入し、流動担体充填部13及び接触材充填部12を上向流で流れる。被処理水は、嫌気状態で運転されている流動担体充填部13を通過する際に脱窒処理が行われ、散気手段14からの散気により好気状態で運転されている接触材充填部12を通過する際に余剰の炭素源の酸化処理が行われる。
【0012】
このように、流動床法により下排水の生物処理を行う排水処理装置において、処理槽11の下部に主として脱窒処理を行うための流動担体13aを充填し、上部には炭素源の酸化処理を行うための空隙率の大きなプラスチック製接触材12aを充填するとともに、プラスチック製接触材12aの下部に散気手段14を設けたことにより、一つの処理槽11で脱窒処理と余剰の炭素源の酸化処理とを行うことができるので、装置の設置面積を小さくすることができ、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【0013】
なお、本参考例及び図2の形態例で用いるプラスチック製の空隙率の大きな接触材12aとは、ポリエチレン,ポリプロピレン,硬質塩化ビニル等を所定形状、例えば波状、ボール状,網状,ループ状,パイプ状等に形成し、90%以上の空隙率を有するものであって、一般に知られている排水処理用接触材を使用することができる。また、流動担体13aとしては、アンスラサイト,ケイ砂,活性炭,軽量骨材等からなる直径0.4〜1mm程度のものを用いることができる。
【0014】
さらに、本参考例において、図に想像線で示すように、接触材充填部12を通過した槽上部の処理水の一部を流動担体充填部13の下部に循環させる循環経路18を設け、この循環経路18を用いて処理水の一部を循環させることにより、処理効率をさらに高めることができる。
【0015】
図2は、本発明の排水処理装置の一形態例を示す断面図である。この排水処理装置は、処理槽21の上部の接触材充填部に、過剰に流動化した流動担体を洗浄するための洗浄機能を設けたものである。水面積を大きくするために大きく形成されている処理槽21の上部には、該処理槽21の上部を、接触材充填室22,処理水循環室23及び処理水流出室24の3室に区画する2枚の仕切板25,26が設けられている。接触材充填室22と処理水循環室23とを区画する第1の仕切板25は、処理水中に没するように設けられており、その上下に処理水が通過可能な空間が形成されている。また、処理水循環室23と処理水流出室24とを区画する第2の仕切板26は、上端を水面上に突出させるように設けられており、その下部にのみ処理水が通過可能な空間が形成されている。
【0016】
前記接触材充填室22には、前記同様のプラスチック製接触材12aが充填されるとともに、該プラスチック製接触材12aの下方に散気手段14が設けられており、処理水は、散気手段14からの散気による上昇力でプラスチック製接触材12a部分を上昇し、ここで余剰の炭素源の酸化処理が行われるとともに、処理槽下部の流動担体充填部13からこの接触材充填室22にまで上昇してきた過剰に流動化した流動担体13bは、散気による撹拌力によって洗浄処理される。
【0017】
接触材充填室22を上昇した処理水及び流動担体13bは、仕切板25の上部空間を通過して処理水循環室23内に流入し、該処理水循環室23内を下降する。この処理水循環室23を下降した処理水の一部は、流動担体13bと共に仕切板25の下部空間を通過して接触材充填室22方向に流れ、処理水及び洗浄処理が不十分な流動担体13bは再び接触材充填室22を上昇し、十分に洗浄処理された流動担体13bは、下方の流動担体充填部13へ下降していく。
【0018】
また、処理水循環室23を下降した処理水の残部は、仕切板26の下部空間を通過し、水面積を比較的大きくした処理水流出室24を上昇し、ここで流動担体13bの沈降分離が行われて上部の流出部16から流出する。
【0019】
このように、処理槽上部の接触材充填部に、生物膜の肥大化により流動化し過ぎた流動担体の洗浄を散気による撹拌で行う機能を付加することにより、流動担体に付着する生物膜の量を適正に制御することができ、流動担体充填部13を最適な状態に管理することができる。
【0020】
なお、洗浄機能は、上記散気による撹拌だけでなく、処理水等を注入して強く撹拌するようにしてもよい。また、仕切板の形状は任意であり、例えばドラフトチューブ形式に形成することもできる。
【0021】
図3は、本発明の排水処理装置を用いた排水処理設備の一例を示すものであって、前記図2に示した構造を有する処理槽21を脱窒槽として用い、BOD,SSの処理に加えて窒素の処理も行うようにしている。
【0022】
流入下水(原水)は、スクリーン31を通って原水槽32に流入した後、ポンプ33により配管34を介して最初沈殿池35に流入し、沈殿処理されてから硝化促進型のエアレーションタンク36に流入する。このエアレーションタンク36内には、硝化菌を包括固定化した担体が投入されており、底部の散気装置37からの散気により原水中の窒素の硝化が行われる。担体分離スクリーン38を介してエアレーションタンク36から流出した処理水(硝化液)は、最終沈殿池39に送られて汚泥の分離が行われる。この最終沈殿池39で発生した汚泥は、一部が返送汚泥としてエアレーションタンク36に循環し、残部が余剰汚泥として汚泥貯留槽40に送られ、最初沈殿池35の沈殿物と一緒に処理される。
【0023】
前記最終沈殿池39から流出した硝化液は、中継槽41を介して前記処理槽(脱窒槽)21に流入する。この処理槽21では、流入水が十分に硝化処理されたものであるから、炭素源添加経路17からメタノール等の炭素源が流入水に添加され、槽下部の流動担体充填部13では主に脱窒反応が行われ、槽上部の接触材充填室22では、散気手段14からの散気により余剰の炭素源を酸化して除去する反応が行われる。
【0024】
処理槽21で窒素の除去及び余剰の炭素源の除去が行われた処理水は、仕上げ処理を行うろ過槽42に送られ、SS成分の除去等が行われた後、処理水槽43を経て河川等に放流される。また、ろ過槽42の洗浄排水は、経路44により原水槽32に戻されて再処理される。
【0025】
このように、下水の二次処理に、硝化菌を包括固定化した担体を投入した硝化促進型のエアレーションタンク36を用い、その処理水(硝化液)を処理槽(脱窒槽)21で脱窒処理する流れは、窒素規制の対応を迫られている既設の下水処理場において、非常に有望な改善策となり得る。なお、仕上げ処理としてのろ過槽42は、省略することもできる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の排水処理装置は、上部にプラスチック製の空隙率の大きな接触材を充填し、下部に流動担体を充填するとともに、前記接触材充填部と流動担体充填部との間に散気手段を設けて上向流で下排水の処理を行うので、単一の処理槽で十分な脱窒処理と余剰炭素源の酸化除去処理とを行うことができ、装置の簡略化やコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 排水処理装置の参考例を示す断面図である。
【図2】 本発明の排水処理装置の一形態例を示す断面図である。
【図3】 本発明の排水処理装置を用いた排水処理設備の一例を示す系統図である。
【図4】 従来の流動床法による排水処理装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
11…処理槽、12…接触材充填部、12a…空隙率の大きなプラスチック製接触材、13…流動担体充填部、13a,13b…流動担体、14…散気手段、15…流入部、16…流出部、17…炭素源添加経路、18…循環経路、21…処理槽、22…接触材充填室、23…処理水循環室、24…処理水流出室、25,26…仕切板、32…原水槽、35…最初沈殿池、36…エアレーションタンク、39…最終沈殿池、40…汚泥貯留槽、41…中継槽、42…ろ過槽、43…処理水槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wastewater treatment apparatus, and more particularly, to a wastewater treatment apparatus that treats sewage with a fluidized bed using a biofilm-adhered carrier.
[0002]
[Prior art]
The wastewater treatment method using a fluidized bed using a fluid carrier has a large amount of organisms retained and a high agitation power, so that the treatment efficiency is good and sufficient wastewater treatment can be performed with a compact device. . For this reason, a lot of research has been done so far, but there are practical examples in a small-scale facility for industrial wastewater treatment, but there are few practical examples on a relatively large scale such as public sewage treatment.
[0003]
FIG. 4 shows an example of a conventional wastewater treatment apparatus using a fluidized bed. This waste water treatment apparatus denitrifies treated water (nitrification liquid containing oxidized nitrogen such as NO 2 -N, NO 3 -N) that has been subjected to nitrification treatment using a fluidized bed. Therefore, it has a denitrification tank 1 composed of a fluidized bed and a
[0004]
The
[0005]
In the wastewater treatment apparatus having the above configuration, a carbon source such as methanol is added to the water to be treated in the inflow portion 4 from the path 6 and introduced into the denitrification tank 1, where denitrification treatment is performed to remove nitrogen, and surplus The carbon source is removed by oxidizing in the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the denitrification treatment is performed by adding a carbon source, the amount of carbon source added from the path 6 can be controlled by a timer or a sensor such as pH, ORP, etc. However, it is difficult to completely control the carbon source, and since the denitrification rate increases when the carbon source is excessively added, the carbon source is usually added to some extent excessively. Therefore, in this case, it is necessary to provide a means for oxidizing and removing the excess of the excessively added carbon source. Conventionally, as described above, the
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus that can perform efficient denitrification treatment and oxidation treatment in a single treatment tank, and can achieve downsizing of the apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the wastewater treatment apparatus of the present invention fills the upper part of the treatment tank with a plastic contact material having a porosity of 90% or more, and fills the lower part with a fluid carrier, the diffuser means between the fluidized carrier filling section provided, the inlet of the water to be treated beneath the fluidized carrier filling section, the outflow of the treated water above the contact material filling unit, respectively, the contact The material filling section is divided into three chambers, a contact material filling chamber, a treated water circulation chamber, and a treated water outflow chamber, by two partition plates. Of the two partition plates, the contact material filling chamber and the treated water circulation chamber are separated from each other. The first partition plate to be partitioned is immersed in the treated water so as to form a space through which the treated water can pass above and below, and a second partition that partitions the treated water circulation chamber and the treated water outflow chamber. The partition plate has an upper end to form a space through which treated water can pass only at the bottom. By providing so as to protrude on the surface, it is characterized in that a cleaning function for cleaning the excess fluidized flow carrier to the contact material filling unit.
[0009]
Furthermore, the present invention is characterized that you have provided a path for adding a carbon source such as methanol in the treated water.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a reference example of a wastewater treatment apparatus. This waste water treatment apparatus is provided with a contact material filling portion 12 filled with a plastic contact material 12a having a large porosity at a large diameter portion formed at the upper portion of the treatment tank 11, and a fluid carrier 13a is provided at the lower portion of the treatment tank 11. In addition to providing the fluid
[0011]
The water to be treated (raw water) flows from the
[0012]
In this way, in the wastewater treatment apparatus that performs biological treatment of sewage by the fluidized bed method, the lower part of the treatment tank 11 is filled with the fluid carrier 13a for mainly performing the denitrification treatment, and the carbon source is oxidized at the upper part. In addition to filling the plastic contact material 12a with a large porosity to be performed and providing the aeration means 14 at the lower portion of the plastic contact material 12a, the denitrification treatment and the surplus carbon source can be performed in one processing tank 11. Since the oxidation treatment can be performed, the installation area of the apparatus can be reduced, and the apparatus as a whole can be made compact.
[0013]
The plastic contact material 12a having a large porosity used in this embodiment and the embodiment shown in FIG. 2 is made of polyethylene, polypropylene, hard vinyl chloride or the like in a predetermined shape, for example, a wave shape, a ball shape, a net shape, a loop shape, a pipe. It is formed in a shape and has a porosity of 90% or more, and a generally known waste water treatment contact material can be used. As the fluid carrier 13a, one having a diameter of about 0.4 to 1 mm made of anthracite, silica sand, activated carbon, lightweight aggregate or the like can be used.
[0014]
Furthermore, in this reference example, as shown by an imaginary line in the figure, a
[0015]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention. In this waste water treatment apparatus, a cleaning function for cleaning the fluid carrier that has been excessively fluidized is provided in the contact material filling unit at the top of the
[0016]
The contact
[0017]
The treated water and the
[0018]
Further, the remaining portion of the treated water descending the treated
[0019]
In this way, by adding the function of washing the fluid carrier that has become too fluidized due to the enlargement of the biofilm to the contact material filling part at the upper part of the treatment tank by agitation by aeration, the biofilm adhering to the fluid carrier is removed. The amount can be controlled appropriately, and the fluid
[0020]
In addition, the cleaning function may not only be agitated by the above-mentioned aeration, but may be agitated strongly by injecting treated water or the like. Moreover, the shape of a partition plate is arbitrary, For example, it can also form in a draft tube form.
[0021]
FIG. 3 shows an example of a wastewater treatment facility using the wastewater treatment apparatus of the present invention. The
[0022]
The inflowing sewage (raw water) flows into the
[0023]
The nitrification liquid flowing out from the
[0024]
The treated water from which nitrogen has been removed and the excess carbon source has been removed in the
[0025]
In this way, the nitrification promotion
[0026]
【The invention's effect】
As described above, the wastewater treatment apparatus of the present invention fills the upper part with a plastic contact material having a large porosity and fills the lower part with a fluid carrier, and includes the contact material filling part and the fluid carrier filling part. Since the sewage treatment is performed in an upward flow with an air diffuser in between, sufficient denitrification treatment and oxidation removal treatment of surplus carbon source can be performed in a single treatment tank, simplifying the equipment And downsizing can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a reference example of a wastewater treatment apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a system diagram showing an example of waste water treatment equipment using the waste water treatment apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a wastewater treatment apparatus using a conventional fluidized bed method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Processing tank, 12 ... Contact material filling part, 12a ... Plastic contact material with large porosity, 13 ... Fluid carrier filling part, 13a, 13b ... Fluid carrier, 14 ... Air diffuser, 15 ... Inflow part, 16 ... Outflow part, 17 ... carbon source addition path, 18 ... circulation path, 21 ... treatment tank, 22 ... contact material filling chamber, 23 ... treated water circulation chamber, 24 ... treated water outflow chamber, 25, 26 ... partition plate, 32 ... original Water tank, 35 ... First sedimentation basin, 36 ... Aeration tank, 39 ... Final sedimentation basin, 40 ... Sludge storage tank, 41 ... Relay tank, 42 ... Filtration tank, 43 ... Treated water tank
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