JP5062572B2 - 接触酸化コンビネーションシステム - Google Patents

Description

この発明は水浄化処理システムに関し、特に、浄化処理の対象である被処理水に接触する接触材の表面にすみ着く微生物を利用して被処理水を浄化する水浄化処理システムに関する。

浄化処理の対象である被処理水に接触する接触材の表面にすみ着く微生物を利用して被処理水を浄化する方法は、いわゆる生物膜法と呼ばれている。この生物膜法では、接触材の表面にすみ着いた微生物が被処理水中の溶解性の有機性汚濁物質や有機物などを取り込んで生物膜を形成し、この生物膜が厚くなって内側の微生物層に酸素が行き渡らなることにより内側の微生物が死滅し、生物膜が接触材の表面から剥離することを利用するものである。

このような生物処理には、被処理水中での接触材の流動が規制されている固定床方式と、被処理水中で接触材が被処理水の流動につれて流動する流動床方式とがある。

この場合、固定床方式、流動床方式の浄化処理をそれぞれ単独で使用するのではなく、一つの水浄化処理システムの中で両者を併用している提案もされている。
特開平１０−２１６７６１号公報 特開２００４−１７４４３３号公報

前述した生物処理における固定床方式、流動床方式にはそれぞれ有利な面が存在しているが、従来、この固定床方式、流動床方式を効果的に組み合わせることによって浄化処理能力を向上させる点に関しては十分な提案がされていなかった。

そこでこの発明は、生物処理における固定床方式、流動床方式それぞれの有利な面を効果的に発揮させることによって、浄化処理能力の向上を図った水浄化処理システムを提案することを目的にしている。

前記課題を解決するため、この発明が提案するものは以下の通りである。

請求項１記載の発明は、
浄化処理される被処理水が上流側から下流側に向けて流動する一つの浄化処理用の水槽の中に、
複数の流動床用接触材が被処理水中で流動して流動床方式による浄化処理が行なわれる流動床領域と、
固定床用接触材が固定配置されていて固定床方式による浄化処理が行なわれる固定床領域と
が隣接して配備されている水浄化処理システムであって、
前記水槽の底部に散気手段を配備し、
流動床領域と固定床領域との境界に流動床領域で流動する流動床用接触材の固定床領域への流動を阻止するスクリーンを設置することによって流動床領域と固定床領域との間での被処理水の流動を可能にすると共に、流動床用接触材の流動床領域から固定床領域への流動を防止し、
前記スクリーンに隣接して配置される固定床領域の前記固定床用接触材と前記スクリーンとの間に所定の間隔を空けた
ことを特徴とする水浄化処理システムである。

請求項２記載の発明は、
前記散気手段は個別に制御される複数の単位散気手段が前記水槽の底部に上流側から下流側に向けて配備されているものであることを特徴とする請求項１記載の水浄化処理システムである。

請求項３記載の発明は、
隣接する各単位散気手段は、一方が散気動作を行なっている際に、他方が停止するように制御されることを特徴とする請求項２記載の水浄化処理システムである。

請求項４記載の発明は、
前記流動床領域の前記水槽の底部には、更に、汚泥排泥装置が配備されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の水浄化処理システムである。

この発明によれば、生物処理における固定床方式、流動床方式それぞれの有利な面を効果的に発揮させることによって浄化処理能力の向上を図った水浄化処理システムを提供することができる。

特に、浄化処理される被処理水が上流側から下流側に向けて流動する浄化処理用の既存の一つの水槽の中に流動床領域と固定床領域とを、流動床領域で流動する流動床用接触材の固定床領域への流動を阻止するスクリーンを介して隣接して設けることにより、既存の設備を利用し、水槽を個別に建設する費用を不要にして低コストで、固定床方式、流動床方式それぞれの有利な面を効果的に発揮させた水浄化処理システムを提供できる。

かかる本発明の水浄化処理システムは、固定床方式と流動床方式とを融合したものであって、固定床法と流動床法の複合水浄化処理システム、すなわち、接触酸化コンビネーションシステムといえるものである。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

図１は、この発明の水浄化処理システムである、固定床方式と流動床方式とを融合した固定床法と流動床法の複合水浄化処理システム、すなわち、接触酸化コンビネーションシステムの一例の概略構成を説明するものである。

浄化処理される被処理水が上流側（図１中、左側）から下流側（図１中、右側）に向けて流動する一つの浄化処理用の水槽１の中に、流動床領域２と固定床領域３とが隣接して配備され、流動床領域２と固定床領域３との境界にスクリーン４が配置されている。

スクリーン４は、流動床領域２と固定床領域３との間での被処理水の流動を可能にしている一方で、流動床領域２で流動する流動床用接触材９の固定床領域３への流動を阻止するものである。

水槽１の底部には、個別に制御される複数の単位散気手段８ａ〜８ｆが上流側から下流側に向けて配備されている。以下、各単位散気手段８ａ〜８ｆ、あるいは単位散気手段の総体を「散気手段８」と表すことがある。

各単位散気手段８ａ〜８ｆについての個別の制御は、手動、あるいは自動で行うことができる。

流動床領域２には複数の流動床用接触材９が投入されており、これが流動床領域２に配備されている散気手段８によって曝気されることにより被処理水中で流動し、流動床方式による浄化処理が行なわれる。

ここで、流動床領域２において上流側から順に配置されている単位散気手段８ａ、単位散気手段８ｂを個別に制御し、図１にＡで示されている位置における制御弁を開とし、図１にＢで示されている位置における制御弁を閉にすることによって単位散気手段８ａが配備されている位置のみで図１中、上向きの矢印で示される上昇流を生起させ、一方、単位散気手段８ｂが配備されている位置では図１中、下向きの矢印で示される下降流を生起させることができる。前述したように、このような各単位散気手段８ａ〜８ｆについての個別の制御は、手動、あるいは自動で行うことができるが、単位散気手段８ａ、８ｂのように隣接する各単位散気手段を、一方が散気動作を行なっている際に、他方が停止するように制御する場合は、自動制御方式にしておく方が手動方式に比較して煩雑さが少なくなる。

このように、各単位散気手段８ａ、８ｂを個別に制御し、水槽１の底部に上流側から下流側に向けて順に配備されている散気手段８ａ〜８ｆを、隣接する各単位散気手段８ａ、８ｂの一方が散気動作を行なっている際に、他方が停止するように制御することによって、流動床用接触材９を流動床領域２における被処理水中に効果的に流動させることができる。

こうして、流動床用接触材９の表面に形成された生物膜に、より効率よく被処理水や、溶解性の有機性汚濁物質、浮遊物質（Suspended Solids）（以下、本明細書・図面において「ＳＳ」と表すことがある）、混合液浮遊物質（以下、本明細書・図面において「ＭＬＳＳ」と表すことがある）などが接触できるようにして処理能力を向上させている。

固定床領域３では固定床方式による浄化処理が行なわれる。

固定床領域３に固定配置されている固定床用接触材５は、例えば、図４図示のように、鉛直方向に延びる直管束からなるハニカムチューブによって構成されている。

固定床領域３に配備されている散気手段８よって曝気されることにより、ハニカムチューブの各筒状部５ａ、５ａ（図４）を上昇する被処理水の流動が生じる。

図４図示の形態では、固定床用接触材５を、鉛直方向に延びる直管束からなるハニカムチューブによって構成する例を説明したが、固定床用接触材５は、図４図示の形態に限られない。水槽１の底部に配備されている散気手段８による曝気によって、散気手段８の上側に配備される固定床用接触材５を介して上昇流を生じさせ、前述した流動床領域２において散気手段８による曝気によって生起される被処理水中における流動に比較して上向かい方向に整った流動になる整流作用を発揮できるものであれば、波板形状や、礫、ボール形状など、この技術分野で公知の種々の形状・構造・形態のものとすることができる。

固定床領域３においても、上流側から下流側に向けて順に配置されている単位散気手段８ｃ〜８ｆを個別に制御し、図１にＣで示されている位置における制御弁を開とし、図１にＤで示されている位置における制御弁を閉にすることによって単位散気手段８ｃが配備されている位置におけるハニカムチューブの各筒状部５ａ、５ａの内部に図１中、上向きの矢印で示される上昇流を生起させ、微生物に必要な酸素を供給し、生物膜にＳＳや有機物が効率よく取り込まれるようにし、一方、単位散気手段８ｄが配備されている位置におけるハニカムチューブの各筒状部５ａ、５ａの内部に図１中、下向きの矢印で示される下降流を生起させて、余剰汚泥を適宜剥離させて効率よく浄化を行うことができる。

このように、本発明の水浄化処理システムにおいては、流動床領域２、固定床領域３のいずれにおいても、水槽１の底部に上流側から下流側に渡って配備されている複数の単位散気手段８ａ〜８ｂによって全面的な曝気を行ったり、個別に各単位散気手段８ａ〜８ｆを制御することによって、全面を分割して曝気する全面分割曝気を行うことができる。そして、これらによって、被処理水中に旋回流、等々を生じさせ、処理効率を向上させている。

図２は、流動床用接触材９の一例を表すものである。図示の実施形態では、流動床用接触材９は、表面積、比表面積を大きくすることを目的にして、中空部９ａを有する中空筒状体で、周壁９ｂの外周には、凸条９ｃと、凹溝９ｄとが交互に形成されているものにしている。このような流動床用接触材９は、例えば、合成樹脂製にすることができる。

図２図示の形状のもので、その寸法は、例えば、直径：１４ｍｍφ、長さ：１５ｍｍ、有効比表面積：２４９ｍ^２／ｍ^３、比重：０．９６ｇ／ｃｍ^３、重さ：１６８ｋｇ／ｍ^３とすることができる。

このような流動床用接触材９を複数個、例えば、２８００００個／ｍ^３の割合、充填率２０〜４０％として流動床領域２に投入する。

流動床用接触材９の形状・構造・形態は図２に例示されているものに限られず、表面積、比表面積を大きくすることを目的にして小型化され、空隙部、等々が種々の形状、構造で形成されている従来公知のものを使用することができる。

図４は、固定床用接触材５を鉛直方向に延びる直管束からなるハニカムチューブによって構成した場合における構造の一例を説明する一部を省略した斜視図である。ハニカムチューブは、例えば、塩ビ製とし、図４図示の状態で、例えば、横幅：５００ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、高さ：１０００ｍｍ、比表面積：１３３ｍ^２／ｍ^３（３０セル）、重さ：２７ｋｇ／ｍ^３（２３０ミクロン）とすることができる。

このような図４図示のハニカムチューブを、例えば、充填率８０％で固定床領域３に固定配備する。

図３はスクリーン４を説明するものである。スクリーン４は、前述したように、流動床領域２と固定床領域３との間での被処理水の流動を可能にしている一方で、流動床領域２で流動する流動床用接触材９の固定床領域３への流動を阻止するものである。

生物処理による水浄化処理の場合、接触材の表面積が大きいほど多くの微生物が接触材の表面にすみ着き、処理能力が大きくなる。そこで、流動床方式の生物処理では、図２で説明したように、接触材を中空体にしたり、空隙率の大きい構造にすることによって、接触材をより小型化しつつ、表面積を大きくすることが行われている。

この場合、比表面積が大きくなるほど微生物の付着量が多くなるので、例えば、図２図示のような中空の接触材の場合、より小口径にして比表面積を拡大するが、一方で、小口径になればなるほど、中空部が閉塞されてしまって、結果として微生物の付着できる表面積が小さくなってしまうという問題がある。

また、流動床方式の生物処理の場合、流動床領域２で流動する流動床用接触材９が流動床領域２から流出していかないように流動床用接触材９の流出を防止するスクリーンを設置するが、比表面積の拡大を目的として、図２図示のような中空の接触材とし、中空部の径を小さくすることによって微小化を図った場合、当該スクリーンの目幅も流動床用接触材９の微小化に対応させて微細化する必要がある。この場合、スクリーンの目幅を小さくすると、流入してくるＳＳの濃度が高い排水や、粘性のある排水、負荷の大きい排水などのとき、スクリーン自体にも生物膜が付着、生息し、目詰まりが生じて、上流側から下流側に向けた被処理水の円滑な流動が阻害されるという問題がある。

本発明は、一つの水槽１の中に、流動床領域２と固定床領域３とを、流動床領域２と固定床領域３との間での被処理水の流動を可能にしている一方で、流動床領域２で流動する流動床用接触材９の固定床領域３への流動を阻止するスクリーン４を挟んで隣接して配備することによって、この問題を解決したものである。

ここで、流動床領域２と固定床領域３との間での被処理水の流動を可能にしている一方で、流動床領域２で流動する流動床用接触材９の固定床領域３への流動を阻止するスクリーンに関しては、前述したように、接触材をより小型化し、表面積を大きくすることが望ましい一方で、小型化した中空部や空隙部が生物膜によって短期間で閉塞されてしまうことを避け、なおかつ、スクリーンが目詰まりしてしまうという自体が生起することを避けることを考慮した目幅にすることが望ましい。

発明者等は、本発明において、散気手段８による曝気によって後述するようにスクリーン４を介した被処理水の流動床領域２から固定床領域３、あるいは、固定床領域３から流動床領域２への流動を強制的に生起させること等により、また、流動床用接触材９を小型化して表面積を大きくする一方で小型化した中空部や空隙部が生物膜によって短期間で閉塞されてしまうことを避け得る大きさを、流動床領域２における散気手段８による曝気によって生起させる強制的な流動（全面曝気や全面分割曝気、旋回流など）による効果も勘案して検討して検討し、スクリーン４の目幅を流動床用接触材９の外寸の約１／２の大きさにすることが、浄水処理効果、浄水処理効率の点で望ましいことを確認した。

図３は、前述した大きさの流動床用接触材９を使用する場合のスクリーン４の一例として、上下方向に互いに平行に延びる直径７ｍｍの棒状体４ａの隣接する棒状体４ａ、４ａの間に７ｍｍの隙間を空けた目幅７ｍｍのスクリーンを採用した場合を説明するものである。

なお、スクリーン４は、流動床領域２と固定床領域３との間での被処理水の流動を可能にしている一方で、流動床領域２で流動する流動床用接触材９の固定床領域３への流動を阻止するものである。そこで、図３図示の形態に限られず、流動床用接触材９の外寸の約１／２の目幅を有するものであれば、図３図示のように上下方向に延びる複数の棒状体によって構成されるものに限られず、メッシュ状のスクリーンであってもよい。

本発明においては、流動床用接触材９を小型化して表面積を大きくする一方で小型化した中空部や空隙部が生物膜によって短期間で閉塞されてしまうことを避け得る点を考慮して流動床用接触材９の大きさを決めることから、流動床用接触材９の外寸の約１／２の大きさにすることが望ましいスクリーン４の目幅は、一般に、５ｍｍ〜１０ｍｍとなる。

本発明においては、前記のように目幅の大きいスクリーン４を使用するので、それに対応して流動床用接触材９のサイズも大きくなるが、流動床領域２においても、散気手段８による散気によって全面曝気や旋回流を生じさせ、流動床用接触材９の表面に形成された生物膜に効率よく被処理水やＭＬＳＳが接触できるようにして処理能力を向上させている。

また、水槽１の底部に上流側から下流側に向けて配備されている単位散気手段８において、隣接する各単位散気手段８ａ〜８ｆを、一方が散気動作を行っている間、他方が停止すように制御することにより、例えば、図１図示のように、スクリーン４の下側に配置されている単位散気手段８ｂが停止され、この単位散気手段８ｂに隣接して上流側及び下流側に配置されている単位散気手段８ａ、８ｃが散気動作を行なうようにできる。あるいは、これとは逆に、スクリーン４の下側に配置されている単位散気手段８ｂが散気動作を行ない、単位散気手段８ａ、８ｃが停止するようにもできる。これによって、スクリーン４を介した被処理水の、流動床領域２から固定床領域３、あるいは、固定床領域３から流動床領域２への流動が強制的に生起され、スクリーン４の目詰まりがより効果的に防止されるようにできる。

なお、水槽１の大きさ、各単位散気手段の大きさの関係で、図示していないが、スクリーン４の下側に単位散気手段が配備されておらず、スクリーン４の下側より上流側及び下流側にそれぞれ単位散気手段が配備される形態になることも考えられる。このような場合であっても、水槽１の底部に上流側から下流側に向けて順に配備されている単位散気手段８において、隣接する各単位散気手段８ａ〜８ｆを、一方が散気動作を行っている間、他方が停止すように制御することにより、スクリーン４を介した被処理水の、流動床領域２から固定床領域３、あるいは、固定床領域３から流動床領域２への流動が強制的に生起され、スクリーン４の目詰まりがより効果的に防止されるようになる。

そして、本発明の水浄化処理システムにおいては、固定床領域３に配備される固定床用接触材５よりは比表面積が大きい流動床用接触材９を用いて、ＳＳ濃度が大きい被処理水を流動床領域２において比較的短時間で処理し、溶解性の有機性汚濁濃度が小さい被処理水については、固定床領域３において固定床用接触材５によって（図示の例では、鉛直方向に延びる直管束からなるハニカムチューブで構成される固定床用接触材５によって）処理するようにした。

なお、前述したように、固定床領域３では、前述した流動床領域２において散気手段８による曝気によって生起される被処理水中における流動に比較して上向かい方向に整った流動になる整流作用を発揮できる形状・構造・形態の固定床用接触材５を散気手段８の上側に配備している。たとえば、図示の実施形態では、鉛直方向に延びる直管束からなるハニカムチューブで構成される固定床用接触材５によって整流作用が生じている。

そこで、スクリーン４を介した被処理水の流動床領域２から固定床領域３、あるいは、固定床領域３から流動床領域２への流動を効果的に行わせつつ、固定床領域３における整流の効果をより高めるため、本発明の水浄化処理システムでは、スクリーン４に隣接して配置される固定床領域３の固定床用接触材５とスクリーン４との間に所定の間隔を空けている。

図１図示の実施形態では、スクリーン４の下流側に固定床領域３が形成されているので、固定床領域３における固定床用接触材５を構成するハニカムチューブ中、スクリーン４に最も近いハニカムチューブ６と、スクリーン４との間に符号７で示されているように所定の間隔を空けている。

このように、図１において、符号７で示される、スクリーン４に隣接して配置される固定床領域３の固定床用接触材５とスクリーン４との間の間隔の大きさは、スクリーン４を介した被処理水の流動床領域２から固定床領域３、あるいは、固定床領域３から流動床領域２への流動を効果的に行わせつつ、固定床領域３における整流の効果をより高めるという観点から定めることができる。例えば、少なくとも３０ｃｍ以上とすることができる。

次に、図１に例示した本発明の水浄化処理システム、すなわち、固定床方式と流動床方式とを融合したものであって、固定床法と流動床法の複合水浄化処理システムである接触酸化コンビネーションシステムを用いて水浄化処理を行う場合について一例を説明する。

処理対象である被処理水（原水）を矢印１０のように、浄化処理用の水槽１の流動床領域２に流入させる。

流動床領域２には、図２に外観・形状を例示し、前記にその大きさを例示した流動床用接触材９が投入されており、水槽１の底部に上流側から下流側に向けて順に配置されている単位散気手段８ａ、単位散気手段８ｂが、一方が散気動作をおこなう場合、他方が停止するように個別に制御され、例えば、単位散気手段８ａが配備されている位置のみで図１中、上向きの矢印で示される上昇流を生起させ、一方、単位散気手段８ｂが配備されている位置では図１中、下向きの矢印で示される下降流を生起させている。これによって、流動床用接触材９が被処理水中に効果的に流動し、流動床用接触材９の表面に形成された生物膜に被処理水や、溶解性の有機性汚濁物質、ＳＳ、ＭＬＳＳがより効率よく接触して生物膜中に取り込まれる。

流動床用接触材９は、流動床用接触材９の外寸の約１／２の目幅であるスクリーン４を通過できないため、図２に符号９ａで示されている中空部の径をある程度大きくすることが可能である。また、前述したように、散気手段８による全面曝気、しかも、流動床領域２を分割しての全面分割曝気による効果的な被処理水の流動や旋回流動が行われているため、中空部９ａが生物膜によって短期間のうちに閉塞されてしまうことはない。

水槽１に矢印１０のように流入した被処理水は、水槽１中で上流側（図１中、左側）から下流側（図１中、右側）に向けて流動し、処理を受けて、矢印１１ａ、１１ｂのように水槽１から排出されていく。

この際、流動床領域２と固定床領域３との間に配備されているスクリーン４は流動床用接触材９の外寸の約１／２の目幅であって、比較的大きな目幅になっているので、流入してくる被処理水のＳＳ濃度が高い場合や、粘性のある被処理水、負荷の大きい被処理水などの場合であっても、スクリーン４自体に生物膜が付着、生息し、目詰まりが生じるおそれは小さい。

しかも、前述したように、水槽１の底部に上流側から下流側に向けて順に配置されている単位散気手段８ａ〜８ｆが、隣接する単位散気手段８ａ〜８ｆごとに、一方が散気動作をおこなう場合に他方が停止するように個別に制御され、流動床領域２と固定床領域３との間で強制的な被処理水の流動が生じ、流入してくる被処理水のＳＳ濃度が高い場合や、粘性のある被処理水、負荷の大きい被処理水などの場合であっても、スクリーン４自体に生物膜が付着、生息し、目詰まりが生じることをより確実に防止できる。

流動床領域２において浄化処理を受けた被処理水はスクリーン４を通過して固定床領域３に流入し、ここでは、前述したように、散気動作が行われている散気手段８が配備されている位置におけるハニカムチューブの各筒状部５ａ、５ａの内部に図１中、上向きの矢印で示される上昇流が生じ、微生物に必要な酸素が供給されて生物膜にＳＳや有機物が効率よく取り込まれ、一方、散気動作が停止されている散気手段８が配備されている位置におけるハニカムチューブの各筒状部５ａ、５ａの内部には図１中、下向きの矢印で示される下降流を生じ、余剰汚泥が適宜剥離さる。

こうして、固定床領域３で処理が行われた後、矢印１１ａ、１１ｂのように水槽１から排出されていく。

図１図示の実施形態の本発明の水浄化処理システムによれば、溶解性の有機性汚濁の濃度が高い被処理水を最初に流動床領域２で短時間に処理し、溶解性の有機性汚濁の濃度が低くなった被処理水を固定床領域３で処理し、流動床方式の処理と固定床方式の処理とを効果的に組み合わせて、効率よく、効果的に浄化を行うことができる。また、これによって糸状菌の影響を受けにくくすることができる。

なお、浄化処理の対象となっている被処理水の性状に対応させて、水槽１の上流側に固定床領域３を配置し、スクリーン４を介在させて、その下流に流動床領域２を配置する形態、上流から下流に向けて、順に、流動床領域２−スクリーン４−固定床領域３−スクリーン４−流動床領域２と配置する形態、固定床領域３−スクリーン４−流動床領域２−スクリーン４−固定床領域３と配置する形態など、種々に変更することが可能である。

（実験例）
同一の水浄化処理施設において、浄化処理の対象になっている被処理水の流れを二系統に分岐させ、一系統を、図１図示の本発明の水浄化処理システム（本発明）に流入させ、他の一系統を、従来の水浄化処理システム（従来例）に流入させて対比実験を行った。

従来例は、図１図示の本発明の水浄化処理システムの上流側において流動床領域を形成せず、また、スクリーン４を設置せずに、図１における下流側の固定床領域の構造を上流側にまで延長させ、水槽１の全域が固定床領域となっているものである。

なお、従来例、本発明とも同一の大きさの水槽１を用いた。また、図１に符号８ａ〜８ｆで示している散気手段の作動、停止動作は従来例、本発明とも同一の条件で行い、全面において分割した曝気を行うように制御した。

この実験例に用いた従来例、本発明において固定床用接触材５、流動床用接触材９を構成するハニカムチューブのハニカム量、セルサイズ、比表面積、総表面積、本発明における流動床用接触材の比表面積、流動床用接触材充填量、流動床用接触材の総表面積、接触材の総表面積は次の表１の通りである。

すなわち、接触材の総表面積は従来例より本発明の水浄化処理システムの方が少なかった。

まず、流入させる被処理水の流量を１５０ｍ^３／ｈｒになるまで生物訓養を兼ねて試運転調整を行った。この試運転調整期間において流動している被処理水中の溶解性の化学的酸素消費量（F-COD(mg/L)）を測定し、処理能力について比較したところ以下の表２の結果を得た。

この実験においては表２に示した通り、生物訓養を兼ねた試運転調整期間においても従来に近似した能力が発揮されていることを確認できた。

次に、流入させる被処理水の流量を１５０ｍ^３／ｈｒとし、流動している被処理水における化学的酸素消費量（F-COD(mg/L)）を測定して処理能力について比較したところ以下の表３、図５図示の結果を得た。

前述したように、前記の実験においては、本発明の水浄化処理システムの方が接触材の表面積が少ない（表１）。生物膜法では接触材の表面積が大きい方が微生物を保持できる能力が向上するため有利である。

しかし、表２に示したように試運転調整期間においても、試運転後の長期間にわたる水浄化処理期間においても、本発明の水浄化処理システムは、接触材の表面積が大きい従来例に近似した能力を発揮できることを確認できた。

また、図５に示したように、水槽１の被処理水が流入される上流側に流動床領域２を配置し、スクリーン４を介して下流側に固定床領域３を配置した実施例の場合、流動している被処理水における化学的酸素消費量（F-COD(mg/L)）が、まず、流動床領域２において大きく低減し、次いで、これが、固定床領域３を通過していくにつれて、時間をかけて次第に低減することを確認できた。

なお、図１図示の実施形態では、流動床領域２の水槽１の底部に汚泥排泥装置１２ａ、１２ｂを配備して堆積物を引き抜ける（排出できる）ようにしている。これは、流動床領域２において堆積しやすいSS分などを排出しやすくしているものである。

例えば、表１で説明したように、前記の比較実験で使用した本発明の装置では、流動床領域２における流動床用接触材９の総表面積（13944ｍ^２）の方が、固定床領域３における固定床用接触材５であるハニカムコアの総表面積（54862.5ｍ^２）より少ない。このような場合に、処理条件によっては返送汚泥を併用する場合がある。

そこで、本発明の水浄化処理システムにおいては、図１図示のように、流動床領域２の水槽１の底部に、更に、汚泥排泥装置１２ａ、１２ｂを配備することができる。

なお、このため前記の実験においては比較対象としている従来例においても、図１図示の本発明の水浄化処理システムにおいて配備しているものと同一の汚泥排泥装置１２ａ、１２ｂを配備し、本発明の実施形態において汚泥排泥装置１２ａ、１２ｂを作動させた場合には、従来例においても汚泥排泥装置１２ａ、１２ｂを同一の条件で作動させて前記の比較実験を行った。

以上説明したように、本発明の水浄化処理システム、すなわち、固定床方式と流動床方式とを融合したものであって、固定床法と流動床法の複合水浄化処理システムである本発明の接触酸化コンビネーションシステムによれば、浄化処理される被処理水が上流側から下流側に向けて流動する浄化処理用の既存の一つの水槽１の中に流動床領域２と固定床領域３とを、動床領域２で流動する流動床用接触材９の固定床領域３への流動を阻止するスクリーン４を介して隣接して設けることにより、生物処理における固定床方式、流動床方式それぞれの有利な面を効果的に発揮させることができる。しかも、既存の浄化処理用の既存の一つの水槽１を用いてこれを行うことができるのでコストの面で有利である。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態、実施例を説明したが、本発明はかかる実施形態、実施例に限定することなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種種の形態に変更可能である。

この発明の固定床方式と流動床方式とを融合した水浄化処理システム（接触酸化コンビネーションシステム）の一例の概略構成を説明する断面図。 流動床側接触材の一例を表す斜視図。 スクリーンの一例を説明する一部を省略した正面図。 鉛直方向に延びる直管束からなるハニカムチューブで構成される固定床側接触材の一例を説明する斜視図。 図１図示の水浄化処理システムを用いて水浄化処理を行なった場合の被処理液体における溶解性の有機性汚濁物質(F-COD)濃度の推移を表すグラフ。

符号の説明

１ 浄化処理用の水槽
２ 流動床領域
３ 固定床領域
４ スクリーン
５ 固定床用接触材
５ａ、５ａ ハニカムチューブの各筒状部
６ スクリーンに最も近いハニカムチューブ
７ スクリーンとハニカムチューブとの間の間隙
９ 流動床用接触材
８、８ａ〜８ｆ 散気手段

Claims (4)

1. 浄化処理される被処理水が上流側から下流側に向けて流動する一つの浄化処理用の水槽の中に、
   複数の流動床用接触材が被処理水中で流動して流動床方式による浄化処理が行なわれる流動床領域と、
   固定床用接触材が固定配置されていて固定床方式による浄化処理が行なわれる固定床領域と
   が隣接して配備されている水浄化処理システムであって、
   前記水槽の底部に散気手段を配備し、
   流動床領域と固定床領域との境界に流動床領域で流動する流動床用接触材の固定床領域への流動を阻止するスクリーンを設置することによって流動床領域と固定床領域との間での被処理水の流動を可能にすると共に、流動床用接触材の流動床領域から固定床領域への流動を防止し、
   前記スクリーンに隣接して配置される固定床領域の前記固定床用接触材と前記スクリーンとの間に所定の間隔を空けた
   ことを特徴とする水浄化処理システム。
2. 前記散気手段は個別に制御される複数の単位散気手段が前記水槽の底部に上流側から下流側に向けて配備されているものであることを特徴とする請求項１記載の水浄化処理システム。
3. 隣接する各単位散気手段は、一方が散気動作を行なっている際に、他方が停止するように制御されることを特徴とする請求項２記載の水浄化処理システム。
4. 前記流動床領域の前記水槽の底部には、更に、汚泥排泥装置が配備されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の水浄化処理システム。

Images