JP7177727B2 - biological treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、嫌気的に被処理水を生物処理する生物処理装置の技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technology of a biological treatment apparatus for anaerobically biologically treating water to be treated.
有機物、窒素(有機態窒素、アンモニア態窒素、硝酸態窒素及び/又は亜硝酸態窒素)が含まれる排水などの被処理水の処理には、好気性微生物や、脱窒反応を行う通性嫌気性微生物を利用した生物処理が適用される。生物処理には、標準活性汚泥法の他に微生物保持担体を用いて生物を高濃度に保持する担体法(固定床又は流動床)がある。担体法は活性汚泥法よりも高負荷運転が可能で、かつ沈殿池で固液分離した汚泥を返送する必要もないため、維持管理が容易である。特に流動担体を用いた方法では、逆洗の必要がないことから、安定運転が可能だが、担体と処理水を分離するためのスクリーンが必要である。 For the treatment of waste water containing organic substances and nitrogen (organic nitrogen, ammonium nitrogen, nitrate nitrogen and/or nitrite nitrogen), aerobic microorganisms and facultative anaerobic Biological treatment using sexual microorganisms is applied. In addition to the standard activated sludge method, biological treatment includes a carrier method (fixed bed or fluidized bed) that retains organisms at a high concentration using a microorganism-retaining carrier. The carrier method can be operated under a higher load than the activated sludge method, and since it is not necessary to return the sludge that has been solid-liquid separated in the sedimentation tank, it is easy to maintain. In particular, the method using a fluidized carrier does not require backwashing, so stable operation is possible, but a screen is required to separate the carrier from the treated water.
スクリーンには、例えば、特許文献1のような円筒型のスクリーンや、特許文献2のような平面状のスクリーン等が挙げられる。 The screen includes, for example, a cylindrical screen as disclosed in Patent Document 1, a planar screen as disclosed in Patent Document 2, and the like.
ところで、被処理水中に含まれるSS等がスクリーンに付着すると、スクリーンが汚れて目詰まりが生じる場合がある。このため、スクリーンの下方からスクリーンにエアー等の気体を噴出し、スクリーンを洗浄する必要がある。しかし、被処理水を嫌気的に生物処理する生物処理槽では、槽内を嫌気雰囲気に保つ必要があるため、槽内に設置されたスクリーンの洗浄に使用する気体量(エアー量)が限られ、スクリーンを十分に洗浄することが困難であった。 By the way, if SS or the like contained in the water to be treated adheres to the screen, the screen may become dirty and clogged. Therefore, it is necessary to jet a gas such as air from below the screen to clean the screen. However, in a biological treatment tank that anaerobicly biologically treats water to be treated, it is necessary to maintain an anaerobic atmosphere inside the tank, so the amount of gas (amount of air) used to clean the screen installed in the tank is limited. , it was difficult to sufficiently clean the screen.
そこで、本発明は、気体によるスクリーンの洗浄効果の高い生物処理装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a biological treatment apparatus that is highly effective in cleaning a screen with a gas.
本発明の実施形態に係る生物処理装置は、微生物を保持した担体を収容し、嫌気的に被処理水の生物処理を行う生物処理槽と、前記担体を撹拌する撹拌手段と、前記生物処理槽内に傾斜して設けられ、前記生物処理を行った処理水と前記担体とを分離する平面状のスクリーンと、前記スクリーンの下方から前記スクリーンに気体を噴出する散気手段と、前記スクリーンと所定の間隔を空けて配置されるバッフルと、を備え、前記散気手段は、第1散気手段と第2散気手段を備え、前記第1散気手段及び前記第2散気手段は、水平方向に互いに位置をずらして配置されていて、前記スクリーンと前記バッフルとの間には、前記第1散気手段及び前記第2散気手段から噴出される気体が通る流路が形成されていることを特徴とする。 A biological treatment apparatus according to an embodiment of the present invention includes a biological treatment tank that accommodates a carrier holding microorganisms and performs anaerobically biological treatment of water to be treated, a stirring means that agitates the carrier, and the biological treatment tank. a planar screen provided at an angle inside and separating the treated water subjected to the biological treatment and the carrier; an air diffusion means for ejecting gas from below the screen to the screen; spaced apart baffles , said air diffuser means comprising a first air diffuser means and a second air diffuser means, said first air diffuser means and said second air diffuser means being horizontal and a flow path is formed between the screen and the baffle through which the gas ejected from the first air diffuser and the second air diffuser passes. It is characterized by
前記生物処理装置において、前記第2散気手段は、前記第1散気手段より、前記スクリーンの下端からの水平距離が遠く、且つ前記第1散気手段に対し、垂直方向に位置をずらして配置されていることが好ましい。 In the biological treatment apparatus, the second air diffuser has a longer horizontal distance from the lower end of the screen than the first air diffuser, and is vertically displaced from the first air diffuser. It is preferably arranged.
本発明によれば、気体によるスクリーンの洗浄効果の高い生物処理装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the biological treatment apparatus with the high cleaning effect of a screen by gas can be provided.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. In addition, this embodiment is an example which implements this invention, Comprising: This invention is not limited to this embodiment.
図1は、本実施形態の生物処理装置の構成の一例を示す模式図である。図1に示す生物処理装置1は、生物処理槽10を備えている。生物処理槽10の入口10aには、排水流入ライン14が設置され、生物処理槽10の出口10bには、処理水排出ライン16が設置されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the biological treatment apparatus of this embodiment. A biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
図1に示す生物処理槽10には、微生物を保持した担体12が収容されており、槽内の担体12を流動させながら、嫌気的に被処理水の生物処理が行われる。担体12は、嫌気性微生物等の微生物が、例えば生物膜となって付着している担体等である。生物膜は、例えば、微生物と、微生物が産出する菌体外多糖等の生産物等が集合した膜状構造体である。
A
図1に示す生物処理装置1は、生物処理槽10内の担体12を撹拌する撹拌装置20を備えている。図1に示す撹拌装置20は、モータに接続された撹拌翼を備え、モータの駆動により、撹拌翼が回転して、担体12を撹拌するものである。なお、本実施形態で用いられる撹拌装置20は、生物処理槽10内の担体12を撹拌することが可能な装置構成であれば、上記構成に制限されるものではない。
The biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an agitating
図1に示す生物処理装置1は、生物処理を行った処理水と担体12とを分離するスクリーン22を備えている。スクリーン22は、平面状であり、生物処理槽10内に傾斜して設けられている。スクリーン22は、例えば、処理水排出ライン16が接続される生物処理槽10の出口10b近傍に設けられることが好ましい。
The biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
図1に示す生物処理装置1は、スクリーン22の下方に設けられる第1散気管24及び第2散気管26を備えている。第1散気管24及び第2散気管26は、水平方向に互いに位置をずらして配置されていればよいが、垂直方向にも互いに位置をずらして配置されることが好ましい。なお、図1の上下が垂直方向であり、左右が水平方向である。その他の図面も同様である。
The biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
また、第1散気管24及び第2散気管26は、例えば、スクリーン22の幅方向(図1の奥行き方向)に沿って伸びており、それぞれに複数の噴出口が設けられている。第1散気管24及び第2散気管26には、不図示の気体供給装置(例えば、ブロワー等)が接続されており、気体供給装置から各散気管に気体が供給される。
Also, the first
図1に示す生物処理装置1は、水素供与体供給配管28を備えていることが好ましい。
The biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 preferably has a hydrogen
図1に示す生物処理装置1の動作の一例を説明する。 An example of the operation of the biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.
本実施形態の処理対象である被処理水は、例えば、食品製造工場、電子産業工場、パルプ製造工場、化学工場等から排出される排水等である。 The water to be treated, which is the object of treatment in this embodiment, is, for example, waste water discharged from food manufacturing factories, electronics industry factories, pulp manufacturing factories, chemical factories, and the like.
被処理水が、排水流入ライン14から生物処理槽10に導入される。生物処理槽10内では、撹拌装置20により、担体12及び被処理水が撹拌され、担体12に保持された微生物によって、嫌気的に被処理水の生物処理が行われる。なお、生物処理槽10内において、例えば被処理水中に含まれる硝酸態窒素や亜硝酸態窒素を窒素ガスに還元する脱窒処理を行う場合には、必要に応じて、水素供与体供給配管28からアルコール等の水素供与体が生物処理槽10に供給される。生物処理槽10で生物処理された処理水は、スクリーン22によって担体12と分離され、処理水排出ライン16から系外へ排出される。
Water to be treated is introduced into the
このような処理を継続していくと、スクリーン22の面上にSS等が付着して、目詰まりが生じるため、第1散気管24及び第2散気管26の噴出口からスクリーン22へ気体を噴出して、スクリーン22の洗浄を行う。第1散気管24及び第2散気管26による気体の噴出は連続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。
If such treatment is continued, SS or the like will adhere to the surface of the
図2は、本実施形態における散気管によるスクリーンの洗浄効果を説明するための模式図である。図2に示す破線の矢印は、第1散気管24及び第2散気管26から噴出される気体の流れを表している。図2に示すように、スクリーン22の下方に設置した第1散気管24の噴出口から噴出した気体は、傾斜したスクリーン22に接触し、スクリーン22の面に沿って上昇するが、それに伴い気体の一部がスクリーン22を通過していく。したがって、第1散気管24のみでは、スクリーン22の全面に十分な量の気体を接触させることが困難であるため、スクリーン22の全面を効果的に洗浄することはできない。しかし、本実施形態では、図2に示すように、第1散気管24とは水平方向に位置をずらして設けられた第2散気管26により、第1散気管24では洗浄が困難なスクリーン22の領域に向かって、気体を噴出することが可能となるため、第1散気管24では洗浄が困難な領域を洗浄することが可能となる。したがって、水平方向に互いに位置をずらした第1散気管24及び第2散気管26によるスクリーン22の洗浄効果は、第1散気管24のみによるスクリーン22の洗浄効果より高くなる。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the cleaning effect of the screen by the diffuser tube in this embodiment. Broken line arrows shown in FIG. As shown in FIG. 2, the gas ejected from the ejection port of the
スクリーン22は、平面状のスクリーンであればよく、例えば、平面状のウェッジワイヤースクリーン、平面状の金網、平常面上のパンチングメタルなどが挙げられる。特に、強度があり、目詰まりしにくいなどの点から、平面状のウェッジワイヤースクリーンが好ましい。
The
スクリーン22におけるスリット幅や開口率等は、特に制限はなく、使用する担体12の大きさ、通水流量、スクリーン22を構成する材質の強度などに応じて適宜設定されればよい。
The slit width, opening ratio, etc. of the
図4は、スクリーン、第1散気管及び第2散気管の設置状態を説明するための模式図である。スクリーン22の傾斜角度(図4に示すθ1)は、垂直方向に対して0°超~90°未満であればよいが、好ましくは、垂直方向に対して5°~15°とすることが好ましい。スクリーン22の傾斜角度は、図4に示すように、スクリーン22の一次側表面22aと垂直方向H1とのなす角度θ1である。スクリーン22の傾斜角度が大きい方がスクリーン22を通過する気体量が多くなり、より高い洗浄効果が得られるが、スクリーン22の全面を洗浄するための気体量が増えてしまうというトレードオフの関係となる。したがって、洗浄効果と洗浄のための気体量のバランスを考慮すれば、スクリーン22の傾斜角は、垂直方向に対して5~7°の範囲がより好ましい。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the installation state of the screen, the first air diffuser, and the second air diffuser. The tilt angle of the screen 22 (θ1 shown in FIG. 4) may be more than 0° and less than 90° with respect to the vertical direction, preferably 5° to 15° with respect to the vertical direction. . The inclination angle of the
本実施形態では、第1散気管24と第2散気管26とを別々の管としているが、第1散気管24と第2散気管26とを繋げて1つの管にしてもよい。第1散気管24や第2散気管26に設けられる噴出口は、各散気管のいずれの箇所に設置されてもよいが、被処理水中のSSの堆積による噴出口の閉塞を抑制する点では、散気管の下部に配置されることが好ましく、気体とスクリーン22の接触効率を高める点では、散気管の上部に配置されることが好ましい。
In this embodiment, the first
図3は、本実施形態においてバッフルを設置した場合の散気管によるスクリーンの洗浄効果を説明するための模式図である。図3に示すように、本実施形態の生物処理装置1は、スクリーン22と所定の間隔を空けて配置されるバッフル30を備え、スクリーン22とバッフル30との間に、第1散気管24及び第1散気管24に対し、垂直方向及び水平方向に互いに位置をずらして配置される第2散気管26から噴出される気体が通る流路30aが形成されることが好ましい。これにより、第1散気管24及び第2散気管26から噴出された気体が、スクリーン22面に沿って上昇し易くなり、スクリーン22の洗浄効果がより高められる。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the cleaning effect of the screen by the diffuser when the baffle is installed in this embodiment. As shown in FIG. 3, the biological treatment apparatus 1 of this embodiment includes a
第1散気管24及び第2散気管26は、図1及び2に示すように、スクリーン22の下端より下方に配置されてもよいし、さらには、スクリーン22の下端からの水平距離(図4に示す水平方向Lの距離)が第1散気管24より遠い位置にある第2散気管26が第1散気管24より上方及び下方に配置されてもよいし、或いは、図3に示すように、第1散気管24は、スクリーン22の下端よりも低い位置で、スクリーン22の下端に気体を噴出することができる位置に配置され、スクリーン22の下端からの水平距離が第1散気管24より遠い位置にある第2散気管26は、スクリーン22の下端よりも高い位置で、第1散気管24から噴出した気体がスクリーン22に接触しない位置以下に配置されてもよい。なお、第1散気管24及び第2散気管26に加え、これらの散気管のうちの少なくともいずれか一方と垂直方向及び水平方向に位置をずらした第3散気管を備えていてもよいし、さらにそれ以上の散気管を備えていてもよい。
The
本実施形態では、スクリーン22に気体を噴出する散気手段として、散気管(第1散気管24及び第2散気管26)を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ディフューザー等でもよい。但し、散気手段は、生物処理槽10内を嫌気雰囲気に維持し易い等の点で、被処理水中への酸素溶解効率の低い散気管が好ましい。
In the present embodiment, the diffuser pipes (the
図での説明は省略するが、本実施形態の生物処理装置1は、生物処理槽10内に垂直(又は略垂直)に設置され、上下が開口したドラフトチューブを備え、ドラフトチューブ内に、撹拌装置の撹拌翼を設置することが好ましい。ドラフトチューブ内で撹拌翼が回転することで、例えば、ドラフトチューブの内側で下向流が形成され、ドラフトチューブの外側で上向流が形成され、担体12の流動性が高められる。
Although not shown in the drawings, the biological treatment apparatus 1 of the present embodiment is installed vertically (or substantially vertically) in the
担体12は、特に制限されるものではなく、例えば、プラスチック製担体、スポンジ状担体、ゲル状担体等が挙げられる。ゲル状担体は、脱窒処理での窒素ガスによる浮上が抑えられ、また、撹拌による流動性も高いため、プラスチック製担体、スポンジ状担体と比較して、高負荷処理が可能となる点で好ましい。ゲル状担体としては、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等を含む吸水性高分子ゲル状担体等が挙げられる。
The
担体12の形状は、特に限定されるものではないが、1mm~10mm程度の径の球状または立方体状(キューブ状)、長方体、円筒状等のものが好ましい。特に、3~8 mm程度の径の球状、または円筒状のゲル状担体が好ましい。
The shape of the
担体12の比重は、生物処理槽内での流動状態を形成し易い等の点で、1.0より大きいことが好ましく、真比重として1.1以上、あるいは見かけ比重として1.01以上のものが好ましい。
The specific gravity of the
生物処理槽10への担体12の投入量は、生物処理槽10の容積に対して10~70%の範囲が好ましい。担体12の投入量が生物処理槽10の容積に対して10%未満であると、生物処理の反応速度が小さくなる場合があり、70%を超えると担体12が流動しにくくなり、長期運転において汚泥による閉塞等で原水がショートパスし処理水質が悪くなる場合がある。
The amount of
生物処理槽10内の担体12の撹拌は、撹拌装置20によるものに限定されず、例えば、生物処理槽10内の被処理水を槽外へ抜き出し、槽内の底部から上向流で返送する循環装置等でもよい。循環装置により上向流で返送された被処理水により、生物処理槽10内の担体12が撹拌される。なお、一般的に、撹拌装置により担体を撹拌する方式を完全混合方式と称し、循環装置により上向流で被処理水を返送する方式を上向流方式と称する。
Agitation of the
本実施形態では、被処理水のpHは、生物処理の反応速度の点で、6.0~8.0の範囲が好ましく、7.0~8.0の範囲がより好ましい。被処理水のpH調整は、例えば、pH調整剤供給ライン(図示せず)から、被処理水を貯留した原水槽(図示せず)にpH調整剤を供給することにより行われる。 In this embodiment, the pH of the water to be treated is preferably in the range of 6.0 to 8.0, more preferably in the range of 7.0 to 8.0, from the viewpoint of the reaction rate of biological treatment. The pH adjustment of the water to be treated is performed, for example, by supplying a pH adjusting agent from a pH adjusting agent supply line (not shown) to a raw water tank (not shown) in which the water to be treated is stored.
pH調整剤としては、塩酸等の酸剤、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤等、特に制限されるものではない。また、pH調整剤は、例えば、緩衝作用を持つ重炭酸ナトリウム、燐酸緩衝液等であってもよい。 The pH adjuster is not particularly limited and may be an acid agent such as hydrochloric acid, an alkali agent such as sodium hydroxide, or the like. Also, the pH adjuster may be, for example, sodium bicarbonate, phosphate buffer, or the like, which has a buffering action.
本実施形態では、被処理水を生物処理するに当たり、嫌気性微生物の分解活性を良好に維持する点等から、例えば、非処理水に栄養剤を添加することが好ましい。栄養剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素源、窒素源、その他無機塩類(Ni,Co,Fe等)等が挙げられる。 In the present embodiment, when the water to be treated is biologically treated, it is preferable to add a nutrient to the untreated water, for example, from the viewpoint of maintaining good decomposition activity of the anaerobic microorganisms. Nutrients are not particularly limited, but include, for example, carbon sources, nitrogen sources, and other inorganic salts (Ni, Co, Fe, etc.).
本実施形態では、生物処理槽10内の水温を20℃以上となるように温度調整することが好ましい。通常、20℃未満であると、生物処理の反応速度が低下する傾向にある。生物処理槽10内の水温の温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、生物処理槽10にヒータ等の加熱装置を設置して、ヒータ等の熱により生物処理槽10内の水温を調整する方法等が挙げられる。
In this embodiment, it is preferable to adjust the temperature of the water in the
1 生物処理装置、10 生物処理槽、10a 入口、10b 出口、12 担体、14 排水流入ライン、16 処理水排出ライン、20 撹拌装置、22 スクリーン、22a 一次側表面、24 第1散気管、26 第2散気管、28 水素供与体供給配管、30 バッフル、30a 流路。
1
Claims (2)
前記担体を撹拌する撹拌手段と、
前記生物処理槽内に傾斜して設けられ、前記生物処理を行った処理水と前記担体とを分離する平面状のスクリーンと、
前記スクリーンの下方から前記スクリーンに気体を噴出する散気手段と、
前記スクリーンと所定の間隔を空けて配置されるバッフルと、を備え、
前記散気手段は、第1散気手段と第2散気手段を備え、前記第1散気手段及び前記第2散気手段は、水平方向に互いに位置をずらして配置されていて、
前記スクリーンと前記バッフルとの間には、前記第1散気手段及び前記第2散気手段から噴出される気体が通る流路が形成されていることを特徴とする生物処理装置。 a biological treatment tank containing a carrier holding microorganisms and performing anaerobically biological treatment of the water to be treated;
a stirring means for stirring the carrier;
a planar screen provided at an angle in the biological treatment tank for separating the treated water subjected to the biological treatment from the carrier;
a diffuser for ejecting gas from below the screen to the screen;
a baffle spaced apart from the screen ,
The air diffuser includes a first air diffuser and a second air diffuser, wherein the first air diffuser and the second air diffuser are arranged with their positions shifted from each other in the horizontal direction ,
A biological treatment apparatus according to claim 1, wherein a flow path is formed between the screen and the baffle for passage of gas ejected from the first air diffuser and the second air diffuser .
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