JPH0138559B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は廃水の処理装置に係り、特に微生物と
接触させて生物学的に処理した後の廃水を同一槽
内で過して、装置外へ排出する廃水の処理装置
に関する。

［従来の技術］ 廃水と微生物を接触させることによつて廃水中
の除去すべき物質を生物学的に処理する方法は広
く利用されている。代表的には、活性汚泥法であ
り、この方法は下水等の有機性廃水を微生物とと
もにばつ気槽内でばつ気し、廃水中の有機性物質
を微生物の生化学作用によつて酸化、分解する。
このばつ気処理によつて微生物は急速に増殖し、
ばつ気処理後の廃水とともに後段の沈澱池に送ら
れる。沈澱槽で沈澱した微生物の一部は返送汚泥
として前記ばつ気槽に返送し、ばつ気処理のため
の微生物として循環利用する。残りは余剰汚泥と
して別途の処理を行なう。

ところで、上記の活性汚泥法には、２つの大き
な技術的課題がある。第１はばつ気処理と沈澱処
理は別個に行う必要があり操作が複雑となるばか
りではなく、沈澱池のための多大な敷地を必要と
する。沈澱処理は通常数時間の静置による重力沈
降を行なうが、原廃水の性状や運転条件によつて
は、バルキング現象などが発生し、沈澱が十分に
行なわれない。このため、放流するべき上澄水に
汚泥が混入し、その性状を悪化させる。また、沈
澱処理の過程で汚泥は嫌気条件下に曝されるケー
スが多く、返送汚泥の一部が死滅する。このた
め、ばつ気処理では微生物の活性が低下したり、
発泡現象が生じる。ばつ気槽における汚泥濃度
（MLSS）の維持管理も難しくばつ気処理の性能
に変動が生じ易い。第２に、ばつ気槽でのMLSS
を高く維持できない。すなわち、ばつ気槽の
MLSSは沈澱池に流入する廃水のMLSSに等し
い。ところで、汚泥は微細であり、比重も水と近
似しているためMLSSが所定値以上になると沈澱
処理が実質的に不可能となる。したがつて、活性
汚泥法を経済的な範囲で運転するためのばつ気槽
のMLSSは3000〜5000ppmが限度であるといわれ
ている。MLSSにこのような限度があれば、ばつ
気処理における有機物処理負荷にも当然に限度が
生じる。

このような活性汚泥法の課題を解決するべく、
沈澱池を省略するとともに、処理槽のMLSSを高
く維持して処理効率を向上させる試みがなされて
いる。

例えば、特公昭59―11360号公報にはばつ気槽
の廃水流出口にフイルタを設け、後段の沈澱処理
を省略する考え方が開示されている。しかし、こ
のような方法では、フイルタ面に汚泥が付着、堆
積し目詰りが生じ易い。このため時間の経過とと
もに過能率の低下を引き起す。またフイルタ面
に付着、堆積した汚泥は処理槽のMLSSを高く維
持する上では十分に寄与しておらず、処理効率の
向上も格別には期待できない。また、最近は、フ
イルタとして半透膜を用い、膜面に付着した汚泥
を強制的な乱流によつて剥離させる工夫も試みら
れているが、過および膜面の洗浄に多大なエネ
ルギを必要とする欠点があつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は前記従来技術の欠点を解消し、微生物
による生物学的な廃水処理と、処理された廃水の
過処理とを同一槽内で行う上で、処理槽内の
MLSSを高く維持して生物学的廃水処理を効率よ
く行うことができ、過処理における過および
その洗浄を格別のエネルギを消費せずに容易に行
うことができる廃水の処理装置を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、廃水の流入口を備え、槽内で廃水と
微生物を接触させることによつて、廃水中の除去
すべき物質を生物学的に処理する処理槽と、この
処理槽内に設けられ廃水を過し、水を処理槽
外へ排出する過手段とを備える。過手段は、
中央部に穴を設けた複数の過板を、中空回転軸
に並列したものであり、中空回転軸の駆動機構に
よつて一体に回転する。各過板の水は前記中
空回転軸の中空部に集められ装置外へ排出され
る。また、前記過手段を構成する各過板の間
にガスを吐出するばつ気手段が設けられている。

本発明に係る微生物は好気性微生物のみなら
ず、嫌気性微生物を含むものとし、好気処理の場
合には前記ばつ気手段によつて吐出するガスとし
て空気などの酸素を含有するガスを用いる。一
方、嫌気処理の場合には窒素ガスなどの酸素を含
有しないガスを用いる。過板は例えば、水の
通路を有する膜支持体の両面に半透膜をおおつた
ものが好ましく用いられる。ばつ気手段は前記
過手段と一体に回転するもの、または過手段と
は別個に処理槽内の所定位置に固定して設けられ
るものを用いる。

［作用］ 過手段は中空回転軸に薄い過板を小さい間
隔で多数並列した構造にできる。このため、処理
槽内単位体積当りの過面積を大きくできる。し
かも、構造が単純であるため処理槽内の所望位置
に、処理槽の容積を100％有効に活用して配置す
ることができる。このため、過抵抗を著しく低
減でき、処理槽の水位に基づく、静水圧程度の小
さい圧力差でも十分に過機能を発揮する。水
は中空回転軸の中空部を介して速やかに装置外へ
排出される。各過板の間にはガスが吐出され、
この吐出したガスは過面を洗浄するので過面
が常に清浄であり、過機能を長期間にわたつて
安定に維持する。また、吐出したガスは微生物に
よる生物学的処理に必要なガス源をも兼ねる。

［実施例］ 第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示
す説明図である。処理槽１０には廃水の流入管１
２が上方に設けられ、有機性の廃水１４が満たさ
れている。符号１６は過手段であり、中空回転
軸１８が処理槽１０の側板に設けた軸受２０，２
２によつて支持され、図示しない駆動機構によつ
て一定速度で回転可能とされる。中空回転軸１８
に複数の過板２４が一定間隔Ｌで並列して設け
られている。

過板２４の細部構造を第２図に示す。円板状
の過板２４は中空の膜支持体２８とこの膜支持
体２８の外両面をおおう半透膜３０とによつて構
成され、円板状の中央部に穴３２が設けられてい
る。この穴３２を貫いて前記中空回転軸１８が設
けられ、膜支持体２８の中空部３３と中空回転軸
１８の中空部２６は相互に連通している。過板
２４の外周囲はシール部材３４によつて、また、
過板２４と中空回転軸１８の接続部はシール部
材３６によつて、それぞれシールされる。

符号３８はばつ気手段であり、前記過板２４
が並列した各間隙にガス吐出管４０を備え、これ
らのガス吐出管４０はガス導入管４２に接続され
ている。ガス吐出管４０は細管にガス吐出口４４
を多数設けたものであり、その吐出方向（矢印
Ａ）は第３図に示すように過板２４の回転方向
（矢印Ｂ）とは逆で、かつ吐出流が過板２４の
半透膜３０の面に当る方向、すなわち、過板２
４の回転方向に対して逆斜め方向に設けられてい
る。

上記の構成において、処理槽１０内に満たされ
た廃水１４は廃水中に浮遊させた微生物と所定時
間接触することによつて生物学的に処理される。
この処理を受けた廃水は前記過板２４の半透膜
３０によつて過され、清澄な水は、膜支持体
２８、膜支持体の中空部３３、中空回転軸の中空
部２６の順に経由して、処理水４５として装置外
に排出される。

半透膜３０の膜表面には過に伴つて廃水中に
浮遊する微生物や固形物質が一時的に付着、堆積
する。しかしこれらの汚泥は前記ガス吐出管４０
から吐出するガスおよび、ガス吐出によつて起る
廃水の攪拌作用によつて、膜表面から離脱する。
すなわち、過手段１６が１回転する毎に、各膜
表面は前記ガス吐出管４０の位置を通過するの
で、膜表面はきわめて短い周期で洗浄を受けるこ
とになる。このため、膜表面は常に清浄に維持さ
れ、過機能を長期間、安定に継続する。膜表面
から離脱した汚泥は、再度廃水中に浮遊すること
になり、処理槽１０内のMLSSを例えば5000〜
10000ppm程度に高く維持できる。このため、従
来の活性汚泥法に比べて処理性能が数倍に向上す
る。したがつて、その分処理槽１０の容量を小さ
くすることができる。また、従来の活性汚泥法と
同様にMLSSを3000〜5000ppmとして運転するこ
ともできる。前記過装置１８の膜表面の洗浄に
利用された吐出ガスはまた、処理装置が生物学的
に好気処理のときは空気源として、嫌気処理のと
きは嫌気条件を維持するためのガス源として利用
される。第４図に示すようにガスの吐出による撹
拌、気泡上昇および過板２４の回転によつて廃
水、汚泥およびガスの相互接触が効果的に行われ
る。以上の処理を連続的に行なうことによつて、
処理槽１０内のMLSSは微生物の増殖に起因して
次第に増大し、原廃水の栄養源（すなわち、処理
すべき有機性物質）が不足し、汚泥の活性が相互
的に低下する事態が有り得る。このため、処理槽
１０の下部に汚泥、沈降部４８を設け、余剰の汚
泥を汚泥排出管５０から連続的にまたは間欠的に
引き抜く。

過手段の過駆動力は、廃水と水の圧力差
であり、この圧力差を得る手段としては、静水圧
が簡便である。静水圧を極力利用するため、過
手段はなるべく処理槽１０の下部に設置すること
が好ましい。静水圧とともに、廃水側を加圧する
か、もしくは水側を減圧して圧力差を増大する
ようにしてもよい。

過板に用いる膜支持体は焼結金属やセラミツ
クスあるいは多孔質プラスチツクなどの多孔体、
または、表面に凹凸をつけ水の通路を設けた多
孔板などがある。この膜支持体は水の通路を有
するものであれば、前記した中空部３３は特に必
要ではなく、例えば、一体化した多孔質板を膜支
持体とし、その両面を半透膜でおおつて過板と
してもよい。また、過板の過面は半透膜に限
らず、微細孔を有する他の膜、例えば塗膜を用い
てもよい。処理槽１０内に浮遊させる微生物は、
廃水中の除去すべき物質によつて選択する。微生
物を浮遊させる手段としては従来の活性汚泥法と
同様に、格別の方法を用いずに単に浮遊させるだ
けではなく、微細な無機担体に微生物を担持して
浮遊させてもよく、また、微生物を高分子ゲル内
に包括固定した固定化微生物を流動させるように
してもよい。特に固定化微生物を用いた場合に
は、MLSSを常に安定して高く維持できるととも
に、廃水中で単独に浮遊する汚泥の量が活性汚泥
法に比べて1/100〜1/1000に低減できる。このた
め、過処理における浮遊物負荷量が著しく軽減
し有効である。

第５図にガス吐出管の変形例を示す。第５図イ
はガス吐出管４０Ａの後側にじやま板５２を取付
けたもの、第５図ロはガス吐出管４０Ｂの断面形
状を三角形にしたものである。いずれもの場合も
ガス吐出管の形状による物理的な作用で、膜面近
傍の液、ガスの撹拌、衝突効果を促進するもので
あり、膜表面の洗浄をより一層効果的にする。

第６図に本発明の第２実施例を示す。本実施例
においては、中空回転軸５４を有する過手段５
６を２組備えており、一方の過手段の過板５
８が、他方の過手段の過板の間に挿入される
ことにより、各過手段の過板が交互に位置す
るように配置してある。各過手段相互の回転方
向を逆にすることによつて、過面近傍の液の撹
拌が加速され、過面の濃度分極を抑制できる。
さらに、中空回転軸５４が２重構造となつてお
り、２重管のうち、外管６０は水の通路、内管
６２はばつ気用ガスの通路となつている。内管６
２は並列した各過板５８の間に開孔したガス吐
出孔６４に連通しており、ガス導入管６６からの
ガスを廃水側に吐出する。なお、符号６６は中空
回転軸の駆動機構、６８，７０は管路と中空回転
軸とを接続する回転継手である。

この実施例によれば、過手段の過面積を増
大できるとともに、各過手段の相互回転によつ
て、過面の洗浄をより効果的に行うことができ
る。

また、ばつ気用ガスの通路が中空回転軸に一体
化して設けられているため、装置の構造がシンプ
ルとなり、過手段およびばつ気手段の保守が容
易となる。

なお、前記各実施例では、過手段を構成する
過板の形状を円板状として説明したが、円板状
に限らず矩形状、多角形状としてもよい。また、
過手段の中空回転軸を水平に設け、この中空回
転軸に対して過板を垂直方向に取付けた構造で
説明したが、これとは逆に、中空回転軸を鉛直に
配置し、過板が水平となるように構成してもよ
い。また、過板は中空回転軸に対して垂直に取
付る必要性はなく、傾斜させて取付けるようにし
てもよい。傾斜させると、過板の回転に伴う液
の撹拌がより一層激しくなり、過面の洗浄効果
が向上することが期待できる。さらに、過板は
純然な平面状のものに限らず、その外面が笠状や
部分球面状の場合でもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、微生物による生物学的な廃水
処理と、処理された廃水の過処理とを同一の層
内で効果的に行うことができる。このため、処理
層内のMLSSを高く維持して、生物学的廃水処理
を効率よく、かつ長期間にわたつて安定して行う
ことが可能となる。また、過処理に必要な過
駆動力が静水圧もしくは、静水圧に若干の強制加
圧、減圧を付加する程度ですむので過処理に必
要なエネルギが小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を説
明する図面であり、第１図はその装置概要を示す
側断面図、第２図は過手段の細部構成を示す部
分断面図、第３図はガス吐出管の断面形状を示す
説明図、第４図は正断面図、第５図はガス吐出管
の断面形状の変形例を示す説明図、第６図は本発
明の第２実施例の装置概要を示す側断面図であ
る。 １０……処理槽、１２……廃水の流入管、１６
……過手段、１８……中空回転軸、２４……
過板、２８……膜支持体、３０……半透膜、３２
……穴、３８……ばつ気手段、４０……ガス吐出
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 廃水の流入口を備え、槽内で廃水と微生物を
   接触させることによつて廃水中の除去すべき物質
   を生物学的に処理する処理槽と、この処理槽内に
   設けられ廃水を過し、水を処理槽外へ排出す
   る過手段とを備えた廃水の処理装置において、
   前記過手段は、中央部に穴を設けた複数の過
   板を、水の排出口となる中空回転軸に前記穴で
   貫設して一定間隔で並列し、前記中空回転軸の駆
   動機構によつて一体に回転すること、および前記
   過手段を構成する各過板の間にガスを吐出す
   るばつ気手段が設けられていることを特徴とする
   廃水の処理装置。 ２ 前記過板は水の通路を有する膜支持体の
   両面に半透膜をおおつたものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の廃水の処理装
   置。 ３ 前記ばつ気手段は、前記各過板の間に固定
   して設けられたガス吐出管であり、過板の回転
   方向とは逆斜め方向にガスを吐出することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の廃水の処理
   装置。 ４ 前記ばつ気手段は前記中空回転軸に一体化し
   て設けられ、過板の中央部から外周部に向けて
   ガスを吐出することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の廃水の処理装置。