JPH0156839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、有機ポリマー化合物より成る粒状物
をキヤリヤ物質として使用し、廃水にリアクタ中
で活性汚泥の存在下で空気および／または純粋な
酸素を通気し、かつ引続き廃水−活性汚泥混合物
を浄化された水と汚泥に分割することにより、有
機不純物を含有する廃水を生物学的に浄化する方
法および装置に関する。 従来の活性汚泥法の場合、処理すべき廃水に、
活性化槽として形成されたリアクタ中で活性汚泥
が酸素の同時供給下に混合される。活性汚泥中に
含有された好気性微生物の作用により、溶解状態
またはコロイド状で存在する、廃水の有機性汚物
が、１部分は細菌性物質へ変換され、かつ１部分
が大体においてCO₂と水に反応せしめられる。活
性化槽に後接された沈殿部により、活性汚泥が大
てい沈殿により浄水と分離される。後沈殿部中で
沈殿せる少くとも１部分の汚泥が、活性化槽中の
所望の汚泥濃度を維持するため返流汚泥として再
び活性化槽中へ戻される。 この場合、廃水の十分な浄化を得るため、活性
化槽中でできるだけ大きい汚泥濃度を維持する必
要がある。活性汚泥の全く制限された濃縮能によ
り、それでも最高３〜８ｇ／の汚泥濃度が得ら
れることができるにすぎない。このことが、相応
に多量の返流汚泥を活性化槽中へ戻す必要のある
ことを表わし、これが大きいポンプエネルギを必
要とする。活性化槽中の汚泥濃度が大きい場合は
後沈殿槽中の負荷量も相応に大であることによ
り、従つて後沈殿槽が相対的に大きい寸法とされ
る必要がある。 本発明の根底をなす課題は、前記せる種類の方
法並びに該方法を実施する装置を、簡単かつ経済
的な方法で、なかんずく高負荷廃水の大きい浄化
率が得られることができるように形成することで
ある。 本発明によればこの課題は、リアクタ中へ微生
物用のキヤリヤ物質として、砕片および／または
粒状の形の僅かな比重を有する、５〜50mmの粒度
および0.1〜３mmの連続気泡を有する多孔質粒状
物を、個々の粒状物が廃水中で自由に移動できる
ように浮遊する、リアクタ容積の５〜70％の容積
分に相応する量で装入することにより解決され
る。 微生物用のキヤリヤ物質としてわずかな比重を
有する多孔質の粒状物を使用することが、微生物
に繁殖用の大きい活性表面積を提供する。この場
合、多孔質の粒状物により、バクテリアに分散せ
る成育が強制され、それにより従来の活性汚泥フ
レークにおけるよりも著しく大きい物質交換面積
が得られる。さらに、廃水内容物により成長する
微生物が強固に気孔中で粒状物の内部にまで繁殖
しかつ粒状物が容易にリアクタ中に保留されるの
で、リアクタ中に、従来の活性汚泥法における乾
燥物質濃度をはるかに上廻る15ｇ／以上の価を
有する極めて大きい乾燥物質濃度が維持されるこ
とができ、この乾燥物質濃度が、１方で相応にわ
ずかな過剰汚泥除去率を必要としかつ他方で極め
て大きい廃水の負荷容量もしくは、逆に表わせ
ば、リアクタ容積の節減と関連する廃水のリアク
タ中のわずかな滞留時間を生じる。この場合、リ
アクタ中で合成されるバイオマスの主量の保留が
可能であることにより、大きい乾燥物質濃度にも
かかわらず、従来の活性汚泥法におけるよりも大
きい後沈殿槽は不必要である。さらに、固定され
ないバイオマスによるわずかな汚泥容積により、
後沈殿槽容積を常用の活性汚泥法で必要な容積と
比べ低減させることが可能である。もはやリアク
タ中へ返流汚泥がポンプ返流されない極端な場合
でも、さらに過剰量の汚泥を分離するため極めて
水さい後沈殿槽が必要であるにすぎない。それは
ともかく、大きい乾燥物質濃度が汚泥返流比の低
減を可能にし、このことが返流汚泥を搬送する際
のポンプエネルギの節減を生じる。 それぞれの物質粒子を自由運動可能に廃水中で
浮遊させるという方法により、大きい物質交換が
保証される。この場合粒状物の自由分配が、有利
に20〜80Kg／m³であるそのわずかな比重並びに、
下降運動と反対方向の気体−または液体流動によ
り促進される。これに必要なのは、微生物の補給
に必要な、空気および／または工業用酸素の形の
酸素含有ガスをリアクタの槽底から例えば従来か
らの微細−、中間−または粗大気泡の通気を経て
搬入するか、または処理すべき廃水を同じくリア
クタの槽底から導入することだけである。それと
関連する、場合によりさらに旋転装置により増強
されてもよいそれぞれの粒状物の旋転上昇によ
り、反応率の改善が得られる。この場合、バイオ
マスの損失を危惧すべきではない、それというの
も廃水内容物により成育する微生物が気孔中でそ
れぞれの粒状物の内部にまで強固に繁殖し、従つ
て機械的な作用に際し摩耗から保護されるからで
ある。 それぞれの粒状物の浮遊運動を過度に阻止しな
いため、キヤリヤ物質として使用される粒状物
は、リアクタ容積の５〜70％の容積分に相応する
量でリアクタ中へ装入される。従つて、粒状物の
充填密度と性状に応じ、処理すべき廃水の負荷容
量との関連において特定形式のリアクタが製造さ
れることができる。従つてリアクタは、粒状物の
容積分５〜40％の場合は有利に完全混合型の活性
化槽として、かつ粒状物の容積分40〜70％の場合
は浮遊床−および／または流動床リアクタとして
運転される。キヤリヤ物質としては、５〜50mmの
粒度および0.1〜３mmの連続気孔を有する粒状物
が使用される。これら粒度のそれぞれの粒状物が
安定なバクテリア集結を生じ、かつ酸素供給およ
び、全ての個々の粒状物の内部にまでの物質搬送
を保証する。他方でこれが所望される場合、溶存
酸素の濃度を制限するかまたは、それぞれの粒状
物の直径を所定の価の上部範囲内で選択すること
により、キヤリヤ物質の内部に付加的な無酸素性
領域がつくられることができる。その結果リアク
タ中で場合により脱窒工程をも進行させることが
できる。粒状物中の、前記寸法のそれぞれの巨大
気孔は、不純物による気孔の閉塞を阻止し、かつ
微生物に、大きい表面積を繁殖に使用することを
可能にする。 さらに同じく、とくにリアクタを浮遊床−また
は流動床リアクタとして形成した場合、キヤリヤ
物質として粒状の粒子を使用することが可能であ
る。 キヤリヤ物質としては、有機ポリマー化合物よ
り成る粒状物が使用される。なかんずく、プラス
チツク加工工業で得られるような、連続気孔を有
するポリウレタン軟質フオームまたは類似の材料
より成る粒状物が、適当なキヤリヤ物質に必要な
全ての前記特性を満たし、その場合さらにこれに
は残存−および廃却品の砕片が使用されることが
できる。 明白なように、このようなポリウレタン軟質フ
オーム粒子の丁度１m³が生物学的乾燥物質30Kg以
上を吸収および結合し、その結果リアクタ容積の
50％に及ぶフオーム充填率で、リアクタ中の汚泥
乾燥物質は15ｇ／を上廻る価が得られることが
できる。 本発明による方法は、キヤリヤ物質へ、廃水を
リアクタを通して導く前に粉末活性炭が施こされ
た場合が殊に有利である。従つて、酸素搬入する
ための不変のエネルギ消費で、有利な場合酸素搬
入効率の倍加が得られることができる。 さらに本発明による方法は、高負荷廃水の経済
的浄化とともに、従来より不完全な浄化効率が許
容されたにすぎないこのような廃水浄化装置にも
適用されることができる。この場合殊に有利なの
は、リアクタ中へ、浄化すべき廃水として生物学
的フイルタおよび／または化学的および／または
物理的浄化工程の排液が導入された場合である。
リアクタ中でバイオマス濃度がキヤリヤ粒子の存
在により大きく維持されることができるので、こ
の排液を処理するのにわずかな通気時間で十分で
ある。さらに、後沈殿槽の極めてわずかな負荷が
生じるにすぎず、かつはじめから、とりわけ生物
学的フイルタ排液中で通気の場合に生じることの
ある起泡汚泥の形成が阻止される。 該方法を実施する装置は、リアクタおよび、リ
アクタに排液管を経て後接された後沈殿部を包含
する。本発明によれば、リアクタ中に微生物用の
キヤリヤ物質として、砕片状および／または粒状
の形の僅かな比重を有する多孔質の粒状物は自由
に移動できるように存在している。有利に、粒状
物をリアクタ中に保留するため、リアクタの排液
管に、例えば簡単な金網のような分離装置が配置
される。 以下に、本発明を図面実施例につき詳説する。 図面中で、１は、大気に対し密閉されかつ、完
全混合型の活性化槽として形成されたリアクタを
表わす。活性化槽１中で、平行線として表わされ
たように、微生物用のキヤリヤ物質として、直径
５〜50mm、比重20〜80Kg／m³および連続気孔0.1
〜３mmを有し、なかんずくポリウレタン軟質フオ
ームより成る多孔質の粒状物１３が、活性化槽容
積の５〜70％の容積部に相応する量で自由移動可
能に配置されている。 処理すべき排水が、供給管２を経て活性化槽１
中へ導入されるとともに、処理された廃水が、活
性化槽１の上部に接続された排液管３を経て除去
され、その場合この排液管には、それぞれの粒状
物を保留するための、例えば簡単な金網であれば
よい分離装置４が備えられている。活性化槽１の
排液管３に、沈降槽として形成された後沈殿部５
が接続され、この後沈殿部が、浄化せる水の導出
管６、汚泥を活性化槽１中へ戻すためのポンプを
有する汚泥返流管７、並びに過剰汚泥のための汚
泥導出管８を有する。 微生物の酸素供給のため、活性化槽１の蓋の下
側に形成された気室に、工業純の酸素または少く
とも空気よりも多量の酸素を含有するガスを導入
し、かつ気室中に存在するガスを、導管を径て、
活性化槽１の槽底付近に配置されたガス分配装置
１０に供給するように備えられる。廃気が、弁制
御される排気管１１を経て除去される。この場
合、上昇する通気ガスの気泡が、比重が一般に水
の比重を極めてわずかに上廻る、バイオマスの負
荷された粒状物１３を浮遊状態に維持するために
十分な浮揚力を生じる。 できるだけ良好な混合および良好な反応率を得
るため、例えば、電動機駆動装置を有する簡単な
撹拌装置より成る旋転装置１２がガス分配装置１
０の直上に配置される。 処理ガス用供給管９の図面に示した配置ととも
に、また、ガス供給管を直接に多数の接続管を経
て活性化槽１の槽底に接続しかつこの方法で上方
へ向けた付加的な気流を得ることが可能である。
同じく廃水供給管２は、活性化槽中でまた上方へ
向けられた液流を維持するため、槽底上に分配せ
る多数の接続管を有することができる。 また高負荷廃水を処理する場合、フオーム１m³
は生物学的乾燥物質30Kg以上を吸収および結合し
うるので、活性化槽１および後沈殿部５の容積
を、従来の活性化法で必要な槽容積と比べ低減さ
せることができる。この場合、後沈殿部５から活
性化槽中へ戻すべき活性汚泥量は極めてわずかに
維持されることができる。少くとも１時的に汚泥
返流を、汚泥返流管７中のポンプをスイツチ切断
することにより阻止することさえ可能である。 以下の第１表に、本発明による方法により運転
される活性化装置の１実施例の数値を、従来の活
性化装置と比べ記載する：

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による装置の１実施例を略示す
る系統図である。 １……リアクタ、２……廃水供給管、３……排
液管、４……分離装置、５……後沈殿部、６……
浄水導出管、７……汚泥返流管、８……汚泥導出
管、９……ガス用供給管、１０……ガス分配装
置、１１……排気管、１２……旋転装置、１３…
…粒状物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機ポリマー化合物より成る粒状物をキヤリ
   ヤ物質として使用し、廃水にリアクタ中で活性汚
   泥の存在下で空気および／または純粋な酸素を通
   気し、かつ引続き廃水−活性汚泥混合物を浄化さ
   れた水と汚泥に分割することにより、有機不純物
   を含有する廃水を生物学的に浄化する方法におい
   て、リアクタ中へ微生物用のキヤリヤ物質とし
   て、砕片および／または粒状の形の僅かな比重を
   有する、５〜50mmの粒度および0.1〜３mmの連続
   気泡を有する多孔質粒状物を、個々の粒状物が廃
   水中で自由に移動できるように浮遊する、リアク
   タ容積の５〜70％の容積分に相応する量で装入す
   ることを特徴とする、廃水を生物学的に浄化する
   方法。 ２ キヤリヤ物質として、軟質ポリウレタンフオ
   ームより成る粒状物を使用する、特許請求の範囲
   第１項記載の廃水を生物学的に浄化する方法。 ３ リアクタ中へ、浄化すべき廃水として、生物
   学的フイルタおよび／または化学的浄化工程およ
   び／または物理学的浄化工程の排液を導入する、
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の廃水
   を生物学的に浄化する方法。 ４ 有機ポリマー化合物より成る粒状物をキヤリ
   ヤ物質として使用し、廃水にリアクタ中で活性汚
   泥の存在下で空気および／または純粋な酸素を通
   気し、かつ引続き廃水−活性汚泥混合物を浄化さ
   れた水と汚泥に分割することにより、有機不純物
   を含有する廃水を生物学的に浄化する、リアクタ
   およびリアクタに排液管を経て後接された後沈殿
   装置を有する装置において、リアクタ１中に微生
   物用のキヤリヤ物質として、砕片および／または
   粒状の形の僅かな比重を有する多孔質の粒状物１
   ３が自由に移動できるように存在せしめられるこ
   とを特徴とする、廃水を生物学的に浄化する装
   置。 ５ リアクタ１の排液管３に、多孔質の粒状物を
   保留する分離装置４が対応配置されていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第４項記載の廃水を
   生物学的に浄化する装置。