JPH0160316B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、工場排水、生活雑排水等の汚水を
浄化処理する装置に関し、特に、微生物（活性汚
泥）を担体（固定床）に付着、培養した活性汚泥
床に空気とともに汚水を接触させ、活性汚泥の増
殖を図り、BOD、COD等の水質汚濁物質を酸化
分解して除去する方式の活性汚泥床による汚水処
理装置に関する。 〔従来の技術〕 各種工場、ホテル、家庭等から排出される汚水
中のBOD、COD等の水質汚濁物質を微生物作用
により酸化分解して除去する汚水処理方法とし
て、従来より、標準活性汚泥法及びその各種変法
や散水ろ床法が広く用いられている。しかし、そ
れらの処理方法にあつては、日常管理の困難性、
容積負荷の低さによる設備面積の広大化、大量に
出る余剰汚泥処理のための経費の必要性などとい
つた種々の問題を抱えている。 また、各種形状の接触材を用い、この接触材の
表面に微生物を付着、繁殖させ、その接触材を曝
気槽内に配置して汚水中のBOD等の酸化分解、
除去を行なう接触酸化法も、近時試みられるよう
になつてきた。しかしながらそのような接触酸化
法においても、空気量の調整等の日常管理の難し
さの点では活性汚泥法等と同様の事情にあり、ま
た微生物が必要以上に増殖して装置が閉塞状態に
なり処理不能の事態を招いたりすることがある。
さらに、微生物を付着、培養させる接触材とし
て、例えば硬質合成樹脂の波板を用いた接触酸化
法にあつては、好気性微生物の付着、培養に長期
間を要したり、槽内の曝気による水の流動、物理
的衝撃などによつて微生物膜の剥離を起こし、こ
れが浮上してスカムとなり、一方槽内底部に沈積
してスラツジ（余剰汚泥）となつて浄化能力の低
下を惹き起こしたりする。また接触材としてスポ
ンジ切片を用い、これを曝気槽内に浮遊させて汚
水を処理する方法にあつては、曝気に伴う汚水の
流動、或いは風力などによつてスポンジ切片が槽
の一隅に移動してしまい、均一な浄化処理を行な
うことができなくなつたりする。 以上のような各種方法における諸々の問題を解
決するため、本出願人は、特開昭59−145096号公
報において開示されているように、筒面が網目状
もしくは格子状に形成された長筒形芯体の外周面
に多孔質体を所定厚みになるように捲回して固着
した活性汚泥床を考案し、この活性汚泥床を曝気
槽内に多数本立設して汚水処理を行なう方法を先
に提案した。この方法によれば、曝気管から噴出
する気泡によつて活性汚泥床が移動するようなこ
とはなく、微生物の付着、培養が短時間で可能と
なり、また微生物膜が剥離するといつた心配は全
くなく、さらに好気性菌及び嫌気性菌がBOD、
COD等を酸化分解、除去しながら増殖する一方、
これらの好気性菌及び嫌気性菌を食料とする巨大
微生物が多孔質体の中心部に自然発生し、この巨
大微生物が好気性菌及び嫌気性菌を侵喰して自己
消化し、過度の好気性菌の増殖を防いで余剰汚泥
の発生をなくすることができる。そして、上記の
ような構成の汚水処理槽を連続して複数設け、各
処理槽ごとに、また活性汚泥床の筒の内周と外周
とで、曝気（エアレーシヨン）に基づく溶存酸素
濃度（以下「DO値」という）を変化させ、汚水
の各処理過程における浄化程度に応じて、空気、
窒素及びリンの栄養バランスをとりながら、好気
性菌及び嫌気性菌からなる最適な増殖相をもつた
各活性汚泥床により、効率良く、かつ高い
BOD・COD除去率で汚水処理を行なおうとする
ものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 特開昭59−145096号公報に開示された汚水処理
装置は、上述したような数々の利点を有したもの
であるが、実際問題として、曝気管からの送入空
気量を変化させることだけにより、各処理槽ごと
に、また活性汚泥床の筒の内方と外方とで、好気
性菌及び嫌気性菌からなる最適な増殖相をもつた
活性汚泥床が形成されるように、適正DO値に精
度良く調整することは、水の流動などとの関係か
ら運転管理技術上非常に困難であり、また日常管
理のために多くの手間を必要とする。そして、適
正DO値への調整の難しさから、BOD・COD除去
率において必ずしも十分に満足することができる
とは言えない。特にBOD、CODが低負荷となる
ほど、その処理の困難さは増大する。 この発明は、以上のような問題点を解決するた
めになされたものであつて、日常の運転管理が容
易で、手間も殆どかからない装置でありながら、
BOD・COD負荷の高・低に拘らず、常に極めて
高い除去率でもつて汚水処理を行なうことができ
るような汚水処理装置を提供しようとするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上記特開昭59−145096号公報に開
示されている汚水処理装置に改良を加え、連設さ
れた各汚水処理槽ごとに、その処理槽内に列設さ
れた活性汚泥床の形態を適宜変更するようにし
て、上記問題点を解決した。 すなわち、この発明に係る活性汚泥床による汚
水処理装置は、空気導入管に接続される曝気管を
底部に配設するとともに、筒面が網目状もしくは
格子状に形成された長筒形芯体の外周面に所定厚
みをもつた多孔質体を捲回し固定手段によつて固
定してなる活性汚泥床を前記曝気管の上方に複数
本立設して構成された汚水処理槽を、２以上連設
し、かつそれらの隣り合う汚水処理槽をそれぞれ
流路連絡させるようにした装置において、前記活
性汚泥床における、前記長筒形芯体が前記多孔質
体によつて被覆される筒面面積を、前記汚水処理
槽単位で、かつ連設順序に従つて順次増加させ、
活性汚泥を構成する菌種、好気性菌と嫌気性菌と
の生育比率、その分布状況等を各処理槽ごとに推
移させるようにしたことを特徴として構成されて
いる。 〔作用〕 この発明は以上のような構成を有するので、こ
の発明に係る汚水処理装置においては、空気導入
管を介して汚水処理槽の底部に配設された曝気管
に送られた空気は、曝気管表面の多数の小孔から
気泡となつて汚水中に噴出し、その気泡から酸素
が汚水中に溶解してゆく。この溶存酸素を含んだ
汚水は、曝気管の上方に立設された活性汚泥床と
接触し、活性汚泥床に付着、培養された好気性菌
及び嫌気性菌によつてBOD、COD等の水質汚濁
物質が分解され、他方その際に獲得されるエネル
ギーの一部を利用して好気性菌及び嫌気性菌が増
殖する。ここで、活性汚泥床は長筒形をしている
ため、筒の内外でDO値が異なり、普通には、活
性汚泥床の筒外周の表層部に好気性菌が増殖し、
筒内周の表層部に嫌気性菌が増殖する。また、活
性汚泥床の多孔質体の中心部にはゾーグレア菌、
スフアロテイルス、ネマトーダ、水ダニ類等の巨
大微生物が自然発生し、この巨大微生物が好気性
菌及び嫌気性菌を侵喰してこれらが自己消化を起
こし、これによつて過度の好気性菌の増殖が防が
れて余剰汚泥の発生をなくす。そして、汚水処理
槽は２以上連設され、かつ隣り合う処理槽がそれ
ぞれ流路連絡されているので、各処理槽ごとに連
設順序に従つて、曝気管からの送入空気量を順次
絞つてゆくことによつてDO値を変化させると、
活性汚泥を構成する細菌の種類、好気性菌と嫌気
性菌との生息比率、微生物の分布状況等が処理槽
ごとに推移してゆく。このため、浄化の過程に従
つて、各菌種のもつ能力、例えば好気性菌は高負
荷処理において優れ、嫌気性菌は低負荷処理及び
窒素除去において優れているといつた、それぞれ
の持つ能力が最大限に利用され、処理効率が向上
する。但し、この処理効率の向上は、適正DO値
への調整を如何に精度良く行なうことができるか
にかかつている。ここで、この発明に係る汚水処
理装置における各活性汚泥床においては、物理的
環境自体が、すなわち長筒形芯体を多孔質体によ
つて被覆する筒面面積が汚水処理槽単位で順次変
化していることにより、DO値が高められた汚水
の、筒の内方と外方とにおける流通の程度が変化
する。このため、各処理槽ごと、活性汚泥床の筒
の内外で、適正DO値への調整が極めて精度良
く、かつ容易に行なわれ、安定した高い汚水処理
能力が恒常的に発揮される。尚、この発明に係る
汚水処理装置におけるように、各活性汚泥床にお
いて長筒形芯体が多孔質体によつて被覆される筒
面面積を汚水処理槽単位で順次変化させる場合
は、各処理槽ごとに曝気管からの送入空気量を変
化させなくても、活性汚泥を構成する細菌の種
類、好気性菌と嫌気性菌との生息比率等を処理槽
ごとに推移させてゆくことができる。 〔実施例〕 以下、図面を参照しながら、この発明の好適な
実施例について説明する。 第１図は、この発明の１実施例を示し、活性汚
泥床による汚水処理装置の正面断面図である。但
し、図示の都合上、各種配管、ポンプ等は省略し
て描いている。 図中、１０は流量調整槽であり、この流量調整
槽１０に連続して第１、第２、第３及び第４の汚
水処理槽１１，１２，１３及び１４が設けられて
いる。流量調整槽１０には、その上部に原水導入
管１５が配設されており、流量調整槽１０と第１
汚水処理槽１１との間、並びに互いに隣り合う汚
水処理槽間には、それぞれ隔壁上部に流路１６，
１７，１８，１９が設けられている。また第４汚
水処理槽１４にはその上部に処理水排出管２０が
配設されている。そして各槽の底部には、空気導
入管（図示せず）に接続された曝気管２１が配設
されており、各汚水処理槽内には、仕切板２２が
配設され、また曝気管２１の上方には多数の活性
汚泥床２３，２４，２５，２６が、それらの上・
下端を支持桿２７に支持されてそれぞれ立設して
いる。 活性汚泥床は、第３図に一部を切り欠いた状態
を示すように、長期間汚水中に浸漬していても腐
蝕劣化の起こらない硬質合成樹脂材等を用いて筒
面が網目状もしくは格子状に形成された長筒形芯
体３１の外周面に、多孔質体３２を所定の厚み、
通常15〜20mm程度になるように捲回し、第２−１
図及び第２−２図に示すように、その上端部及び
下端部を固定環３３によつて固定するとともに、
胴部の適宜個所を固定バンド３４によつて長筒形
芯体３１に多孔質体３２を締付け固定して構成さ
れている。尚、図中３５は、支持桿２７（第１図
参照）を挿通するために固定環３３にあけられた
支持穴である。多孔質体３２は、例えば耐蝕性に
富む塩化ビニリデンの糸状体を多数絡み合わせて
形成したり、その他、海綿状、網目状、繊維状合
成樹脂材などを利用して形成される。そして、活
性汚泥床２３，２４，２５，２６のそれぞれの形
態は、各汚水処理槽１１，１２，１３，１４ごと
に異なつている。第２−１図及び第２−２図は、
その一例を示す。このうち、第２−１図Ａに示し
た活性汚泥床２３は、汚水処理槽１１内に配置さ
れるものであり、多孔質体３２が縦方向に外周の
３分の１程度切除され、長筒形芯体３１が露出し
ている。第２−１図Ｂに示した活性汚泥床２４
は、汚水処理槽１２内に配置されるものであり、
多孔質体３２が一定の幅で螺線状に切除されて長
筒形芯体３１が露出している。また、第２−２図
Ｃに示した活性汚泥床２５は、汚水処理槽１３内
に配置されるものであり、多孔質体３２が複数個
所で円形状に切除されて長筒形芯体３１が露出し
ている。これらの活性汚泥床において、多孔質体
３２が切除されて長筒形芯体３１が露出している
面積は、Ａ，Ｂ，Ｃとなるに従つて順次減少す
る。逆に言えば長筒形芯体３１が多孔質体３２に
よつて被覆されている筒面面積は、Ａ，Ｂ，Ｃと
なるに従つて順次増加する。そして、汚水処理槽
１４内に配置される活性汚泥床２６は、第２−２
図Ｄに示すように、長筒形芯体３１の全面を多孔
質体３２が被覆している。 以上のような構成を有する活性汚泥床による汚
水処理装置において、汚水処理は以下のようにし
て行なわれる。 汚水（原水）は原水導入管１５を通つて流量調
整槽１０に導入され、、流量調整槽１０内を満た
した汚水は、流路１６から溢流して第１汚水処理
槽１１に入る。第１汚水処理槽１１内に流入した
汚水は、曝気管２１による曝気を受けてDO値が
高められるとともに、ポンプ（図示せず）等によ
つて流動される。この過程において、活性汚泥床
２３の外周表層部の空隙内には主に好気性菌が、
内周表層部の空隙内には主に嫌気性菌が付着、培
養し、これらが汚水中のBOD、COD等の水質汚
濁物質を酸化分解し、その際に獲得したエネルギ
ーの一部を利用して増殖する。一方、活性汚泥床
２３の多孔質体３２の中心部にはゾーグレア菌、
スフアロテイルス、ネマトーダ、水ダニ類等の巨
大微生物が自然発生し、この巨大微生物が増殖す
る好気性菌及び嫌気性菌を侵蝕する。このように
活性汚泥床２３全体として自己消化し、好気性菌
及び嫌気性菌の膜厚をほぼ一定に保持して余剰汚
泥を発生させることなく汚水を浄化処理してゆ
く。尚、この際、巨大微生物は多孔質体３２の中
心部から表層部に向かつて好気性菌及び嫌気性菌
を侵蝕するため、浄化効率の悪い老化した菌が順
次消化されることとなり、筒内外の表層部には常
に浄化効率の良い新しい好気性菌及び嫌気性菌が
培養、増殖して、汚水の浄化速度が一層高められ
る。 以上のような処理過程により、第１汚水処理槽
１１における第１段階の処理を終えた汚水は、仕
切板２２によつて画された流路を通つて、流路１
７から第２汚水処理槽１２内へ溢流し、第２汚水
処理槽１２内で上記と同様の第２段階の処理を受
けた後、順次第３、第４汚水処理槽１３，１４へ
送られて、第３、第４段階の処理を終え、最終的
に浄化された処理水は、第４汚水処理槽１４から
排出管２０を通つて排出される。 上述した処理過程において、第１〜第４汚水処
理槽１１〜１４における各曝気管２１からの送入
空気量は、順次減少させるようにする。その送入
空気量の調節とともに、各汚水処理槽内に配置さ
れている各活性汚泥床の形態、すなわち長筒形芯
体３１の露出部分の形状及びその面積が順次異な
つているので、各活性汚泥床の筒の内外でDO値
が変化する。このように各汚水処理槽ごとに、そ
して各活性汚泥床の筒の内外でDO値が変わるこ
とにより、第１〜第４汚水処理槽１１〜１４内に
配設される活性汚泥床２３〜２６に繁殖する菌
種、好気性菌と嫌気性菌との比率、微生物の生息
分布状況等が変化してゆく。各汚水処理槽におけ
る好気性菌と嫌気性菌との比率は、例えば、第１
汚水処理槽１１内の活性汚泥床２３では好気性菌
80％、嫌気性菌20％、第２汚水処理槽１２内の活
性汚泥床２４では好気性菌60％、嫌気性菌40％、
第３汚水処理槽１３内の活性汚泥床２５では好気
性菌50％、嫌気性菌50％、また第４汚水処理槽１
４内の活性汚泥床２６では好気性菌40％、嫌気性
菌60％とする。そして、第１汚水処理槽１１にお
いては主としてBODの高負荷処理を行ない、第
２汚水処理槽１２においては主としてBOD及び
CODを処理し、第３汚水処理槽１３においては
BOD、COD、窒素等を効率良く処理し、また第
４汚水処理槽１４においてはBOD、CODの低負
荷処理並びに窒素除去が主として行なわれる。 最後に、上記実施例装置によつて実際に汚水処
理を行なつて得た処理結果を次頁の表に示す。運
転条件は、処理水量1000m³／日、原水における
BOD濃度1000ppm、COD濃度700ppm、汚水処理
槽の全容積700m³（＝175m³×４槽）であつた。 この発明における構成は以上説明した通りであ
るが、この発明の範囲は、上記実施例での説明並
びに図面の内容に限定されるものではなく、種々
の変形例が含まれる。例えば、汚水処理槽の数は
４槽に限らず、２以上であれば何槽でもよく、ま
た各処理層の形状及び配置の仕方も図示例に限定
されず、例えば槽全体が円形状に配置されるよう
にしてもよい。活性汚泥床の形状についても、長
筒形でありされすれば横断面形状を多角形に形成
してもよく、また多孔質体を切除もしくは部分的
に捲回することによる長筒

〔効果〕

この発明は、以上のような構成を有し、かつ作
用するので、この発明に係る汚水処理装置におい
ては、連設された各汚水処理槽における適正DO
値への調整が精度良く行なわれ、各処理槽ごとに
栄養バランスが維持されるため、各浄化過程に応
じた最適な増殖相を持つた活性汚泥床が、それぞ
れの汚水処理槽ごとに安定して形成される。この
結果、曝気管からの送入空気量を運転開始当初に
設定した状態のままでも、原水におけるBOD・
COD負荷の変動に拘らず、装置全体として効率
の良い汚水処理が行なわれ、常に極めて高い汚濁
物質除去率でもつて汚水が浄化される。しかも、
日常の運転管理は容易であり、手間も殆どかから
ない。 この発明は、このような優れた性能を持つた活
性汚泥床による汚水処理装置を提供し得たもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示し、活性汚
泥床による汚水処理装置正面断面図であり、第２
−１図及び第２−２図は、上記装置に使用される
活性汚泥床の各種例を示す斜視図、第３図は、活
性汚泥床の一部を切り欠いた状態で示す部分斜視
図である。 １１〜１４……第１〜第４汚水処理槽、１６〜
１９……流路、２１……曝気管、２３〜２６……
活性汚泥床、３１……長筒形芯体、３２……多孔
質体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気導入管に接続される曝気管を底部に配設
   するとともに、筒面が網目状もしくは格子状に形
   成された長筒形芯体の外周面に所定厚みをもつた
   多孔質体を捲回し固定手段によつて固定してなる
   活性汚泥床を前記曝気管の上方に複数本立設して
   構成された汚水処理槽を、２以上連設し、かつそ
   れらの隣り合う汚水処理槽をそれぞれ流路連絡さ
   せるようにした活性汚泥床による汚水処理装置に
   おいて、前記活性汚泥床における、前記長筒形芯
   体が前記多孔質体によつて被覆される筒面面積
   を、前記汚水処理槽単位で、かつ連設順序に従つ
   て順次増加させ、活性汚泥を構成する菌種、好気
   性菌と嫌気性菌との生育比率、その分布状況等を
   各処理槽ごとに推移させるようにしたことを特徴
   とする活性汚泥床による汚水処理装置。 ２ 活性汚泥床における多孔質体は、ポリ塩化ビ
   ニリデン等からなる糸状体を多数絡み合わせるこ
   とによつて形成された特許請求の範囲第１項記載
   の活性汚泥床による汚水処理装置。