JPH02126997A

JPH02126997A - 汚水の浄化方法

Info

Publication number: JPH02126997A
Application number: JP63281079A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hatano; 羽田野　一幸; Yukio Fukaya; 深谷　幸夫
Original assignee: Onoda ALC Co Ltd
Current assignee: Clion Co Ltd
Priority date: 1988-11-07
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1990-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、有機物を含む生活廃水、工業廃水、し尿、下
水等の汚水を浄化する方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］生活廃
水、工業廃水、し尿、下水等の汚水の浄化方法には、従
来より活性汚泥法、浸漬枦床法、散水炉床法、回転円板
法等、種々の方法がある。

これらのうち、活性汚泥法は曝気槽に導入した汚水を活
性汚泥とともに曝気して、活性汚泥中の微生物の働きに
より汚水を浄化するとともにともに、前記汚水を活性汚
泥とともに沈澱槽に徐々に移し、同沈澱槽において前記
汚水から沈降分離させた活性汚泥を前記曝気槽に返送す
るというものである。この活性汚泥法は、汚水が曝気に
より活性汚泥及び空気と効果的に接触するため浄化率が
高いという利点があるが、ｐＨを６〜８の範囲に維持す
るのが難しい、ＮＨ４−Ｎ　（アンモニア悪窒素）から
ＮＯ３Ｎ（硝酸態窒素）への硝化率が低い、汚水がリン
化合物を含む場合にはそのすン化合物の吸着率が低い、
汚泥の沈降性が悪い、余剰汚泥が多い等の問題があった
。

また、浸漬炉床法は好気性炉床槽に砂利、プラスチック
片、ハニカムチューブ等を用いた接触材を充填し、そこ
に汚水を流入して曝気することにより、接触材の表面に
微生物による生物膜を生じさせ、この生物膜の働きによ
り汚水を浄化するというものである。この浸漬炉床法は
、設置面積、処理効率、維持管理等の点で優れているが
、やはりｐＨを６〜８の範囲に維持するのが難しい、Ｎ
Ｈ４−Ｎの硝化率が低い、リン化合物の吸着率が低い等
の問題があった。

そこで、本発明者らは先に浸漬ｒ床法の改良について種
々検討した結果、接触材として５０〜９０％の空隙率を
有する多孔質珪酸カルシウム水和物の成形物、破砕物又
は造粒物を用いることにより、同多孔質珪酸カルシウム
水和物の微生物担持作用、ｐＨ緩衝作用、リン吸着作用
等によって有機物除去、硝化及び脱リンの効率を高め得
ることを知見したく特開昭６３−２８４９６号）。

しかし、上記の通り改良した浸漬炉床法においても、次
のような問題があった。

■　浸漬ｒ床法においては、接触材の粒径が小さいほど
汚水との接触面積が増加して浄化率が高まるが、この粒
径が例えば０．５ｍｍより小さいと目詰りが起き易く長
期間使用することができなくなる。従って、接触材とし
て上記の通り有用な多孔質珪酸カルシウム水和物を用い
る場合でも、その粒径を小さくすることは難しかったた
め（通常は０．５〜１０ｍｍとする）、汚水との接触面
積が限られ、多孔質珪酸カルシウム水和物による浄化促
進効果を完全に引き出すことはできなかっな。

■　浸漬炉床法においては、上記の通り目詰りが問題と
なるが、とりわけ多孔質珪酸カルシウム水和物は当初か
ら粒径の小さいものが混っていたり、使用中に摩耗して
粒径が小さくなったりするなめ、目詰りが起き易かった
。

■　浸漬炉床法においては、時々好気性枦床槽の下方か
ら清浄な水を流して接触材を逆洗する必要があるが、多
孔質珪酸カルシウム水和物はこの逆洗時に容易に摩耗・
消失してかなりの量をロスするため、その都度補充する
必要があった。

本発明は、汚水のｐＨを６〜８の範囲に容易に維持する
ことができ、有機物の除去率及びＮＨ４−Ｈの硝化率が
高く、汚水がリン化合物を含む場合にはそのリン化合物
の吸着率も高く、さらに目詰りの問題が全くなく、汚泥
の沈降性が良く、余剰汚泥も減少する新規な汚水の浄化
方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、上記目的を達成するために種々検討を重
ねた結果、曝気槽に多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体
を併用することにより、上記の諸課題を解決することが
できることを知見し、本発明を完成した。

すなわち、請求項１の汚水の浄化方法は、曝気槽に導入
した汚水を５０〜９０％の空隙率を有する多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粉粒体とともに曝気しながら流動させる
とともに、前記汚水を多孔質珪酸カルシウム水和物粒状
体とともに沈澱槽に移して同汚水中の汚泥及び多孔質珪
酸カルシウム水和物粉粒体を沈降分離させることを特徴
とする。

また、請求項２の汚水の浄化方法は、請求項１の方法に
おいて、沈降分離させた多孔質珪酸カルシウム水和物粉
粒体を前記曝気層に返送することを特徴とする。

以下、本発明の構成を詳述する。

（多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体〉本発明に使用す
る多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体としては、例えば
シリカのような珪酸質原料と石灰セメントのような酸化
カルシウム質原料とを、公知の方法で混合、硬化、高圧
高温水蒸気養生して、なる無機多孔質の人口鉱物を挙げ
ることができる。具体的成分としては、トバモライト、
ゾノトライト、Ｃ−８−Ｈゲル、フォシャジャイト、ジ
ャイロライト又はヒレブタンダイトの群から選ばれる１
種又は２種以上を主成分とするものを挙げることができ
る。ただし、ＳｉＯ２分とＣａＯ分との構成比率や、他
の微量成分の如何には限定されない。

上記多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体は、多数の微細
な空隙を５０〜９０％、好ましくは６０〜９０％の空隙
率で有した多孔質のものである。

この空隙率が５０％未満では比表面積が小さいために微
生物の固定が悪く、リン化合物の吸着率も低い一方、こ
の空隙率が９０％を越えると曝気槽において浮き上がり
が生じ易くなるからである。

また、上記多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体の粒径は
特に限定されないが、好ましくは１００μｍ〜５０ｍｍ
であり、常にその粒径分布に粒径１０ｍｍ以下のものを
含むことが好ましい。汚水と多孔質珪酸カルシウム水和
物粉粒体との接触面積が増加するからである。

また、曝気槽における上記多孔質珪酸カルシウム水和物
粉粒体の混合割合は、汚水１０００重量部に対して、多
孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体０．１〜１００重量部
が適当で、好ましくは多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒
体０．５〜２０重量部である。多孔質珪酸カルシウム水
和物粉粒体が０．１重量部未満だと次に述べる作用が弱
くなる一方、１００重量部を越えても同作用はさほど変
わらないからである。

（曝気槽及び沈澱槽）本発明に使用する曝気槽としては、公知の散気式、機械
撹拌式、散気及び機械撹拌併用式のものを使用すること
ができ、特定の方式に限定されない。

さらに、曝気槽の構造も特定のものに限定されず、例え
ば一端から汚水を導入して他端から汚水を沈澱槽に導入
する箱形槽タイプや、機械撹拌装置によって汚水を環状
に循環させる環状槽タイプを使用することができる。

また、本発明に使用する沈澱槽も特定の方式・構造のも
のに限定されず、公知の各種沈澱槽を使用することがで
きる。

また、本発明においては、曝気槽と沈澱槽とを兼ねた公
知の回分処理用の曝気槽のみを使用して汚水の浄化処理
をすることもできる。すなわち、本発明にいう沈澱槽と
は、曝気槽から独立して存在する沈澱槽のみならず、曝
気槽の内部に設けた沈澱槽相当部をも含む意味である。

（工程例）ここで、本発明に係る汚水の浄化方法の工程例を第１図
に従って説明する。

まず、汚水はスクリーン沈砂池１及び振動篩２により一
次処理が行われ、夾雑物、浮遊物、遊離した油分等が除
去される。

続いて、−次処理した汚水は調整槽３に導入され、水質
の均質化、必要に応じて希釈、栄養塩類の添加等が行わ
れる。

続いて、上記汚水は調整槽３により流量が制御されなが
ら曝気槽４へ導入され、多孔質珪酸カルシウム水和物籾
粒体とともに曝気・流動されて、有機物の除去、ＮＨ４
−Ｎの硝化、リン化合物の除去等が同時に行われる。

また、前記曝気槽４内の汚水はその自然流によって多孔
質珪酸カルシウム水和物粒状体とともに沈澱槽５に徐々
に移され、同沈澱槽５において汚水中の汚泥及び多孔質
珪酸カルシウム水和物粉粒体が沈降分離される。

この汚水の上澄液は必要に応じて脱窒処理等が行なわれ
た後、廃棄処分される。

一方、沈降分離した多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体
は微生物を豊富に担持しているため、これを前記曝気層
４に返送することにより、曝気槽４における微生物の数
が増加し、前記汚水の浄化が促進される。

なお、この多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体の返送は
、これを行わなくても後述する諸効果が奏されるが、こ
れを行えば汚水の浄化率がさらに高まり、余剰汚泥が少
なくなり、多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体の有効利
用が図れる等の利点がある。

（作用）本発明に係る汚水の浄化方法は、上記工程において次の
ような作用を奏する。

（１）曝気槽４に導入される多孔質珪酸カルシウム水和
物粉粒体は空隙率５０％以上の多数の微細な空隙を有す
るため、曝気槽４において汚水からの微生物の固定及び
繁殖を容易にするとともに、微生物の活動しやすい雰囲
気をつくる。すなわち、多孔質珪酸カルシウム水和物粉
粒体は微生物の好適な担体として作用する。

また、多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体を曝気槽４に
用いる場合には、前記浸漬炉床法に用いる場合と異なり
目詰りの問題が全くないため、例えば粒径０．５ｍｍ未
満の非常に小さい粉粒体を使用することができ、汚水と
の接触面積が増加して浄化率が高くなる。

また、曝気槽４においては汚水が多孔質珪酸カルシウム
水和物粉粒体と激しく混合されるため、前記浸漬Ｐ床法
と比べて汚水と多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体に担
持された微生物との接触の機会が多くなり、浄化率がさ
らに高くなる。

（２）汚水に含まれる有機物は、曝気槽４内の多孔質珪
酸カルシウム水和物粉粒体に担持された浄化活性の高い
微生物により迅速かつ確実に分解され、ＢＯＤ、ＣＯＤ
、ＳＳ等が有効に除去される。従って、余剰汚泥も減少
する。

いま、上記有機物が分解されると乳酸、酪酸、酢酸等が
生成する。しかし、本発明においては多孔質珪酸カルシ
ウム水和物粉粒体がこれらの酸を中和してｐＨＭ衝し、
汚水のＰＨを微生物の活動に適した６〜８に維持するた
め、微生物による有機物の分解能力は低下しない。また
、ｐ）（調整材としてＮａＯＨを用いる場合と異なり、
多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体の混合割合を多少ラ
フに決めたとしても、ＰＨが８を越えるようなことは少
ないため、上記ｐ）（維持を容易に行うことができる利
点がある。

（３）汚水に含まれる窒素化合物も、曝気槽４内の多孔
質珪酸カルシウム水和物粉粒体に担持された浄化活性の
高い微生物により効果的に酸化され、ＮＨ４−Ｈの硝化
が促進される。また、前述した多孔質珪酸カルシウム水
和物籾粒体のｐＨ緩衝作用により、上記硝化はさらに促
進される。

（４）汚水にリン化合物が含まれる場合、同リン化合物
中のリン酸イオンは曝気槽４内の多孔質珪酸カルシウム
水和物粉粒体が有する多数の微細な空隙に効果的に吸着
されるため、同リン化合物も高い除去率で除去される。

（５）上記のように曝気槽４において浄化された汚水は
多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体とともに沈澱槽５に
徐々に移され、同沈澱槽５において汚水中の汚泥及び多
孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体が沈降分離されるが、
本発明においては多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体が
汚泥を凝集させる作用を奏するため、それらの沈降分離
が促進される。

（６）沈降分離された多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒
体は微生物を豊富に担持しているため、これを前記曝気
層４に返送した場合には、曝気槽４における微生物の数
が増加する。従って、汚水の浄化率がさらに高まり、余
剰汚泥がさらに少なくなるばかりでなく、多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粉粒体をロスすることなく有効に利用す
ることができる。

なお、上記の通り多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体を
曝気槽４に用いる場合には、浸漬炉床法に用いる場合と
異なり逆洗する必要がなく、たとえ摩耗により粒径が小
さくなったとしても継続して使用できるため、非常にロ
スが少ない。

［実施例］本実施例には、第２図に示すような底部に散気管４２を
備えた容積１５．９の曝気槽４１を使用した。この曝気
槽４１に汚水Ｗとしての豚舎廃水の一次処理水（ＢＯＤ
が１０００ｍ（ＩＩ／、Ｑ含まれる）と、粒径０．１〜
５ｍｍのトバモライトを主たる構成物とする多孔質珪酸
カルシウム水和物粉粒体Ｐとを導入した。汚水Ｗの一次
処理水の導入量は、１０ｐ／日であり、多孔質珪酸カル
シウム水和物粉粒体Ｐの混合割合は、汚水１ＯＮに対し
て多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体２０ｇである。

上記曝気と同時に、曝気槽４１内の汚水Ｗをその自然流
によって多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体Ｐとともに
公知の沈澱槽５１に徐々に移し、同情水Ｗ中の汚泥及び
多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体Ｐを沈降分離させた
。

ここで、この沈降分離させた多孔質珪酸カルシウム水和
物粉粒体Ｐを前記曝気層４１へ返送せずに前記曝気を行
ったものを実施例１とし、同多孔質珪酸カルシウム水和
物粉粒体Ｐを曝気槽４１へ返送しながら前記曝気を行っ
たものを実施例２とした。

実施例１．２により浄化処理し、た汚水Ｗの上澄液をサ
ンプリングし、そのｐＨ，ＢＯＤ、ＳＳ、ＮＨ４Ｎ、Ｎ
Ｏ２Ｎ、ＮＯ３Ｎ、Ｔ　　Ｐ（全リン）を各々測定した
。また、比較例として、前記曝気槽４１に多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粉粒体Ｐを導入しないで、従来の活性汚
泥法により曝気を行った汚水Ｗの上澄液についても、同
様の測定をした。これらの測定結果を次の表に示す。

第１表測定結果同表から明らかなように、実施例１によれば、工業廃水
中の有機物除去、硝化及び脱リンが確実に行われており
、実施例２によれば有機物除去率及び硝化率がさらに高
くなっている。

［発明の効果］本発明は、上記の通り構成されているので、次のような
効果を奏する。

請求項１の汚水の浄化方法によれば、汚水のＰＨを６〜
８の範囲に容易に維持することができ、有機物の除去率
及びＮＨ４−Ｎの硝化率が高まり、汚水がリン化合物を
含む場合にはそのリン化合物の吸着率も高まり、さらに
目詰りの問題が全くなく、汚泥の沈降性が良くなり、余
剰汚泥も減少する。

請求項２の汚水の浄化方法によれば、上記効果に加えて
、汚水の浄化率がさらに高まり、余剰汚泥もさらに少な
くなり、多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体のロスを減
らして有効利用を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した汚水の浄化方法の例を示す
工程図、第２図は実施例に用いた曝気槽及び沈澱槽を模
式的に示す説明図である。４．４１・・・曝気槽、５．５１・・・沈澱槽、Ｗ・・
・汚水、Ｐ・・・多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体。

Claims

【特許請求の範囲】１、曝気槽に導入した汚水を５０〜９０％の空隙率を有
する多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体とともに曝気し
ながら流動させるとともに、前記汚水を多孔質珪酸カル
シウム水和物粒状体とともに沈澱槽に移して同汚水中の
汚泥及び多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体を沈降分離
させることを特徴とする汚水の浄化方法。２、曝気槽に導入した汚水を５０〜９０％の空隙率を有
する多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体とともに曝気し
ながら流動させるとともに、前記汚水を多孔質珪酸カル
シウム水和物粒状体とともに沈澱槽に移して同汚水中の
汚泥及び多孔質珪酸カルシウム水和物粉粒体を沈降分離
させ、この沈降分離させた多孔質珪酸カルシウム水和物
粉粒体を前記曝気層に返送することを特徴とする汚水の
浄化方法。