JPH0299194A - 上向流式生物処理方法及びその装置 - Google Patents

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、下水、し球系汚水、工場排水、用水等の有機
物や硝酸塩含有の用廃水を、攪拌機構を備えた上向流式
生物処理装置で固定化微生物を用いて好気的あるｂは嫌
気的に浄化する方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、固定化微生物としては、山砂、セラミック、活性
炭、あるいはグラスチックの表面で微生物を付着増殖さ
せる付着型、（１１）寒天、ポリアクリルアミドゲル、
光架橋性樹脂などの高分子ゲル内部に微生物を包み込む
包括型、ｇ＋＋を何らの担体、薬品を使うことなく微生
物自身のカで微生物を粒状化する自己固定化型の５種類
が利用され、ている。

ま之、上向流式生物処理装置は、流動床型、固定床型及
び汚泥床型の５種類が利用されている。

これらの上向流式生物処理装置の大部分は、（１）槽内
の粒状固定化微生物あるいは自己固定化物同志の付着、
合一などに起因するマッドポールの形成防止、（１１）
粒状固定化微生物あるいは自己固定化物の流動を円滑に
して槽内のデッドゾーン形成を防止するなどの目的で槽
内に攪拌機を設けている場合が多い。

そして、従来の上向流式生物処理装置の攪拌方法にあっ
ては、装置下部から上部にかけて均等な攪拌強度で攪拌
するため、粒状固定化物あるいは自己固定化物のうち沈
降速度の大きなものが下部に集ま力、沈降速度の小さい
ものが上部に集まる傾向にあった。その結果、装置の高
さ方向に粒状固定化物や自己固定化物の濃度分布が生じ
、処理性能の低下をきたしていた。

例えば、付着型固定化微生物を利用した上向流式流動床
型生物処理装置にあっては、粒径の大きな微生物付着担
体が装置下部に高密度に存在し、装置上部では粒径の小
さな担体が疎に存在する傾向があった。付着型の固定化
微生物とは担体表面で微生物の増殖により形成される生
物膜により、処理を行なう方法であるが、生物膜は増殖
すると同時に担体相互の接触によるもみ洗い効果により
、担体がらの剥離も発生する。

従って、担体密度の高い下部ではもみ洗い効果が大きい
ため、生物膜は発達しにくい状況となる。

そして、装置の高さ方向に均等な強度で攪拌を行なう従
来の上向流式流動床型生物処理装置にあっては、下部に
生物膜のりすい大粒径の担体が集まり、上部には生物膜
の厚い小粒径の担体が存在する状態に陥った。その結果
、特に下部における処理性能が生物膜量の不足により低
下し、装置全体の処理性能の低下をきたすことが認めら
れた。

また、自己固定化物を利用した上向流式汚泥床型生物処
理装置にあっては、下部に密度の高い自己固定化物が集
まり、上部に密度の低い自己固定化物が集まる傾向にあ
った。このような状況下では、装置高さ方向に均一な攪
拌を行なう従来法の場合、下部での汚泥床の流動が不足
し、一方正部では過度な攪拌により汚泥床が乱されるこ
とになる。その結果、上部における汚泥の巻き上が９な
どにより、処理水質の低下をきたした。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記したような装置高さ方向の粒状固定化物
や自己固定化物の分布状態が異なるにもかかわらず、均
一な攪拌方法を採ることにより生じていた従来型の上向
流式生物処理装置の問題点を解決し、従来法にくらべよ
り優れた処理性能を発揮することができる生物処理装置
を開発することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、種々研究の結果、上向流式生物処理にお
いて、反応槽内の撹拌力を上部と下部で変えることによ
り、従来法の問題点が解決できることを見い出し、本発
明を完成した。

すなわち、本発明は、廃水を上向流通水しながらかつ攪
拌機構による撹拌力を与えて好気性または嫌気性条件下
で固定化微生物によって生物処理を行なう上向流式生物
処理方法において、前記攪拌機構の攪拌強度を前記廃水
の流入部より流出部に向かって漸次または段階的に減ず
るようにすることを特徴とする上向流式生物処理方法に
関するものである。

また本発明は、廃水を上向流通水する生物反応槽内に固
定化微生物の層を形成せしめると共に該槽内に撹拌羽根
と多段に配設した上向流式生物処理装置において、該撹
拌羽根の攪拌強度が槽内下方部より槽内上方部を減ずる
ように撹拌羽根の面積、取付はピッチ、回転数のうち少
なくとも一つを調整してなる上向流式生物処理装置に関
するものである。

本発明における攪拌強度の低下度合いは、使用する固定
化微生物の種類、粒径、比重、あるいは装置の大きさな
どにより変化するが、望ましくは上部の攪拌強度を下部
の１０〜８０％とすることが望まれる。

攪拌強度を変化させるには、撹拌羽根を装置の上部に行
く程、その面積を小さくするが、堆付はピッチを広く取
るとか、あるいは回転数を減するとかの方法により行う
ことができる。

また、本発明は、上向流式生物処理装置において、特に
流動床型及び汚泥床型のものに適用するとその効果を発
揮する。

上向流式流動床型生物処理装置とは、粒状担体に微生物
を付着あるいは包括した粒状固定化微生物を装置に充て
んし、水、あるいは／およびガスにより励起される上向
流により粒状固定化微生物を流動状態に維持しながら生
物処理を行なう装置である。上向流式汚泥床型生物処理
装置とは、微生物自身により形成される粒状生物塊（自
己固定化物）を、水あるいは／およびガスにより励起さ
れる上向流によりスラッジベツドあるいはスラッジブラ
ンケットに維持しながら処理を行なう装置である。

なお本発明は上向流式生物処理装置の攪拌方法に関する
ものであるが、生物処理装置に限定されるものではなく
、上向流式反応装置全般に対して有効な方法である。

〔作　用〕

本発明によれば、粒状固定化物や自己固定化物が高密度
に存在する傾向にある装置下部の攪拌強度を高く維持で
きる。それにより上向流式流動床法における下部での生
物膜剥離による微生物量の不足や、上向流式汚泥床法に
おける下部での攪拌不足に伴なうデッドゾーンの形成を
防止できる。また、装置上部の攪拌を緩やかな状態にで
きるため、上向流式汚泥床法における上部での汚泥巻き
上が９を防止できる。これらの作用により従来法にくら
べ、よりｅれた処理性能を発揮する。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
。

実施例１ 第１図は、付着型固定化微生物を用いた嫌気性上向流式
流動床型生物処理装置の概略図であシ、生物学的脱窒素
を目的とするものである。

硝酸塩を含む廃水にメタノールを添加した水が原水流入
管１を経て、生物処理装置２の底部から上向流で通水さ
れる。生物処理装置２内部に数１．３の砂が充てんされ
ている。担体３は、水による上向流と脱窒素の結果生成
される窒素ガスにより励起される上向流により流動化状
態に維持されるとともに、攪拌機４により攪拌される。

処理水は装置２上部から処理水流出管７を経て流出する
。６は脱窒性菌の付着により肥大した担体３を抜きとる
担体引抜管である。

本発明の効果を確認するために、攪拌機４の撹拌羽根５
は、第２図に概略図として示す本発明のものと、第５図
に概略図として示す従来型のものの２とおりを使用した
。装置や撹拌羽根の大きさを以下にまとめる。

Ｑ上向流式流動床型生物処理装置　　φ＋　ｏ　ｏ　Ｏ
ｍＸ高さ５２００ｍ ０撹拌羽根大きさ ・第２図　　平羽根４枚（羽根幅は下から２００鴫、２
００＋ｗ＋、　　＋　　００ 調、５０鰭） ・第３図　　平羽根４枚（羽根幅は全て８ｏ＋１７１１
り・双方とも羽根の長さ８００１１ｍ、取付ピッチ８０
０闘 Ｏ撹拌機回転数　双方とも１．５　ｒｐｍ表−１に第２
図と第３図の撹拌羽根を用いた場合の、脱窒素性能と付
着脱窒菌量を示す。脱窒性能は装置容積あたシの脱窒速
度で示した。

表−１上向流式流動床型脱窒素装脱窒性能衣−１に示す
ように、本発明のように装置高さ方向に攪拌強度を変化
させることにより、従未決と比較して下部の微生物量が
増大し、全体の微生物量も増加した結果、脱窒速度も大
きな値を得た。

実施例２ 第４図は、包括型固定化微生物を用いた好気性上向流式
流動床型生物処理装置の概略図であり、上水道水源に含
まれるアンモニアの硝化を目的とするものである。アン
モニアに汚染された湖沼水は原水流入管１を経て、前曝
気槽９に下向流で通水され、ここで硝化に必要な酸素が
浴解される。原水はそののち送水管８を通ジ、硝化槽１
０に上向流で通水される。硝化槽１０内部には、直径５
ｍのアルギン酸カルシウムゲルに包括された固定化硝化
菌３が充てんされである。５は水による上向流と攪拌機
４による攪拌流により流動化状態に維持される。処理水
は流出管７を通って流出する。

本発明の効果を確認するために、攪拌機４として、第５
図に概略図として示すような撹拌羽根５の取付ピッチを
変えたもの（本発明）と、第６図に概略図として示すよ
うな均等なピッチで取付けたもの（従来法）の２つを使
用した。

装置や撹拌羽根の大きさは以下のとおシである。

・硝化槽　　　　φ９００日×高さ５０００ＩＩＩ＋・
撹拌羽根　　　幅３０ＩＩＩＩＩ×長さ８００鰭・取付
ピッチ（下部より） 第５図　　１４０．１４０，３４０．３４ｏ。

５４０．４００．４００■ 第６図　　全てＢｏｏｍ ・攪拌機回転数　双方ともに　４ｒｐｍ表−２に各々の
場合の硝化速度を示す。

表−２第５図および第６図の場合の硝化速度（装置容積
当！ｌ） このように、本発明のように取付ピッチを変えることに
より、従来法より大き々硝化速度を得た。この原因は、
下部での固定化硝化菌の流動が活発とな９、有効に作用
する槽容積が増大したためと考えられる。

攪拌速度を変えた他の実施例においても、同様に本発明
の有効性が確認きれ念。

〔発明の効果〕 前記したように、本発明によれば、槽全体にわたって微
生物が均一に成長し、全体の微生物量が増加して、下部
での生物膜剥離による微生物量の不足や攪拌不足に伴な
うデッドゾーンの形成が防止され優れた処理能力を発揮
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の嫌気性上向流式生物処理装置の概略図
を示し、第２図と第３図は第１図の装置に用いた撹拌羽
根の配置を示す概略図であり、第２図が本発明の撹拌羽
根、第３図が従来法の撹拌羽根を示す。第４図は本発明
の好気性上向流式生物処理装置の概略図を示し、第５図
と第６図は第４図の装置に用いた撹拌羽根の配置を示す
概略図でろ多筒５図が本発明の撹拌羽根、第６図が従来
法の撹拌羽根を示す。 １・・・原水流入管、２・・・生物処理装置、３・・・
付着担体、４・・・攪拌機、５・・・撹拌羽根、６・・
・担体引抜管、７・・・処理水流出管、８・・・送水管
、９・・・前曝気槽、１０・・・硝化槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、廃水を上向流通水しながらかつ攪拌機構による撹拌
   力を与えて、好気的条件下又は嫌気的条件下で固定化微
   生物によつて生物処理を行う上向流式生物処理方法にお
   いて、前記撹拌機構の撹拌強度を前記廃水の流入部より
   流出部に向つて漸次または段階的に減ずるようにするこ
   とを特徴とする上向流式生物処理方法。 ２、廃水を上向流通水する生物反応槽内に固定化微生物
   の層を形成せしめると共に該槽内に撹拌羽根を多段に配
   設した上向流式生物処理装置において、該撹拌羽根の撹
   拌強度が槽内下方部より槽内上方部を減ずるように攪拌
   羽根の面積、取付けピッチ、回転数のうち少なくとも一
   つを調整してなる上向流式生物処理装置。