JPH03188994A

JPH03188994A - 有機性汚水の生物処理装置

Info

Publication number: JPH03188994A
Application number: JP1328232A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kataoka; 克之片岡
Original assignee: Ebara Research Co Ltd; Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1991-08-16
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0694036B2

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、し環系汚水、各種有機性産業廃水など
のＳＳ、　ＢＯＤ等を含む有機性汚水の生物、物理化学
的処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

代表的な有機性汚水として、下水の処理を例に挙げて従
来の技術を説明すれば、下水処理の最も代表的な方法は
、活性汚泥法であり、適用範囲が広いという重要な長所
をもっており、最も多く採用されている。

一方、近年、好気性生物膜炉床法が開発されている。こ
の方法は、砂、アンスラサイト活性炭などの粒状固体か
らなるが床に下水を下向流で流過させると共に、散気管
等から空気泡を上向流で上昇させ、向流接触させて処理
するものである。その場合、炉床の炉材表面には、ＢＯ
Ｄ資化菌、硝化菌などの好気性生物膜が付着しており、
この炉床において生物処理とＳＳの濾過除去が同時に行
われることが最大の特徴となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の活性汚泥処理法は、次のよう
な大きな欠点をもっている。

■　最初沈殿池−エアレージヨンタンク−最終沈殿池と
いう３つの別個の槽を必要とするため、設置面積が大き
く、建設費も高い。

■　エアレーション動力効率が良くないので、エアレー
ションコストが多額となる。

■　最終沈殿池におけるＳＳのキャリオーバーが避けら
れず、最初沈殿池のＳＳ除去効果も７０％程度の除去率
しか得られない。

■　放流される処理水のＳＳを２０■／ｌ以下にするた
めには、最終沈殿池のあとに砂決過池を必要とする。

■　活性汚泥の沈降性がしばしば悪化する。

また、好気性生物膜炉床法も次のような欠点をもってい
る。

■　原水ＳＳが多い場合は、前段に沈殿槽を設けなけれ
ばならない。さもないと、炉床の目詰まりが早く、実用
的でない。

■　原水ＢＯＤが高い場合にも、生物膜の増殖量が多く
なり、炉床の目詰まりが速やかに進行してしまうため、
適用できない。

■　炉床目詰まり時の洗浄用水として、好気性生物膜炉
床装置からの清澄濾過水を消費しなけらばならず、その
ため処理水の生産効率が悪い。

■　洗浄排水の処理に、別個の沈殿槽を必要とする。

■　炉床の下部の炉床支持構造、散気方式が複雑なため
、建設費が高く、スケールアップも必ずしも容易ではな
い。

本発明は、前記従来技術の欠点のすべてを解決し、極め
て高度の処理水を生産効率高く得ることができる有機性
汚水の生物処理装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、槽内の上方部に濾材層を浸漬させて保持し、
槽内下方部に原水流入部を設けると共に槽上部に１次処
理水流出部を設けた第１の槽と、槽内の上方部に浮上が
材層を保持すると共に該浮上が材層の下部又は内部に散
気装置を配備し、その下方を沈殿部とし、槽上部に最終
処理水流出部を設けた第２の槽とを並設し、前記第１の
槽の１次処理水流出部と前記第２の槽内下方の沈殿部と
を連通せしめたことを特徴とする有機性汚水の生物処理
装置であり、また前記第１の槽内下方を沈殿部とし、該
沈殿部に前記原水流入部を設けたことをも特徴とする有
機性汚水の生物処理装置である。

〔作　用〕

上記のように構成された第１の槽内下方部に、原水流入
部から下水などのＳＳ性物質と溶解性ＢＯＤ等を含む原
水を流入させ、原水中の沈降性ＳＳを沈降分離する。こ
の時、ＳＳの沈降分離を促進するために、原水に適当な
凝集剤を注入可能にしても良い。

また、この第１の槽内下方部を沈殿部たらしめて、ＳＳ
の沈降分離に有利な形状とし、該沈殿部に原水流入部を
設けることが好ましい。

第１の槽の底部にＳＳの大部分が沈降分離された原水は
、上向きに反転し、濾材層に下方から進入し、沈降しき
れなかった微細ＳＳが濾過除去されると共に、濾材層内
の炉材表面に発達している嫌気性生物膜又は好気性生物
膜によって溶解性ＢＯＤ成分が分解除去される。

なお、濾材層内のが材表面に好気性生物膜を発達させる
ためには、濾材層内又はその下部に散気装置を配備して
、酸素含有ガスを散気すれば良く、濾材層内の炉材表面
に嫌気性生物膜を発達させるには、散気することなくそ
のままにしておく。

しかして、濾材層の上部から流出してくる１次処理水は
、１次処理水流出部から第２の槽内の下方の沈殿部に流
入し、その後浮上が材層に下方から進入してゆく。浮上
が材層には散気装置によって酸素含有ガスが散気されて
好気性状態が保たれており、炉材表面にＢＯＤ資化菌、
硝化菌などの好気性生物膜が発達する。従って、第１の
槽から流出する１次処理水の残留ＢＯＤ、アンモニアは
、浮上が材層内で発達した好気性生物膜によって極めて
効果的に除去され、同時に残留する微細ＳＳも高度に濾
過除去され、５ＳＢＯＤのいずれも数■／Ｉｔの清澄な
最終処理水が浮上濾材層の上部から泉のように湧き出し
、最終処理水流出部から流出する。

さて、処理を継続するにつれ、第１の槽のが材層及び第
２の槽の浮上濾材層のＳＳ捕捉量が増加し、炉抗が上昇
するので、所定の炉抗（５００ｍ１２０程度に設定する
とよい）に達した時点で、各が材層の洗浄を行う。

濾材層の洗浄方法としては種々の方法が考えられ、任意
の方法を採用して良いが、例えば次のような方法が推奨
できる。

第１の槽のが材層の洗浄は、濾材層の下部に散気装置を
配備して散気量を急激に増加させ、濾材層内に激しい気
液混和流を起こし、が材層内にそれまで捕捉、蓄積され
ていたＳＳを押し出す。従来の好気性生物膜炉床装置に
おけるが床の洗浄時には、原水の流入を停止させなけれ
ばならなかったが、本発明では原水の流入を停止する必
要は全くなく、逆に原水の流入によって濾材層のＳＳを
空気洗浄と共に洗出する。即ち、原水自体を濾材層の洗
浄用水として利用できるという重要な長所がある。

第１の槽の濾材層から洗出されたＳＳを含んだ洗浄排水
は、第２の槽内下方の沈殿部に流入し、洗浄排水中のＳ
Ｓが沈降分離するが、第２の槽に流入する洗浄排水中に
高分子凝集剤を添加できるようにしておくと、洗浄排水
中のＳＳの沈降分離を著しく促進できる。

次に、第２の槽の浮上濾材層の洗浄について説明する。

浮上濾材層のが抗の増加速度は緩慢である。なぜなら、
前段の第１の槽で、沈降分離と濾材層によって、原水中
のＳＳとＢＯＤの大部分が除去されているためである。

しかし、長時間運転を続けるにつれ、が抗が所定値に達
するので、洗浄を行う必要がある。

洗浄は次のように行われる。

即ち、散気装置から吐出す散気量を、定常運転時よりも
大幅に上昇させ、浮上が材層内のＳＳを洗出し、この洗
浄排水を原水と共に第１の槽の下方部に流入させてＳＳ
を分離すると良い。なお、浮上濾材層の洗浄排水を、第
２の槽内下方の沈殿部にリサイクルしてＳＳを沈降分離
し、清澄化された洗浄排水を浮上が材層の洗浄用水とし
て再利用することも極めて好適な実施態様であり、この
リサイクル途中に高分子凝集剤を添加すれば、リサイク
ルされる洗浄排水中のＳＳの沈降分離を促進できる。

以上のような洗浄操作により、濾材層及び浮上が材層内
のＳＳは洗い出され、炉抗が初期値に復帰するので、散
気装置からの散気量を定常処理時に戻し、処理を再開す
る。

さらに、本発明の他の好ましい処理操作を次に列挙する
。

■　原水の熔解性ＢＯＤ濃度が高濃度（例えばＢＯＤ１
０００■／１．程度）の場合は、第２の槽の好気性浮上
が材層から流出する最終処理水の一部を、第１の槽内下
方部に導いて原水を希釈すると、該槽内のが材層内の嫌
気化を防止できる。勿論、濾材層で嫌気性生物膜処理を
行う場合は、このような操作を行う必要はない。

■　難生物分解性ＣＯＤの除去を同時に行う場合は、第
１の槽から流出する１次処理水に粉末活性炭を添加し、
この粉末活性炭粒子を第２の槽の浮上が材層で捕捉し、
粒状活性炭吸着塔と同様なメカニズムでＣＯＤを除去す
るようにすると、粉末活性炭のＣＯＤ吸着能力を最大限
に発揮させることができ、しかも浮上濾材層内の好気性
生物による活性炭の生物再生も期待できる。

■　第２の槽の浮上濾材層の炉材よりも第１の槽の濾材
層の炉材粒径を大にし、空隙率を高めておくと、第１の
槽の濾材層のＳＳ捕捉量が向上する。

■　原水ＢＯＤが高濃度の場合、第１の槽の濾材層を嫌
気的状態に維持し、メタン発酵菌生物膜を発達させ、発
生したメタンガスを回収するようにするのが良い。

■　リン酸イオンの除去を行う場合には、水中に硫酸ア
ルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄などの
無機凝集剤を注入し、不溶化リンを含むフロックを第１
の槽又は第２の槽で沈降分離する。

■　硝化脱窒処理を行う場合には、第１の槽の濾材層を
嫌気的状態に保ち、第２の槽の最終処理水の一部を第１
の槽の濾材層の下部に循環させる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に基づいて説明すれば、１は
第１槽で、底部に沈殿濃縮部２′が形成され、槽内上方
部には炉材を充填した濾材層３が浸漬、保持されている
。

濾材層３の炉材は、公知の粒状が材を使用することがで
きるが、発泡プラスチックその他の水に浮く浮上が材を
使用す、るのが好ましく、炉材として比重１．０未満の
ものを使用する場合には、濾材層３の上部を金網などの
通水性の支持部材４で覆い、濾材層３の流出を阻止して
いる。炉材の比重が０．５〜０゜９程度のときは、炉材
が水面上に露出する率が少なく、支持部材４は必ずしも
必要とはしない。

が材層３の内部又は下部には、散気装置、例えば散気管
５を配備してブロワ−６から空気を導くようにし、濾材
層３の炉材表面に好気性生物膜を発達させるためには散
気を行い、炉材表面に嫌気性生物膜を発達させるには散
気は行わない。しかし、濾材層３の洗浄時には、何れの
場合も散気を行うのが良い。

第１槽１内の下方部には、原水槽７の原水をポンプ８に
よって流入させる原水流入管９が開口し、原水流入管９
の途中には凝集剤注入管１０を接続させると良く、第１
槽１内下方部を沈殿部２とするのが極めて好ましい。

第１槽１の上部には、下方から上昇して濾材層３を流過
した１次処理水を流出させる１次処理水流出１０１１が開口され、また、が材層３より上部の液相部と
が材層３の下部とを連結するポンプ１２を有する循環配
管１３を設けるのも好ましい。図中、１４は第１槽１の
底部に連結された排泥管を示す。

２１は第１槽１と並設された第２槽で、槽内下方を沈殿
部２２とし、底部に沈殿濃縮部２２′が形成され、槽内
上方部には発泡プラスチックなどの比重が１．０未満で
水に浮く粒状が材を充填した浮上が材層２３が設けられ
、その上部を金網などの通水性の支持部材２４で覆い、
浮上濾材層２３の流出を防いでいる。

浮上が材層２３の下部又は内部には、酸素含有ガス、例
えばブロワ−２６よりの空気を散気する散気管２５が配
備され、散気管２５より上部の浮上濾材層部分を好気的
状態に保つ。

第２槽２１の上部には、越流ロンダー２７が設けられて
最終処理水流出管２８が連結されている。２９は底部に
連結された排泥管である。

さらに、第１槽１の１次処理水流出口１１と第２槽２１
内下方の沈殿部２２とは、流路３０によって２連通されており、この流路３０内に凝集剤注入管１０′
を開口することも好ましい。

なお、第２槽２１の最終処理水流出管２８に洗浄排水管
３１を分岐し、この洗浄排水管３１を開閉弁３２を介し
て原水槽７に開口させたり、あるいは洗浄排水槽３３に
開口させて洗浄排水槽３３内の洗浄排水をポンプ３４に
よって返送管３５から第２槽２１内の下方の沈殿部２２
へ返送するようにするのが好ましい。また、第２槽２１
の浮上濾材層２３より上部の液相部と第１槽１の濾材層
３の下部とを、ポンプ３６を有する循環配管３７で連結
すれば、硝化脱窒処理を行う場合に好適となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、次のような特別顕
著な効果が得られ、従来技術の諸欠点を完全に解決でき
るほか、従来装置では得られるべくもなかった独自の効
果が発揮される。

■　極めてコンパクトな装置で、有機性汚水の沈降分離
と濾過によるＳＳの除去、及び嫌気性生物膜処理と好気
性生物膜処理の２段処理、もしくは好気性生物膜の２段
処理を遂行することができる。その結果、活性汚泥法に
おける最初沈殿池、エアレーションタンク、最終沈殿池
、砂濾過部のすべてを不要にし、省スペースと建設費の
大幅節減が可能である。

■　従来の生物膜炉床法において、原水ＳＳが多い場合
、不可欠であった前段の別個の沈殿槽が不要である。

■　濾材層の洗浄時に、清澄処理水を消費する必要がな
（、また原水の流入を停止させる必要もなく、さらに原
水自体および洗浄排水それ自身を炉材洗浄用水として有
効利用できるので、極めて合理的である。

■　炉材洗浄排水の処理に、別個の沈殿槽を設ける必要
がない。

■　原水の溶解性ＢＯＤが高濃度の場合でも、全く問題
なく良好な処理が可能である。

■　ＳＳの分離効率が非常に優れており、安定して５Ｓ
１０■／象以下の清澄処理水が得られる。原水の流量変
動時も処理効果が安定している。

■　粉末活性炭を適用すれば、難生物分解性ＣＯＯも効
果的に除去できる。また、粉末活性炭のＣＯＤ吸着能力
を最大限にまで利用できる。

■　少なくとも後段の好気性生物膜が床部を浮上濾材層
としたので、濾材層下部の面倒な支持構造が不要で建設
が容易である。

■　後段の好気性生物膜炉床部の目詰まり進行が極めて
緩慢であるので、洗浄顧度が少なくてすむ。

その結果、が材表面に発達した生物膜を必要以上に系外
に洗い出さなくてすむので、好気性生物膜処理効果が優
れている。

［相］　余剰汚泥の発生量が少ない。

■　後段の好気性生物膜が床部の水面部から清澄な処理
が泉のように湧き出るのが見えるようにし、美観的に極
めて優れたものとすることができる。

５．２５・・・散気管、６，２６・・・ブロワ−１７・
・・原水槽、８，１２．３４．３６・・・ポンプ、９・
・・原水流入管、１０．１０’、１０”・・・凝集剤注
入管、１１・・・１次処理水流出口、１３．３７・・・
循環配管、１４．２９・・・排泥管、２１・・・第２槽
、２３・・・浮上濾材層、２７・・・越流ロンダー、２
８・・・最終処理水流出管、３０・・・流路、３１・・
・洗浄排水管、３２・・・開閉弁、３３・・・洗浄排水
槽、３５・・・返送管。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）槽内の上方部に濾材層を浸漬させて保持し、槽内
下方部に原水流入部を設けると共に槽上部に１次処理水
流出部を設けた第１の槽と、槽内の上方部に浮上濾材層
を保持すると共に該浮上濾材層の下部又は内部に散気装
置を配備し、その下方を沈殿部とし、槽上部に最終処理
水流出部を設けた第２の槽とを並設し、前記第１の槽の
１次処理水流出部と前記第２の槽内下方の沈殿部とを連
通せしめたことを特徴とする有機性汚水の生物処理装置
。
（２）前記第１の槽内下方を沈殿部とし、該沈殿部に前
記原水流入部を設けた請求項１記載の有機性汚水の生物
処理装置。