JPH03221110A

JPH03221110A - 汚濁水浄化用分離材及び汚濁水の浄化処理方法

Info

Publication number: JPH03221110A
Application number: JP2017463A
Authority: JP
Inventors: Shiyunji Eitou; 衛籐　俊司
Original assignee: AKUA TEC KK
Current assignee: AKUA TEC KK
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1991-09-30
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0817901B2

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、細孔を有する分離材、特に砕石を集合接合し
て細孔を形成してなる分離材、並びにそれを用いた汚濁
水の浄化方法及び浄化装置に関する。

〔従来の技術〕

各種廃水またはそれらで汚染された河川水等の汚濁水の
浄化方法として、既に種々の方法が提案され、実施され
ている。

これら従来の汚濁水の浄化方法は、■汚濁水中の汚濁物
質を化学的処理により、溶解して無害化処理したり、凝
集・沈澱させ分離除去する方法と■生物的処理により、
例えば生物膜や活性汚泥により汚濁物を無害化してフロ
ック状にして沈澱させ分離除去する方法に大別できる。

生物的処理においては、処理面積を大きくする方向での
開発が進められ、また、好気状態と嫌気状態の場を交互
に設けて処理する方法の提案もされている。

更に、汚染河川水の浄化のため、上記生物的処理による
方法の１種に、河川敷を利用して河川水を浄化する礫間
接触酸化法が提案、実施されている。この礫間接触酸化
法は、河原の砂利等の礫で形威された層間に河川水を流
通させることによりＢＯＤ　（生化学的酸素要求量）、
ＳＳ　（浮遊物質）の大幅な低減が可能で優れた汚染河
川水等汚濁水の浄化方法で注目されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記したような従来の汚濁水浄化方法は
、化学的または生物的処理のいずれも、反応処理系と沈
澱・分離処理系の二段工程で処理する必要があった。

発明者は、特に礫間接触酸化法を効率的に実施するため
の改良を目的に研究をしていたところ、従来の汚濁水の
処理とは全く異なる浄化処理系を形成する分離材を開発
し、本発明に至ったものである。

本発明は、水処理のみでなく広く固液分離に通用可能な
特別な分離材を提供すると共に、従来の水処理プロセス
とは異なり、反応処理及び分離処理を同一系内に共存さ
せ一段工程で汚濁水を浄化する方法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〕

本発明によれば、少なくとも開口径が１Ｍ以上の細孔を
有することを特徴とする分離材が提供され、特に、２以
上の砕石を集合接合し、開口径１閣以上の細孔を形威し
てなる砕石集合体である分離材が提供される。

また、上記分離材を充填した礫層間に汚濁水を流通して
浄化することを特徴とする汚濁水の浄化方法が提供され
る。

更に、上記分離材を充填してなる礫層を有する無蓋また
は有蓋のハウジングであって、該礫層の少なくとも一部
が冠水状態に保持されるように流入水口及び流出水口を
配置したことを特徴とする汚濁水浄化装置が提供される
。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明の分離材は、好ましくは下記に説明するように砕
石を集合接合して、通常、多数の細孔を任意的に形威し
たものであるが、石材やプラスチック材の塊状体に任意
に適宜細孔を穿設形成したものでもよい、細孔は、分離
材の外表面上に開口し、開口形は任意の形状でよく、特
に砕石を集合接合する場合には種々様々となり、定形的
なものでない。その細孔の開口部の大きさも任意である
が、開口部の最も狭い部分の径が少なくとも１■である
のが好ましい。また、細孔は形態的な制限はなく、分離
材の内部を貫通し反対側に通気していてもよいし内部で
閉塞していてもよく、更に、分離材の内部で直線的、曲
線的、それらの組み合わせ等いずれの形状に分岐して連
続延長していてもよい。

本発明において、砕石とは、自然界で得られる小砂利や
砕石ばかりでなく、石材、プラスチックス及び鋼材等で
人工的に砂利、砕石状に底形したものや、それらの粉末
状のものを固めたものでもよく、材質、形状等に制限さ
れず、水中で浮上しない比重を有するものをいう。分離
材を形威する砕石としては、その分離材の使用条件に応
じて、大きさ、材質、形状等を適宜選択すればよい０通
常は砂利等を使用する。

本発明の分離材は、好ましくは上記砕石を２以上、通常
は多数集合し、開口径が１ｍ以上の細孔を任意に多数形
成するように接合して得ることができる。通常は平均直
径約０．５〜５Ｃ１１の砕石の２〜１０００の複数を接
合し、接合点または面を接着剤で接着結合すると共に、
砕石表面の凹凸等を利用して接合点及び／または面以外
即ち接着接合部以外が、互いに密着せずに空隙を有し細
孔を形威するように集合接合させてた砕石集合体として
得ることができる。砕石集合体の接合部分はセメント、
その他の接着材を用いて接着結合することができる。

また、本発明の分離材の大きさ、形状等は、特に制限さ
れるものでなく、使用条件により適宜選択することがで
きる。一般的には、砕石を集合接合して平均直径を約５
〜２０ｃｍとする。

本発明の分離材は、充填積層して礫層を形威し、その礫
層に汚濁水を流通させ浄化する汚濁水の浄化に用いられ
る以外に、比重の異なる液体混合物、例えば油−水混合
物等の分離処理、製紙や古紙再生のパルプ廃水等の液体
中に浮遊する固体の分離処理に広く適用することができ
る。

本発明の分離材を汚濁水の浄化に用いるときには、ハウ
ジング等の該分離材を充填保持可能な一定の容積内に充
填積層して礫層を形成させ、該礫層の少なくとも一部を
冠水状態に保持しつつ、汚濁水を流通させて処理する。

本発明において対象とする汚濁水とは、工場廃水、生活
廃水、家畜廃水等の廃水であり、更に、これらの廃水に
より汚染された河川水も含むものである。

更に、本発明の汚濁水浄化装置においては、上記の分離
材を無蓋または有蓋のハウジング内に充填して礫層を形
成すると共に、汚濁水を横流、上向流及び下向流のいず
れかに流通させ、該礫層が冠水状態に保たれるように流
入水口と流出水口を配置してｆ８３濁水の浄化を行うも
のである。

この場合、ハウジングは上記分離材を充填保持でき、一
定の容積を有するものであればよく、その大きさ、形状
等は特に制限されない。また、礫層の冠水状態は、分離
材が複数層に充填されて構成される礫層においては、礫
層全域を冠水状態に保持してもよいし、あるいは少なく
とも一部を冠水状態に保持してもよく、例えば、横流通
処理において礫層上部が空間中に露出状態となっていて
もよい。

本発明の汚濁水の浄化処理において、汚濁水の流通中に
空中より自然に取り入れられる溶存酸素だけでは、分離
材間における接触酸化処理に充分でない場合には分離材
を充填した礫層間に空気や酸素等により適宜曝気して処
理してもよいし、ハウジング内の礫層に段差を設は礫層
間を流通する汚濁水を落下させ曝気するようにしてもよ
い。

更に、本発明の分離材を従来の確聞接触酸化処理におい
て、従来の砂利等の礫の代わりに用いて汚染された汚濁
河川水を接触酸化処理することもできる。この場合、従
来と同様に分岐して汚濁河川水を処理してもよいが、分
岐することなく河川流水を直接礫層間に流入して処理す
ることもできる。

〔作　用〕

本発明の分離材は、間口径が１閣以上の細孔を有するも
のであり、好ましくは砕石を集合接合し、分離材の内部
に細孔を形成させたものであり、従来の分離材とは全く
異なる。

上記分離材を複数一定容積内に充填する場合、各分離材
間が形成する空隙と細孔による空隙の開口径等の差異に
より、比重差のある液体混合物等の分離操作、各種固体
を含む液体の固液分離に適用できる。

即ち、本発明の分離材を用いて礫層を構成した場合、分
離材が有する細孔とは別に、各分離材間にも空隙が形成
され、各細孔及び分離材間の各空隙は、均一でなく幅広
い範囲で大きさ、形状が異なる。従って、液体が礫層を
流通するとき、各空隙及び細孔に応じて流速が異なり、
単一の礫層内で流速差が生ずることになる。そのため、
液中に浮遊等して存在する固体は、その大きさ等により
流速差により分離されることになる。

また、本発明のｔ１３濁水の浄化において、汚濁水が流
通する礫層においては、上記のように各分離材間に空隙
が生し分離材内に形成された細孔空隙と併せ、空隙率は
約６０〜７５％、条件によっては９０％以上に達する。

従って、汚濁水中の浮遊物等の分離空間が大幅に増加す
ると共に、反応域の生物発生基も大きくなる。

更に、礫層の空隙率が増加したり、反応域表面積が増加
するのみでなく、分離材内の細孔と分離材間が形成する
空隙との作用機作が大きく異なることになる。即ち、冠
水状態の礫層に被処理汚濁水を流入通過させた場合、一
般に分離材間に形成される空隙では好気状態で通常の接
触酸化作用による汚濁物の反応処理が進行し、他方、細
孔内においては嫌気状態となり嫌気性反応処理が行われ
ることになる。また、汚濁水が礫層間を流通する際、分
離材間では汚濁水の流速に応じ高流速となるのに対し、
細孔内では冠水状態時に侵入した汚濁水が滞留、堆積し
たり、或いは流速ゼロの状態や極めて緩い流速が生ずる
ことになる。従って、汚濁水中に溶解または浮遊存在す
る各種サイズ及び形態の汚染物は、礫層間に生ずる上記
分離作用や流速分布により、各サイズに応じて礫層間の
任意箇所に分離集積・捕集された後、各捕集箇所、捕集
汚濁物に応し好気性処理、嫌気性処理されて汚濁水が浄
化処理される。

この場合、細孔内の嫌気性反応状態や流速は、汚濁水の
流通速度及び細孔の開口径、深さにより変化する。この
ため、汚濁水中に溶解または浮遊存在する各種の汚濁物
の各サイズ、形態等に応して、細孔の開口径や深さ、更
に汚濁水の礫層間の流速を適宜選択するのがよい。

上記のように、本発明の汚濁水の浄化処理においては、
単一の汚濁水処理工程の礫層間に好気性域と嫌気性域と
を共存させると共に、単一の礫層間にｌＯ〜Ｏｃｍ７秒
の広い流速分布を保持することができるため、従来の単
に砕石そのものを充填した確聞接触酸化処理に比して、
より微細な汚濁物等をも浄化可能となり、汚濁水をより
効果的に浄化することができる。

また、本発明の汚濁水の浄化処理においては、上記のよ
うに本発明の分離材による礫層間には各種の空隙及び細
孔が存在し、汚濁物は礫層を通過しつつ、形態の変化に
応し更に対応する空隙や細孔にて反応処理され殆どの汚
濁物が浄化されると同時に、反応生成物等は礫層の下部
または下流側に沈降分離されるため礫層から流出する処
理水は、従来行われていた最終的な沈澱分離処理の必要
がなく、反応処理と沈澱分離処理を同一の礫層で行うこ
とができ汚濁水の浄化を一段処理で行うことができる。

以上述べたように、本発明の分離材及び汚濁水の浄化処
理は、特に■空隙率の増大と反応表面積の増大、■分離
材間空隙や分離材細孔での流速差による比重差の異なる
物質及び各種浮遊物の捕獲、■好気性反応と嫌気性反応
の共存、■反応域と最終的な沈澱分離域の共存による作
用効果に特徴を有する。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例について詳しく説明する。但し
、本発明は、本実施例に限定されるものでない。

実施例１〜２１分離材の形成１第１図に示したような砕石集合体の分離材１を、平均直
径約ｌ〜３ｃｍの表面に凹凸を有する砕石２を、内部に
空隙が形成され、平均直径が約１０ｃｍになるように接
合してセメントで接着結合して作製した。得られた分離
材ｌの空隙率は７０％であった。

［分離材充填礫層間の汚濁水処理１幅２０ｃｍ、深さ２０ｃｍ、長さ３ｍの直方体で、−短
側面部の底部には汚濁水の流入口を設け、他短側面部の
上部に、処理水の溢流出口を配置した槽内に、上記で形
成作製した分離材を上記溢流出口直下まで充填して礫層
を形成した。

上記槽に流入水口から水を流入して槽内を水で満たし、
分離材で充填構成された礫層全域を冠水状態にした後、
流入水口から礫層の長さ方向に、即ち横流にて第１表に
示した各性状の汚濁水を各流速で流通させ、溢流出口に
おける処理水の性状を測定した。その結果を第１表に示
した。

第表比較例１〜２上記の作製した分離材に替えて、第２図に示したような
、直径約５間のプラスチック棒３を支持体とし、その上
に直径約１−階の線状プラスチック４を任意に螺線状に
して絡ませ接合した形態の商品名ヘチマロン（新光ナイ
ロン■製）を分離充填材として用いた。このヘチマロン
■の空隙率は９５％であった。

上記へチマロンＯを分離材に替え実施例１と同様に充填
して礫層を形成した。

更に、実施例１と同様にして、第１表に示した各性状の
汚濁水を各流速で流通させ、溢流出口における処理水の
性状を測定した。その結果を第１表に示した。

比較例３〜４実施例１における分離材の形成の砕石集合体１形威に用
いた砕石をそのまま、分離材に替え実施例１と同様に充
填して従来の疎開接触酸化処理と同様の礫層を形成した
。

上記の実施例及び比較例から、本発明の分離材を充填し
た礫層においては、ＳＳ、ＣＯＤ及びクロロフィルａの
何れもが、効果的に除去されるのに対し、空隙率の高い
ヘチマロン０や従来の疎開接触酸化処理と同様に単に砕
石を充填した礫層では、ＳＳ及びクロロフィルａは、比
較的効率よく除去されるのに対し、ＣＯＤは除去されな
いことが分かる。また、クロロフィルａの濃度が高い汚
濁水においては、比較例２及び４では除去率が低下する
のに対し、本発明の分離材を用いた礫層では極めて高い
除去率が得られ、嫌気性処理が充分に行われることが分
かる。

〔発明の効果〕

本発明の分離材は、各分離材間空隙及び分離材細孔の差
により生ずる流速差から比重差のある液体混合物の分離
や液体中に浮遊する固体の分離操作に適用可能である。

また、本発明の分離材を用いて特に汚濁水を浄化処理し
た場合は、従来の浄化処理においては捕捉・浄化できな
かった微小な汚濁物まで浄化処理可能で、更に単一の礫
層処理系で好気性処理と嫌気性処理とを行うと共に沈澱
分離処理もでき、各種廃水及びそれら廃水で汚染された
河川等の汚濁水を効率的に浄化することができ、極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分離材の概要説明図であり、第２図は
比較のために使用したヘチマロンＯの概要説明図である
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも開口径が１ｍｍ以上の細孔を有するこ
とを特徴とする分離材。
（２）２以上の砕石を集合接合し、細孔を形成してなる
砕石集合体である請求項（１）記載の分離材。
（３）請求項（１）または（２）記載の分離材を充填し
た礫層間に汚濁水を流通して浄化することを特徴とする
汚濁水浄化方法。
（４）請求項（１）または（２）記載の分離材を充填し
てなる礫層を有する無蓋または有蓋のハウジングであっ
て、該礫層の少なくとも一部が冠水状態に保持されるよ
うに流入水口及び流出水口を配置したことを特徴とする
汚濁水浄化装置。