JPH04171097A

JPH04171097A - 廃水処理装置

Info

Publication number: JPH04171097A
Application number: JP2298879A
Authority: JP
Inventors: Kyozo Kawachi; 河内　恭三; Masahiko Tsutsumi; 正彦堤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-18

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は比較的小規模な廃水処理装置に係わり、特に余
剰汚泥の発生を低減できる廃水処理装置に関する。

（従来の技術）第９図に従来の廃水処理装置の一構成例を示している。

同図に示す廃水処理装置は、団地や釘材集落等を対象と
する処理量数１００〜数１０００−／日程度の比較的小
規模な装置である。

小規模廃水の特徴は、第１０図に破線で示すように、廃
水の流入量の変動が極めて大きく、朝と夜に大きな流入
量ピークを迎えることである。このため、第９図の従来
装置では、廃水１０１の流入変動に対応すべく滞留時間
５〜ＩＯＨの比較的大きな貯留槽１０２を設け、この貯
留槽１０２から生物反応槽１０３へは、第１０図に実線
で示すように、定流量で廃水を供給するとともに、空気
１０４を供給するようにしている。

生物反応槽１０３においては、廃水１０１の浄化にとも
なって微生物が増殖し、微生物の集合体である汚泥が増
加する。増加した汚泥は、生物反応槽１０３内で固液分
離され、その上澄液は放流水１０５として河川等に放流
される一方、沈降した余剰汚泥１０５は生物反応槽１０
３から抜き出される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来装置によれば、余剰汚泥が多量
に発生するので、増加した汚泥が処理水に混入して処理
水の水質悪化をもたらし、また、多量に発生した余剰汚
泥の処理工程が複雑になるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、余剰汚泥の発生を低減でき処理水の水質低下を防
止できる廃水処理装置を提供することにある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明は、廃水を生物学的に
浄化する生物反応槽と、廃水の増加につれて一般細菌が増加して後生動物が減少
し、廃水の減少につれて後生動物が活発化して前記一般
細菌が減少する特性に基づいて作成された通水パターン
によって前記生物反応槽への通水量を制御する制御装置
と、を具備することを特徴とする。

また、前記通水パターンは２４時間の周期性を持ち、こ
の周期内に廃水の平均流量の１．３倍乃至２倍のピーク
値が１つ設定されていることを特徴とする。

（作用）本発明者らの実験結果によれば、生物反応槽への廃水供
給に一定の周期を持たせることにより生物反応槽内の微
生物に相変化が生ずることを見出した。

すなわち、生物反応槽内には、種々の細菌とミミズや輪
生等の後生動物が混在する。第８図の実験結果が示すよ
うに廃水供給量（通水量ＱＬ）か増加すると、それにつ
れて図中実線で示すように一般細菌が増殖する一方、図
中破線で示すように後生動物は減少している。

これに対して、廃水供給量が減少すると、後生動物が活
性化し、細菌を捕食して細菌が減少する。

再び廃水量が増加すると、後生動物は失活し細菌が増加
する。

以上の相変化は所定のサイクルで繰り返される。

その結果、生物反応槽内の微生物の全体量はほぼ一定に
保持され、余剰汚泥の発生量が極めて減少することとな
る。

（実施例）第１図は本発明に係る廃水処理装置の一実施例構成を示
している。

同図に示すように本実施例装置は、貯留槽１と流動床処
理槽２とを順に配して構成されている。

貯留槽１は、廃水を一時的に貯留するものであり、その
内容積は廃水の時間平均流入量ＯＬの５〜１０倍（すな
わち、ｉ内の廃水滞留時間は５〜１０時間）を有する。

貯留槽１の液面３の上限位置の上方には、廃水を導入す
る管４が配設され、また、同じく液面３の上限位置の上
方で廃水飛沫がかからない位置には液面位置を検出する
超音波式の液面検出器５が配置されている。さらに、液
面３の下限位置より下方には管６の一端が開口され、こ
の管６の他端はポンプ７を介して流動床処理槽２の上部
に開口している。さらに、貯留ｔｉｌｌの底部には、配
管８が接続され、この配管８は開閉弁９を介して図示し
ない生汚泥処理槽に接続されている。上記ポンプ７は可
変速方式とされ、なめらかな通水量変化が可能であり、
通水量急変に伴う放流水質の悪化が防止される。

流動床処理槽２は、管６を介して供給された廃水中に含
まれる溶解性ＢＯＤ成分を好気性の生物膜と接触させて
除去する反応部１０と、処理水と余剰汚泥とを分離する
沈殿部１１とから構成されている。

反応部１０は、円筒状て有底の外筒１２と、この外筒１
２の上端部やや上方に設けられ、この外筒１２と同一半
径をもつ円筒状の隔壁１３とで構成されている。また、
反応部１０の内部には、両端開口の円筒状のエアリフト
壁１４が長手方向同一軸上に水没配置されており、かつ
、反応部１０の底部には散気管１５が配置されている。

そして、この散気管１５は配管１６及び調整弁１７を介
して加圧空気源１８と接続されている。これによって加
圧空気が供給され反応部１０内に気泡が発生するように
なっている。

また、反応部１０内には、アンスラサイト、活性炭、セ
ラミック等の比重が１よりも大きい担体１９が、反応部
１０の容積（７）１〜１０％（Ｖ／Ｖ）程度投入されて
おり、廃水中に含まれる浮遊物質（Ｓ　Ｓ）と接触して
第２図に示すように生物膜２０が形成されるようになっ
ている。なお、第２図中２１は浮遊性細菌を示している
。

沈殿部１１は、ジャケット２２と隔壁１３とで構成され
ており、ジャケット２２は外筒１２上端から上側方向に
広角となるテーバ部とその上部に配設された両端開口の
円筒部から構成されている。

また、反応部１０と沈殿部１１は、外筒１２と隔壁１３
との隙間部分、すなわち、連通口２３で液絡構造となっ
ており、反応部１０で処理された水が沈殿部１１に流入
するようになっている。

また、沈殿部１１の円筒部の上端部外側には越流溝２４
が形成されており、固液分離され越流した処理水はこの
越流溝２４に接続された配管２５を通じて排出される。

上記反応部１０の内容積は、廃水の時間平均流入量ｏＬ
の０．５倍〜２倍（すなわち、廃水滞留時間は２時間〜
０．５時間）とされ、また上記沈殿部１１の内容積は時
間平均流入量ＱＬの０．２倍〜２倍とされ、さらに散気
管１５の通気量Ｑ。

は時間平均流入量ＯＬの２倍〜１０倍とされている。

本実施例では、特に通水量パターンに基づいて流動床処
理槽２への通水流量を最適制御する制御装置３０が設け
られている。

この制御袋Ｗ３０は、前記液面検出器５の検出信号を入
力する入力部３１と、廃水の時間平均流入量ＯＬ及び後
述する立上りの指標条件等を設定するとともに通水量の
基本パターンを設定する設定部３２と、設定部３２に設
定された基本パターンに対して入力された液面検出器５
の検出信号（液面の位置、液面の変化量の実測値）に基
づき基本パターンを修正しつつ通水量パターンを作成す
るパターン作成部３３と、作成された通水量パターンを
登録するパターン登録部３４と、登録部３４内の通水量
パターンに基づいてポンプ７の駆動指令を出力する出力
部３５とを具備している。

次に本実施例の作用を（１）立上げ運転と（２）通常運
転に分けて説明する。

（１）立上げ運転第１０図に実線で示したように、ポンプ７を定量運転し
て貯留槽１内の廃水を流動床処理槽２内に導入すると、
１週間〜２週間後に反応部１０には第２図に示すような
微生物相が形成される。

すなわち、反応部１０内の液中では、浮遊性細菌２１が
多量に発生し、担体１９の表面では有限の繊毛虫を核と
して浮遊性細菌２１が付着し生物膜２０が形成される。

なお立上げの終了の目安は次の■〜■の指標が有効であ
る。

■　活性汚泥沈殿率Ｓ■が１０％以上となったとき（下
水試験法Ｐ２８５参照） ■　活性汚泥浮遊物質ＭＬＳＳが１０００＋ｇ／ｐ以上
となったとき（下水試験法Ｐ２８４参照） ■　活性炭（担体ン表面の顕微鏡観察で繊毛虫の着床活
性炭が９０％以上となったとき、導入される廃水の浄化
は立上げ開始後１週間程度、すなわち、立上げ終了前に
ほぼ安定する。

（２）　ａ常運転上述のようにして立上げ運転が終了すると第３図に実線
で示すような、パターン登録部３４に登録された通水量
パターンに基づく運転を実行する。

この通水量パターンは、 ■　２４時間周期である ■　プラスのピーク、すなわち通水量の山は１つである ■　この通水量の山と時間平均値（すなわち、廃水の時
間平均流入量ＯＬ）との比は１．５〜２の範囲である等の特徴を有している。これは、前述した生物相のサイ
クルに基づいたものである。

２４時間周期中に通水量ピークを１つ持たせた通水量サ
イクルの通常運転では、流動床処理槽２における反応部
１０では以下のような生物相サイクルが与えられること
になる。

■　日中の通水量ピークは細菌の栄養源となるＢＯＤの
供給が増加する結果、細菌が活発に増殖する。細菌の倍
化時間は０．２時間〜１時間であり、通水量のピーク幅
２時間〜６時間では、細菌量は基準量に対して５０％程
度増加する。

■　午後から夕方にかけて通水量が低下すると、ＢＯＤ
の供給量低下と増加した細菌との相乗作用により、ＢＯ
Ｄは急激に減少し個渇する。

ＢＯＤの個渇は、ミミズや輪生等の後生動物の活性化も
たらす。これらの後生動物は、通水量ピーク時に増加し
た細菌を捕食して増殖する。後生動物の倍化時間は、数
時間〜数十時間であり、翌朝までには基準量に対して３
０％程度増加する。

一方、細菌は、後生動物による捕食の結果、基準量に対
して１０％程度低下する。

■　翌朝から再び通水量が増加すると、ＢＯＤが増加し
、後生動物の活動低下、死減量の増大により、後生動物
は減少する。

一方、上記サイクル■て説明したように、細菌量は再び
増加することとなる。

以上の■〜■に説明した微生物相の変化サイクルにより
流動床処理槽２におけるＢＯＤ収支は以下のようになる
。

すなわち、流入したＢＯＤの９０％〜９５％は、微生物
（細菌及び後生動物）のエネルギー源となり、二酸化炭
素Ｃ０２として放散される。残りの流入ＢＯＤである５
％〜１０％は生に細菌の形態で放流水中に混入して河川
等に排出される。

このため、流動床処理槽２内に留まるＢＯＤは、零とな
り、見かけ上微生物の増加は生じないこととなる。

このため、流動床処理槽２内の余剰汚泥の発生を極めて
少なくすることができる。

本発明者の実験結果を第４図により説明すると、通常、
本実施例装置の運転開始から１週間程度で余剰汚泥発生
量の低下が始まり、定常状態では従来方法の約１／２０
となることが確認された。

また、本実施例では生物反応槽として流動床処理槽２を
用い、槽内粒状活性炭等の担体１９を投入し、廃水とと
もに流動させるようにした。このため、反応部１０では
攪拌が均一となり、溶存酸素、ＢＯＤが均一化される。

また、後生動物の多くが匍匍、着生の性質を持っている
が、この後生動物は担体１９をベツドとしてその近傍で
適度に増殖することができる。

第５図は本発明の他の実施例を示す要部構成図である。

本実施例は、液面検出器５として複数の、例えば４本の
棒状電極（下から順にコモン電極、下限電極、Ａ電極及
び上限電極）を備えたものを使用し、３台のポンプ７ａ
、７ｂ、７ｃを使用して、液面３の位置、変化量に応じ
たポンプの台数運転をするようにしたものである。

この実施例の制御手順を第６図のフローチャートに示す
。すなわち、液面検出器５からの界面信号が示す液面位
置りが下限位置し１より低ければ、１台のポンプ７ａの
みを運転し、液面位置りが下限位［Ｌｌと上限位置し２
の間にあるときには、２台のポンプ７ａ、７ｂを運転し
、液面位置りが上限位置し２より高ければ全てのポンプ
７ａ、７ｂ、７ｃを運転するようにしたものである。、
その通水パターンを第７図に実線で示す。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、廃水処理過程にお
ける余剰汚泥の発生量を大幅に低減することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る廃水処理装置の一実施例を示す構
成図、第２図は担体表面に形成される生物膜の説明図、
第３図は同実施例の通水量パターンを示す説明図、第４
図は同実施例と従来例との効果を比較する説明図、第５
図は本発明に係る廃水処理装置の他の実施例を示す要部
構成図、第６図は同実施例の処理手順を示すフローチャ
ート、第７図は同実施例の通水パターンを示す説明図、
第８図は通水量と生物数との相関関係を示す実験特性図
、第９図は廃水処理装置の従来例を示す構成図、第１０
図は同従来例装置の特性図である。１・・・貯留槽２・・・流動処理槽（生物反応槽）５・・・液面検出器７・・・ポンプ３０・・・制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）廃水を生物学的に浄化する生物反応槽と、廃水の
増加につれて一般細菌が増加して後生動物が減少し、廃
水の減少につれて後生動物が活発化して前記一般細菌が
減少する特性に基づいて作成された通水パターンによっ
て前記生物反応槽への通水量を制御する制御装置と、を具備することを特徴とする廃水処理装置。
（２）前記通水パターンは２４時間の周期性を持ち、こ
の周期内に廃水の平均流量の１．３倍乃至２倍のピーク
値が１つ設定されていることを特徴とする請求項（１）
記載の廃水処理装置。