JPH04180892A - 有機性廃水の生物処理方法および装置 - 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、食品工場廃水などの有機性廃水を、加圧
下において、好気性微生物を着生させた充填材を有する
固定床接触酸化塔と長繊維束を濾材として用いる濾過塔
に順次通水することにより、有機性廃水中のＢＯＤある
いはＣＯＤおよびＳＳ（懸濁物質）を除去する生物処理
方法および装置に関するものである。

〈従来の技術〉 近年において有機性廃水の処理にあたり、標準型活性汚
泥装置に替わって比較的運転管理が容易な接触酸化塔が
用いられるようになってきた。

接触酸化塔の中に、好気性微生物を着生させた充填材層
の層下部より上昇流で被処理水と酸素を溶解させるため
に空気を導入し、生物処理を行う固定床接触酸化塔があ
る。このような固定床接触酸化塔は、通常大気に開放さ
れているため、水中への溶解酸素量には限度があり、Ｂ
ＯＤ容積負荷をあまり増大させることはできなかった。

また、当該接触酸化塔の処理水中には余剰の好気性微生
物等のＳＳが含まれているので、このＳＳを固液分離す
るために、広大な設置面積を要する汚泥沈殿池が必要で
あった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明はこのような開放型固定床接触酸化塔を用いた従
来の生物処理方法の問題点を解決するものであり、密閉
型の固定床接触酸化塔を用いて被処理水を加圧下で生物
処理することにより、水中への溶解酸素量を増加させ、
好気性微生物の活動を活発化させて被処理水中のＢＯＤ
　（あるいはＣ０Ｄ）を効率よく除去するとともに、当
該密閉型固定床接触酸化塔の処理水を、高流速での濾過
処理が可能な塔内に長繊維束を立設して充填した濾過塔
で処理する構成とすることにより、装置全体の小型化を
図ることを目的とするものである。

く問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明は有機性廃水を生物処理するにあたり
、大気圧より大きい圧力下で酸素を溶解した被処理水を
、好気性微生物を着生させた充填材の層を有する固定床
接触酸化塔、および塔内全体に長繊維束を立設してなる
濾過塔に順に通水することを特徴とする有機性廃水の生
物処理方法であり、また上記生物処理方法を実施するた
めの装置である。

〈作用〉 以下に本発明の実施態様を、図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一例を示すフローの説明図であり、図
中１は内部に砂利、砕石、軽量骨材、ラシヒリング、テ
ラレットパツキン、プラスチック製網様体、ハニカムチ
ューブ等の充填材２０層を有する固定床接触酸化塔であ
り、気密を保てるように密閉型とする。

当該固定床接触酸化塔１の下部に被処理水流入管３を連
通ずるとともに当該被処理水流入管３にエゼクタ等の気
液混合器４を付設し、更に当該気液混合器４に、加圧下
で被処理水に酸素を溶解させるための供給管５を連通す
る。２５は圧縮空気貯槽である。なお圧縮空気を直接被
処理水に供給するに代えて、予め空気を水あるいは被処
理水に過飽和状態に溶解させた加圧水を供給することも
できる。

６は前記酸化塔１の後段に設置した、加圧可能な密閉型
の濾過塔であり、当該濾過塔６の上部と前記酸化塔１の
上部とを接続管７で連通ずる。当該濾過塔６の内部には
、例えばアクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド
繊維等の合成繊維からなる長さ０．４〜３．０ｍ、太さ
１０〜１００μ、好ましくは２０〜４５μの極細の単繊
維の集合体である長繊維束８が、３０〜１５０ｋｇ／ｌ
ｒｒ、好マしくは５０〜７５ｋｇ／ｉの充填率で、塔下
部に付設した透水性の支持体９に固定されて塔内郡全体
に立設されており、前記接続管７を介して流入する固定
床接触酸化塔１の出口水（処理水）を、長繊維束８の上
端から下端に向かって下降流で通水する構成となってい
る。

なお、図中１０は濾過塔６の下部に連通した処理水流出
管、１１は当該処理水流出管１０に付設した圧力調節弁
であり、当該圧力調節弁１１によって後述する加圧ポン
プ１３以降の固定床接触酸化塔１内および濾過塔６内の
圧力を、大気圧より大きい圧力に維持する。また、１２
は被処理水貯槽、１３は加圧ポンプ、１４はコンプレッ
サー、１５は処理水貯槽である。

次に本発明の詳細な説明する。まず、加圧ポンプ１３を
駆動して被処理水貯槽１２内の被処理水を被処理水流入
管３から気液混合器４を経て固定床接触酸化塔１の下部
より流入させるが、この時圧縮空気貯槽２５内に貯留さ
れている、コンプレッサー１４で圧縮した空気を供給管
５から大気圧より大きい圧力で供給することにより、被
処理水中に大気圧下におけるよりも多量の酸素を溶解さ
せる。＊素を多量に溶解させた被処理水は、未溶解の気
体とともに固定床接触酸化塔１内を上昇流で通過し、好
気性微生物が着生した充填材２の層と接触するが、当該
酸化塔１内は圧力調節弁１１により加圧状態に維持され
ているので、被処理水中に溶解している酸素等の気体が
気泡となって放出されることはない。したがって、多量
の酸素を溶解させた被処理水を充填材２に着生した好気
性微生物と接触させることにより、大気圧下の場合に比
較してより効率的な生物処理を行うことができ、例えば
ＢＯＤ容積負荷を大きくとることが可能となる。

なお、圧縮空気貯槽２５の設定圧力および固定床接触酸
化塔１内の圧力を変化させることによって被処理水中に
溶解させる酸素の量を変化させることができる。したが
って、被処理水中のＢＯＤ濃度やＢＯＤ負荷等に応じて
圧力を適宜調節すればよいが、固定床接触酸化塔１内の
圧力を大とする程、加圧ポンプ１３およびコンプレッサ
ー１４の吐出圧が大となり動力費が嵩むので、固定床接
触酸化塔１内の圧力は２〜７眩／−１好ましくは３〜４
ｋｇ／−に調節するとよい。

次に、固定床接触酸化塔１の出口水を、接続管７を介し
て後段の濾過塔６内に流入させる。当該濾過塔６内は、
前記固定床接触酸化塔１内と同じ圧力に維持されており
、塔内には前述のごとく長さが例えば０．４〜３．０　
ｍ、太さが１０〜１００μの単繊維の集合体からなる長
繊維束８が塔内郡全体に立設されている。濾過塔６内に
流入した前記出口水は、当該長繊維束８の上端から下端
に向かって通過し、この間に長繊維束８で形成される空
隙部で出口水中に含まれているＳＳが捕捉され、濾過水
は透水性の支持体９を介して処理水流出管１０から流出
して処理水貯槽１５に入る。

また、濾過塔６内に流入する出口水中には、大気圧より
大きい圧力で溶解させた酸素が残存しているとともに、
前段の固定床接触酸化塔１内の充填材２から剥離した好
気性微生物が存在するため、当該濾過塔６内においても
生物処理がなされ、ＢＯＤ成分のさらなる除去が期待で
きる。

なお、上記濾過塔６においては、通水初期に下降流の水
流により長繊維束８の下方部がやや屈曲してその高さが
若干縮みはするが、長繊維束８は全体的に濾過塔６内で
直立しており、流入した出口水は直立する長繊維束８の
上端から下端に向かって通過する。また、通水の続行に
より濾過塔６の圧力損失が増加すると、当該圧力損失の
増加に伴い下方部における長繊維束８の屈曲の度合が増
加するが、長繊維束８の上端部まで屈曲する現象は生ず
ることなく、通水が終了する時点においても長繊維束８
の先端はほぼ垂直状となっている。

上述のような長繊維束８を用いた濾過塔、６は、砂利や
アンスラサイト等の粒状濾材を用いる従来の濾過塔に比
較して著しく流動抵抗が少なく、したがって濾過速度（
線速度；ＬＶ）を２０〜１００　ｍ　／　Ｈと高くする
ことができ、そのため装置を小型化することができる。

因に、砂利やアンスラサイト等の粒状濾材を用いる従来
の濾過塔における濾過速度はせいぜいＬＶ５〜１０ｍ／
Ｈである。

上述のような処理を続行するうちに、固定床接触酸化塔
１が目詰まり状態を呈したり、あるいは濾過塔６の差圧
が予め定めた値まで上昇した場合は、処理を中断して以
下に述べるような洗浄工程に移行する。

先ず、固定床接触酸化塔１の洗浄を行う場合は、加圧ポ
ンプ１３を停止して被処理水の通水を中断するとともに
被処理水流入管３に付設した弁２４および接続管７に付
設した弁１６を閉とし、更に当該酸化塔１の上部に接続
した洗浄排水管１７に付設した弁１８を開として当該酸
化塔１内を大気圧に開放する。大気圧に開放することに
より、当該酸化塔１内の水中に溶解している気体が微細
な気泡となって放出され、当該気泡が固定床接触酸化塔
１内の空隙部に存在する好気性微生物等のＳＳに付着し
て固定床接触酸化塔１の上部に浮上する。

次いで、洗浄用水管１９を介して当該酸化塔１の下部よ
り洗浄水あるいは洗浄水と空気を当該酸化塔１内に上昇
流で流入し、前記浮上物を塔外に流出させるとともに充
填材２を更に洗浄し、洗浄排水を洗浄排水管１７から排
出する。

また、長繊維束８を充填した濾過塔６を洗浄する場合も
、基本的には前述の洗浄操作と同じようにして行う。

すなわち、濾過塔６の上部に接続した洗浄排水管２０に
付設した弁２１を開として当該濾過塔６内を大気圧に開
放することにより、当該濾過塔６内の水中に溶解してい
る気体が微細な気泡となって放出され、当該気泡が長繊
維束８の空隙部に捕捉されていたＳＳに付着し、濾過塔
６の上部に浮上する。次いで、空気流入管２２から当該
濾過塔６内に圧縮空気を流入する。当該圧縮空気の流入
により、濾過塔６内の水が攪拌されるとともに長繊維束
８が振動し、繊維間で形成されていた空隙が破壊されて
ＳＳの集合物が破壊され、また長繊維束８に付着してい
たＳＳが剥離される。

このような圧縮空気の流入を続行したまま、あるいは圧
縮空気の流入を止め、洗浄用水管２３を介して濾過塔６
内にその下部より洗浄水を流入する。当該濾過塔６にお
いては、前述のごとく長繊維束８の下端が固定されてい
るとともにその上端が自由端となっているので、上記洗
浄水の上昇流により長繊維束８は吹き流しのようになっ
て伸長するとともに各繊維が振動し、そのため長繊維束
８内にＳＳが留まることができずに離脱し、Ｓｓを多量
に含む洗浄排水が洗浄排水管２０から流出する。

上述のごとく、本発明においては固定床接触酸化塔１あ
るいは濾過塔６の洗浄時に塔内を大気圧に開放した際、
塔内水中に溶解している気体が微細な気泡となって放出
され、当該気泡によって好気性微生物等のＳＳの浮上分
離が行われるので、これらの装置を大気圧下で運転する
従来方法に比べてより効率的に洗浄することができ、洗
浄効果のｕｐ、あるいは洗浄時間の短縮や洗浄水、洗浄
用空気の節減を図ることができる。

なお上述した実施態様では被処理水に酸素を溶解させる
ために圧縮空気を用いたが、予め空気を気体選択透過膜
あるいはモレキュラーシーブ等で処理して酸素濃度を高
めた改質空気や、当該改質空気を過飽和状態で溶解させ
た加圧水を用いることができる。

〈効果〉 以上説明したごとく、本発明によれば固定床接触酸化塔
を加圧下で運転することにより、大気圧下で運転する場
合に較べて水中への溶解酸素量を増加させることができ
、そのためＢＯＤの高負荷処理が可能となって当該酸化
塔の小型化が図れるとともに、当該酸化塔の処理水を塔
内に単繊維の集合体からなる長繊維束を立設させて充填
した、流動抵抗の極めて小さい濾過塔を用いて濾過する
ので、ＬＶ２０〜１００ｍ／Ｈというような高流速での
濾過が可能となり、その結果、固定床接触酸化塔および
当該酸化塔の処理水中に含まれるＳＳを除去するための
固液分離装置を含めた処理装置全体をより一層、コンパ
クトにすることができる。

更に、本発明においては固定床接触酸化塔および濾過塔
の洗浄に際し、これらの塔内を大気圧に開放した時に水
中に溶解していた気体が微細な気泡となって放出され、
当該気泡によって塔内に存在する好気性微生物等のＳＳ
の浮上分離が行われるため、洗浄効率向上の効果も奏す
るものである。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

実施例 直径１．２　ｍ、高さ１．５ｍの密閉型塔内に充填材と
して合成樹脂製の中空筒状ネット（商品名、ネトロンパ
イプ）を層高約１．１ｍとなるように充填した固定床接
触酸化塔と、直径１．１３ｍ、高さ２゜０ｍの密閉型塔
内に、太さ３５μ、長さ１．５ｍの単繊維の集合体から
なる長繊維束を７５ｋｇ／ｒｒｒの充填率となるように
充填した濾過塔とを備えた第１図に示したようなフロー
の生物処理装置を用い、水道水中に肉エキスペプトンを
ＢＯＤが約１，０００■／１となるように溶解した被処
理水の処理を行った。

すなわち、前記被処理水に圧縮空気貯槽からの圧縮空気
を供給管からエゼクタを介して混合した後、当該被処理
水を筒状ネットの表面に予め好気性微生物を着生させた
固定床接触酸化塔に２５０ｌ／Ｈの流速で供給して生物
処理し、次いで当該酸化塔の出口水を前記濾過塔に供給
して濾過処理を行った。なおこの時のＢＯＤ負荷は６．
０ｋｇ／ｎ−ｒ・日、濾過速度はＬＶ＝２５ｍ／Ｈであ
った。また、処理に際しては濾過塔の処理水流出管に付
設した圧力調節弁によって、固定床接触酸化塔および濾
過塔の内部圧力が３−／−となるように調節した。

また、上述のような処理を続行するうちに固定床接触酸
化塔が目詰まり状態となったり、あるいは濾過塔の差圧
が０．５ｋｇ／ａｊに達した場合には適宜これらの塔の
洗浄を行った。

定常状態における平均的処理結果を次表に示す。

表かられかるように、固定床接触酸化塔のＢＯＤ負荷が
６．０ｋｇ／ｒｒｒ・日と高負荷にもかかわらず、当該
酸化塔におけるＢＯＤ除去率は約９５％と非常に高率で
あり、更に濾過塔出口からはＢＯＤ平均２０■／７！、
ＳＳ６〜７■／ｌというような極めて清浄な処理水が得
られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図
である。 １・・・固定床接触酸化塔　　２・・・充填材３・・・
被処理水流入管　　　４・・・気液混合器５・・・供給
管　　　　　　　６・・・濾過塔７・・・接続管　　　
　　　　８・・・長繊維束９・・・支持体　　　　　　
１０・・・処理水流出管１１・・・圧力調節弁　　　　
１２・・・被処理水貯槽１３・・・加圧ポンプ　　　　
１４・・・コンプレッサー１５・・・処理水貯槽 １６．１８．２１．２４・・・弁 １７．２０・・・洗浄排水管 １９．２３・・・洗浄用水管　２２・・・空気流入管２
５・・・圧縮空気貯槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機性廃水を生物処理するにあたり、大気圧より大
   きい圧力下で酸素を溶解した被処理水を、好気性微生物
   を着生させた充填材の層を有する固定床接触酸化塔およ
   び塔内全体に長繊維束を立設してなる濾過塔に順に通水
   することを特徴とする有機性廃水の生物処理方法。 ２、好気性微生物を着生させるための充填材層を有する
   固定床接触酸化塔の下方部に、加圧ポンプを有する被処
   理水流入管の一端を連通し、また当該固定床接触酸化塔
   の上方部に接続管の一端を連通するとともに、その他端
   を塔内全体に長繊維束を立設してなる濾過塔の上方部に
   連通し、更に当該濾過塔の下方部に圧力調節弁を有する
   処理水流出管の一端を連通し、かつ前記加圧ポンプと固
   定床接触酸化塔の間の被処理水流入管に酸素を含む気体
   の供給管、または酸素を過飽和状態で溶解させた加圧水
   の供給管を連通し、前記加圧ポンプから前記圧力調節弁
   に至る系内を大気圧以上の加圧下とすることを特徴とす
   る有機性廃水の生物処理装置。