JPH04219198A - 生物膜濾過装置 - Google Patents

生物膜濾過装置

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Publication number
JPH04219198A
JPH04219198A JP2412102A JP41210290A JPH04219198A JP H04219198 A JPH04219198 A JP H04219198A JP 2412102 A JP2412102 A JP 2412102A JP 41210290 A JP41210290 A JP 41210290A JP H04219198 A JPH04219198 A JP H04219198A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter layer
height
filter
treatment tank
raw water
Prior art date
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Pending
Application number
JP2412102A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideji Takeuchi
竹内 秀二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH04219198A publication Critical patent/JPH04219198A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、都市下水、産業排水
などの有機性排水、あるいは、下水二次処理水、河川水
などを処理するための生物膜濾過装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】生物膜濾過法による汚水処理装置(以下
、「生物膜濾過装置」という)は、処理槽内に、アンス
ラサイト、各種セラミック、砂利、活性炭、シャモット
(膨張頁岩)などの粒状の濾材を充填してなる生物膜濾
層(以下、「濾層」という)と、この濾層の下方から濾
層に対して空気を吹き込むための散気手段とを設け、そ
して、濾材の表面あるいは濾層の空隙に着生した好気性
微生物の作用によって、原水中のBOD 、COD 、
NH4 −N などの汚濁分を酸化分解処理することか
らなっている。
【0003】この生物膜濾過装置は、濾層内での気液接
触が良いために、酸素溶解効率が高く、また、有機物の
除去と同時に懸濁性固形物(以下、「SS」という)を
除去する濾過機能をも有しており、近年、その適用につ
いて種々の開発研究がなされている。
【0004】例えば、処理槽内に粒状濾材を充填した濾
層が形成された生物膜濾過装置を使用し、各種廃水の処
理テストを行った研究結果が文献「第23回下水道研究
発表会講演集、足立ら著、第 401〜403 頁、1
986年」に発表されている(以下、「従来例1」とい
う)。
【0005】図2は従来例1の装置を説明する断面図で
ある。図2に示すように、この従来装置は処理槽1内に
4〜7mmの粒状濾材を2mの高さで充填して濾層2を
形成している。そして、処理槽1の上部には、原水流入
管3が、下部には処理水の排出管4がそれぞれ配管され
、また、濾層2の下方には濾材に着生した微生物に酸素
を供給するための曝気用空気供給管5が配管されている
。 図2中6は処理水の排出管4に接続させて処理槽1に逆
洗水を流入させる逆洗水の供給管、7は逆洗水の排出管
、8は水抜き管、9は逆洗用空気の供給管、12は原水
貯留槽、13は逆洗ブロワー、14は散気ブロワー、1
5は処理水槽、16は逆洗排水貯留槽である。
【0006】このように構成された装置において、原水
流入管3から供給された原水中のBOD 、COD 、
NH4 −N などの汚濁物質は、濾層2を通過する間
に、濾材表面に付着繁殖したBOD 酸化菌、硝化菌な
どの微生物により好気的に分解され除去される。また、
これと同時にSSなどの浮遊物質が濾材による濾過作用
によって除去される。 一方、この浄化処理の間に、SSの捕捉および微生物の
増殖などによって濾層2の圧損が上昇するので、圧損が
ある限度に達した時点で濾層2の逆洗を行う。
【0007】このような、従来例1のパイロットテスト
装置では、濾層2の高さ、すなわち濾層2の下端から上
端までの寸法h1が2.0 m、装置の全高、すなわち
処理槽1の下端から上端までの寸法Hが4.0 mと記
載されている。ここで、下部集水装置10の高さh2を
0.5 mと推定すると、濾層2の表面より装置(処理
槽1)の上端までの高さh3は1.5 mとなる。さら
に、濾層2の表面から逆洗水の排出管7の排出口7aま
での高さを表すフリーボード部11の高さh4は、1.
2 〜1.3 m程度と推定される。従って、この場合
、濾層2とフリーボード部11との高さの比(h1:h
2)  は、2(m):1.2〜1.3 (m)=1:
0.6 〜0.65程度となる。
【0008】生物膜濾過法を下水二次処理に適用した従
来例としては、バイオパックの下水二次処理への適用に
ついての研究結果が文献「『バイオパック(好気生ろ床
法)の下水二次処理への適用』加太孝幸、府中裕一著、
荏原インフィルコ時報1988年第99号、第14〜2
2頁」に報告されている。この報告書の図10に、生物
膜濾過装置の設計例が記載されている。この設計例では
、装置全高5.5 mに対し、濾層高さは2.0 m、
下部集水装置の高さは1.0 mであり、濾層表面から
処理槽内の水面までの距離は、1.5 m、濾層表面か
ら装置上端までの距離は2.5 mである。従って、濾
層の高さに対するフリーボード部の高さの比は2(m)
:1.5 〜2.5 (m)=1:0.75〜1.25
の範囲にある。
【0009】これらの2つの引用例より、生物膜濾過装
置における濾層の高さとフリーボード部の高さとの比は
、概ね1:0.6 〜1.25程度であるといえる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術においては、濾層の高さに対するフリーボード部の
高さの比が、1:O.6 〜1.25程度であり、その
分装置  (処理槽、逆洗水排出管など)  の高さが
高くなること、および、原水供給ポンプの揚程も大きく
しなければならないなどの問題点を有し、なお、改良す
べき余地を残している。
【0011】従って、この発明の目的は、上記の課題を
解決し、装置の高さが低く、原水供給ポンプの揚程も小
さい生物膜濾過装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明においては、処理槽と、前記処理槽内に形
成された粒状濾材よりなる濾層と、前記濾層の上方から
前記処理槽内に原水を供給するための原水供給手段と、
前記濾層の上方の前記処理槽の隔壁に設けられた逆洗水
の排出口と、前記処理槽の外側から前記排出口に取り付
けられた、前記処理槽から逆洗水を排出するための排出
管と、前記濾層の下方の前記処理槽内に設けられた、前
記濾層に着生する微生物に酸素を供給するための曝気用
散気器と、前記濾層の下方の前記処理槽内下部に設けら
れた処理水排出手段とを備える生物膜濾過装置において
、前記濾層の高さと、前記濾層の表面から前記排出口ま
での高さとの寸法比を1:0.1 から1:0.5 の
範囲にすることに特徴を有するものである。
【0013】この発明における濾層の高さとフリーボー
ド部の高さとの比を1:0.1 から1:0.5 の範
囲とするためには、単に逆洗排出管の設置位置を低くす
るだけで良い。
【0014】生物膜濾過装置における圧損は、後述する
実施例の項で詳述するように、濾過開始後しばらくの間
は殆ど上昇せず、一定時間濾過を行うと急激に上昇する
。これは、生物膜濾過において、濾材表面で繁殖した生
物膜が一定以上の厚みになると、強固な通水抵抗を示す
ためと考えられる。従って、逆洗水の排出管を接続する
排出口(逆洗排出口)の設置位置を低くしても、濾過継
続時間に及ぼす影響は実質上無視できるほど小さいもの
である。
【0015】また、逆洗時における濾材の膨張率につい
ても、生物膜濾過装置で用いられる粒径2〜10mm、
好ましくは3〜7mm程度のアンスラサイト、各種セラ
ミック、砂利、活性炭、シャモット(膨張頁岩)  な
どの濾材については最大でも10%程度である。
【0016】従って、濾層高さを2.0 mとした場合
、前記濾層の表面から前記逆洗水の排出口までの高さ、
すなわちフリーボード部はこの発明の場合20〜100
cm の範囲となり、濾材膨張率を最大値の10%と仮
定しても、濾材膨張高さは20cmであり、濾材逆洗水
排出管よりリーク  (漏れる)  する恐れはない。
【0017】次に、この発明を図面を参照しながら説明
する。図1はこの発明の1実施態様を説明する断面図で
ある。処理槽1内にアンスラサイト、各種セラミック、
砂利、活性炭、シャモット  (膨張頁岩)  などの
粒径2〜10mm、好ましくは3〜7mmの粒状の濾材
を充填した濾層2を形成している。そして、処理槽1の
上部には、原水流入管3が、下部には処理水排出管4が
それぞれ配管され、また、濾層2の下方には濾材に着生
した微生物に酸素を供給するための曝気用空気供給管5
が配管されている。図中、6は処理水排出管4に接続さ
せて処理槽1に逆洗水を流入させる逆洗水供給管、7は
逆洗水の排出管、8は水抜き管、9は逆洗用空気の供給
管、12は原水貯留槽、13は逆洗ブロワー、14は散
気ブロワー、15は処理水槽、16は逆洗排水貯留槽で
ある。
【0018】このように、構成された装置において、原
水流入管3から供給された原水は濾層2を通過する間に
、BOD 、COD 、NH4−N などの汚濁物質が
濾材表面に付着繁殖したBOD 酸化菌、硝化菌などの
微生物により好気的に分解除去される。また、SSなど
の浮遊物質は濾材による濾過作用によって除去される。 この浄化処理の間に、SSの捕捉および微生物の増殖に
よって濾層2の圧損が上昇するので、圧損が1.0 m
に達した時点で濾層2の逆洗を行う。
【0019】図1に示す生物膜濾過装置の全高は3.7
5m、濾層高さは2.0 m、下部集水装置10の高さ
は0.5 m 、フリーボード部の高さは1.0 mで
あり、濾層とフリーボード部の高さの比は1:0.5 
となっている。従って、従来法と比べ、装置の全高は0
.25〜1.75m低くでき、原水供給ポンプの揚程も
その分低減でき、エネルギー的にも有利である。
【0020】
【実施例】次に、この発明を実施例により、さらに詳し
く説明する。図1に示すこの発明実験フローで、下水二
次処理水を原水とし、下水の高度処理実験を実施した。 生物膜濾過装置の処理槽の直径は0.30m、高さは3
.75mとし、濾材の比較をするために生物膜濾過装置
は2塔(No1、2)用意した。No1生物膜濾過装置
にはアンスラサイト濾材  (有効径3.2mm 、均
等係数1.4 )を、No2生物膜濾過装置にはセラミ
ック濾材  (有効径4.0mm 、均等係数1.4 
)を、各々2.0 m充填した。なお、生物膜濾過装置
は圧損1.4 mまでのデータを取るために0.5 m
のかさ上げをして実験を行った。
【0021】また、比較用のため砂濾過についても平行
して実験を行った。砂濾過装置の寸法は直径0.10m
、高さ4.12mであり、濾材としては砂  (有効径
0.6mm 、均等係数1.4 )を0.40m、アン
スラサイト  (有効径1.5mm 、均等係数1.4
)を0.60m充填した。そして、表1に示す実験条件
で各濾過装置の濾過および逆洗などの実験を行った。
【0022】
【表1】
【0023】そして、この実験の結果を図3〜図6に示
す。図3〜図5は通水時間とSSおよび損失水頭との関
係を示すグラフ、図6は累計SS捕捉量と損失水頭との
関係を示すグラフである。
【0024】これらの結果より、砂濾過については圧損
がなだらかに上昇するのに対し、生物膜濾過では圧損は
濾過開始後しばらくの間は殆ど上昇しないが、一定時間
濾過を行うと急激に上昇し始める。図3より、アンスラ
サイト濾材の場合、従来法のように濾層に対するフリー
ボード部の高さの比を1:0.7 、すなわち圧損が1
40cm になるまで濾過を行った場合の濾過継続時間
は7.00Hrであった。これに対し、この発明のよう
に濾層に対するフリーボード部の高さの比を1:0.5
 、すなわち圧損が100cm になるまで濾過を行っ
た場合の濾過継続時間は6.80Hrである。すなわち
、圧損が140cm までとった場合に比べ、濾過継続
時間が僅か2.9 %少なくなるだけで、実際の装置の
運転上は無視できる。
【0025】また、例えば、濾層に対するフリーボード
部の高さの比を1:0.25、すなわち圧損が50cm
になった時点で濾過を終了した場合の濾過継続時間は6
.40Hrであった。従って、この場合でも圧損を14
0cm でとった場合と比べ濾過継続時間は8.6 %
短くなるだけである。
【0026】同様に、セラミック濾材についても、図4
より、濾過継続時間は圧損140cm のときが5.1
2Hr、圧損100cm のときが4.90Hr、圧損
50cmのときが4.58Hrであった。従って、圧損
140cm のときと比較すると、濾過継続時間は圧損
100cm のときで4.3 %、圧損50cmのとき
で10.5%短くなるだけである。また、本実験におけ
る原水および処理水の水質は表2に示す通りであった。
【0027】
【表2】
【0028】すなわち、表2に示すように、生物膜濾過
処理水と砂濾過処理水とを比べると、BOD について
は差が無かったが、COD については前者が優れ、N
H4 −N については前者が格段に優れていた。
【0029】一方、表1に示した条件で逆洗を行った場
合の濾材膨張率は、アンスラサイト濾材で9.5 % 
 (膨張高さとしては19cm)、セラミック濾材で4
.5 %  (膨張高さとしては9cm)  であった
。従って、フリーボード部の高さは、最低20cmあれ
ば濾材は逆洗排出管よりリークしないと考えられる。こ
のとき、濾層の高さを2.0 mとすると、濾層に対す
るフリーボード部の高さの比は1:0.1 となる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、生物膜濾過装置において濾層とフリーボード部の高さ
の比を1:0.1 から1:0.5 の範囲となるよう
に構成したので、装置の高さを低くすることができるた
め、装置が安価にでき、また、その分原水供給ポンプの
揚程を小さくできるため、エネルギー的にも有利となる
産業上有用な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施態様を示す断面図である。
【図2】従来の生物膜濾過装置の1例を示す断面図であ
る。
【図3】No1生物膜濾過装置  (濾材;アンスラサ
イト)におけるSSおよび損失水頭の経時変化を示すグ
ラフでる。
【図4】No2生物膜濾過装置  (濾材;セラミック
ス)におけるSSおよび損失水頭の経時変化を示すグラ
フである。
【図5】砂濾過装置におけるSSおよび損失水頭の経時
変化を示すグラフである。
【図6】累計SS捕捉量と損失水頭の関係を示すグラフ
である。
【符号の説明】
1  処理槽 2  濾層 3  原水流入管 4  処理水排出管 5  曝気用空気供給管 6  逆洗水供給管 7  逆洗水の排出管 7a  排出口   8  水抜き管 9  逆洗用空気の供給管 10  下部集水装置 11  フリーボード部 12  原水貯留槽 13  逆洗ブロワー 14  散気ブロワー 15  処理水槽 16  洗排水貯留槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  処理槽と、前記処理槽内に形成された
    粒状濾材よりなる濾層と、前記濾層の上方から前記処理
    槽内に原水を供給するための原水供給手段と、前記濾層
    の上方の前記処理槽の隔壁に設けられた逆洗水の排出口
    と、前記処理槽の外側から前記排出口に取り付けられた
    、前記処理槽から逆洗水を排出するための排出管と、前
    記濾層の下方の前記処理槽内に設けられた、前記濾層に
    着生する微生物に酸素を供給するための曝気用散気器と
    、前記濾層の下方の前記処理槽内下部に設けられた処理
    水排出手段とを備える生物膜濾過装置において、前記濾
    層の高さと、前記濾層の表面から前記排出口までの高さ
    との寸法比を1:0.1 から1:0.5 の範囲にす
    ることを特徴とする生物膜濾過装置。
JP2412102A 1990-12-19 1990-12-19 生物膜濾過装置 Pending JPH04219198A (ja)

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JP (1) JPH04219198A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5668540A (en) * 1994-03-30 1997-09-16 U.S. Philips Corporation Detection device for data relating to the passage of vehicles on a road
JP2007144307A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Ishi No Kanzaemon:Kk 水処理方法及びその処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5668540A (en) * 1994-03-30 1997-09-16 U.S. Philips Corporation Detection device for data relating to the passage of vehicles on a road
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