JPH04250893A - 汚泥状、固形状有機廃棄物処理用生物反応装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、家庭や工場から排出される汚泥状あるいは固
形状をした有機廃棄物を微生物の有する捕食消化作用に
よって分解処理する汚泥状、固形状有機廃棄物処理用生
物反応装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

汚泥状、固形状をしている有機廃棄物を処理するには従
来次のような方法を行っていた。 １）汚泥状有機廃棄物は消化処理によって有機物を分解
し、脱水処理を施した後固形化し、これを焼却、埋立て
、肥料とする方法。 ２）動植物残渣物は産業廃棄物としての措置をとり、そ
の後　焼却、埋立て、肥料あるいは飼料とする方法。 ３）固形状有機物を多量に含む廃水は、従来の廃水処理
方法である活性汚泥法または撒水濾床法によって処理さ
れることもあるが、その前処理として固形物の除去処理
が必要である。これには固形物の大きさを利用したスク
リーニングや濾過あるいは密度差を利用した沈降分離、
凝集沈澱、浮上分離、遠心分離等があるが、いずれも大
がかりで複雑な装置を必要とする。また　このようにし
て除去された固形成分は前記１），２）の方法で処理し
なければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

以上のような方法をとったとしても、なお次のような点
が指摘される。ｉ）処理施設、設備を建設するために高
額資金を要する上に広大な敷地を必要とする。また、廃
棄物を当該施設まで搬送するための運送費が必要になる
とともにランニングコストも高額になる。 ｉｉ）最終生成物を再利用するにしても、このようにし
て生成された処理物は生産性の低いものでしかなく、利
用度が少ない。また。焼却、埋立てするにしてもその用
途，用地，搬送の点で制限がある。 ｉｉｉ）処理過程で悪臭を放ったり、また、蝿、蛆が発
生して環境衛生を害す。

【０００４】 本発明者はこの点に関し、現地処理ができて固形分の最
終生成物を発生しない簡単な構造の処理装置を特願平１
−１５４９８６号として提案しているが、本発明は、さ
らにこれに改良を加え、このような難処理性の汚泥状、
固形状の有機物を含む有機廃棄物をも同様に処理するこ
とができる処理装置を提供したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

以上の課題の下、本発明は、多孔質濾材で構成される瀘
床を上下二層に形成し上層を撹拌機によって撹拌する撹
拌濾床、下層を固定濾床にしたことを特徴とするもので
ある。

【０００６】 また、被処理物を固定濾床全体に亘って均等に分布させ
るために、濾材の有す る多孔および濾材間間隙を上層から下層に行くに従って
大から小になるよう分布させたことも特徴である。

【作用】

この種の生物反応装置が有機廃棄物中から汚泥状、固形
状有機物（以下単に有機物という）を除去分解するのは
濾材による物理的な瀘過作用と濾材に着床した微生物の
分解作用によるものである。すなわち、反応装置に供給
された有機物は濾床を浸透中に物理的に瀘過され、濾過
されたものを微生物が捕食して分解する場合と、有機物
の浸透中、微生物がこれに直接作用して分解する場合と
がある。ところで、有機物が濾床中を透過して流下する
のは、濾材自身に形成された多孔と濾材間間隙（以下単
に間隙という）を通ってのものであるから、汚泥状の有
機物の場合はペースト状になっていて濾床表面に膜を形
成し、固形状の有機物の場合は粒子形状の大きさより目
詰まりを起こし、いずれも濾床内に円滑に浸透して行か
ない。そうでなくとも、このような多孔性濾材と固形成
分を接触させると多孔性濾材が有する吸水力によって固
形成分中の水分を脱水し、固形成分をますます固形化し
て濾材の間隙に入り難くする性質がある。もちろん、こ
のように停滞した有機物も微生物によって分解されるの
であるが、微生物との接触性が悪くなってその処理が追
いつかない。しかし、前記した手段をとれば、有機物は
撹拌機によって微小化されるとともに、濾床内に強制的
に押し込まれ、かつ、濾材との接触が強化されるから、
目詰まりの解消、微生物処理の促進が図られるのである
。なお、この処理作用に関与する微生物は好気性，嫌気
性，好気−嫌気性の球薗，糸状薗，桿薗等を始めとする
各種の細薗，微小動物である。そして、有機廃棄物中の
汚濁物がこのようにして微生物処理されてできる最終生
成物は好気性反応下では炭酸ガスと水であり、タンパク
質を含むものは窒素化合物から硝酸塩、亜硝酸塩、硫黄
含有物は硫黄化合物となる。さらに、リン化合物はリン
酸に分解されるが、好気−嫌気性微生物の体内に蓄積さ
れ、装置外には排出されない。

【０００７】

【実施例】

図１はこの発明に係る生物反応装置の断面図であるが、
据付基礎１の上に設置した反応槽２に微生物を着床させ
た濾材３を充填して濾床４を形成する。濾床４の上部に
は処理を要する有機廃棄物を注入するホッパ５を設置す
るとともに、底部に処理した処理水を排出する排出管６
を接続しておく。また、外部から送気管７を濾床４内に
突入させ、この送気管７に加温器８によって暖められた
空気を送風機９で強制的に供給することもある。この他
、有機廃棄物中の固形状有機物の粒子形状が大きな場合
はこれを粉砕する粉砕機（図示省略）がホッパ５の前ま
たは内部に設置されることがある。この反応装置ではペ
ースト状の処理物がもっとも処理し易い形態であるから
である。

【０００８】 ところで、ここで使用される濾材３は大きさ０．３〜３
ｍｍ程度の有機質系の木質細片が主要なものである。こ
のような濾材３が適するのはその外形形態および多孔の
形状，大きさが区々であり、生息する微生物の多種，多
様化が図られるとともに、微生物の食物源である有機物
の供給が断たれたような場合は栄養源ともなり得るから
である。各種の木材（間伐材等であってもよい）を通道
組織、繊維組織、柔組織、形成層等の微生物生息の担体
となる基本的植物組成組織のみを残すように化学的処理
して細砕すると微小な細孔を有する多孔質となる。一方
、合成ゼオライトやセラミック等の無機質系濾材３も適
宜混入して使用されることがある。この無機質系濾材は
間隙も比較的大きく、また、強度が高くて有機廃棄物の
浸透圧等によって変形しないから、大きな浸透圧を受け
る濾床４の上層部に使用されて好適である。

【０００９】 本発明は、以上の構成の濾床４を上下二層に形成し、こ
のうち上層を撹拌機１０を設けて濾材３と有機物を混ぜ
て撹拌する撹拌濾床４ａとするとともに、下層をそのま
まにして固定濾床４ｂとしたものである。撹拌機１０の
構造は種々のものがあり、例えば、撹拌爪１１を設けた
回転可能なロータ１２を濾床４の端から端の間を往復さ
せるようなものが考えられる。撹拌機７を作動させると
、有機物と濾材３は撹拌混合され、有機物はさらに細砕
されるとともに、濾床４内に均等に分布するよう強制的
に送り込まれ、かつ、濾材３との接触を強める。これに
よって、有機物の目詰まりを防止し、併せて微生物の処
理作用を活発化する。この他、撹拌作用は撹拌濾床４ａ
内に空気を送り込んで好気性細菌の働きを活発化し、ま
た、有機廃棄物中の固形成分と液状成分とを分離し　液
状成分を速やかに下方の固定濾床４ｂに送り出す効果も
ある。なお、注入された有機廃棄物の１／３はそのまま
撹拌濾床４ａから固定濾床４ｂを通って排出管６から排
出され、残りの２／３は濾材３の保水力によって濾材３
中に留め置かれ、上方の有機廃棄物の重量による加圧力
で除々に押し出されるが、いずれも排出管６から排出さ
れるときには９８％の汚濁物が濾過および処理される。

【００１０】 固定濾床４ｂは撹拌濾床４ａの下方に位置し（必要なら
間に仕切板１３を設けて）、撹拌濾床４ａから浸透して
来た固形成分と液状成分を濾材３が有する物理的濾過作
用と微生物処理作用とによって処理し、汚濁物を取り除
いた処理水を底部の排出管６に送り出す。なお、固定濾
床４ｂがこの作用を十分に発揮するのは、少なくとも１
．５ｍの深度は必要である。ところで、この微生物処理
作用に関与するのは主として２０〜６０℃の温度を好む
好気性細菌であるから、このとき、加温した空気を濾床
４内に強調供給するのは意義のあることである。

【００
１１】撹拌製法４ａで処理された後に固定濾床４ｂに流
下して来る有機物もその大きさが異なるから、濾材３の
間隙があまり小さいと、上層の部分で目詰まりを起こす
。したがって、この固定濾床４ｂの濾材３を上層から下
層に行くに従って濾材３の間隙を大から小になるように
分布させるのが好ましい。こうすると、有機物の分布も
均等化され、目詰まりが防止される上、微生物による分
解作用も促進される。さらに、このとき、上層の濾材３
には有機物等の集中的な浸透圧を受けてもその間隙が変
わらないように前記した硬質の濾材３を混入することも
ある。

【００１２】 以上にようにして有機物を取り除かれた処理水は固定濾
床４ｂの底部に接続された排出管６から排出され、放流
もしくは再生利用される。なお、排出管６の付近には底
部より２０ｃｍ程度の厚みで３〜５ｍｍの比較的大形の
濾材３を充填した排水帯１４を形成し、この部分に処理
水が停滞して嫌気状態になるのを防ぐようにしておく（
メタンガスや硫化水素の発生を防ぐ）。

【発明の効果】

以上、本発明は前記したものであるから、すなわち、濾
床を上下二層に形成しこのうち上層に撹拌機を設けてこ
こを撹拌濾床としたものであるから、この撹拌濾床で有
機廃棄物中の有機物はさらに微小化されるとともに、濾
床内に積極的に送り込まれて濾材との接触を強められる
。したがって、目詰まりを防止し　物理的濾過作用を円
滑に受ける他、微生物処理作用も活発に受ける。また、
有機廃棄物が撹拌されると、固形成分と液状成分が分離
されるから、液状成分は速やかに固定濾床に流下し、処
理が促進される。 このような生物反応装置によって有機廃棄物を処理する
能力は、ペースト状の有機物（水分６０％前後）を対象
とした場合、微生物着床濾材１ｍ３当たり一日３００ｋ
ｇに達する。また、固形分を多く含むＢＯＤ６５００ｐ
ｐｍの高濃度タンパク汚水（食品工場廃水）をこの装置
で１４日間継続処理した結果、４０ｐｐｍに減少した事
実も得られている。さらに、この反応装置は生活排水の
処理装置としても使用でき、この場合は、３ｔ／日を数
年間継続処理した結果、放流水のＢＯＤ値は平均２ｐｐ
ｍ最高０．８ｐｐｍに達した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の生物反応装置の説明図である。

【符号の説明】

３　濾材 ４　濾床 ４ａ　撹拌濾床 ４ｂ　固定濾床 １０　撹拌機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多孔質濾材（３）を充填した濾床（４）の
   上部から汚泥状、固形状有機廃棄物を供給し、前記濾材
   （３）の物理的濾過作用と前記濾材（３）に生息する微
   生物の生物的処理作用とによって前記有機廃棄物中の有
   機物質を取り除いた処理水を前記瀘床（４）の底部から
   排出する汚泥状、固形状有機廃棄物処理用生物反応装置
   において　前記瀘床（４）を上下二層に形成し、上層を
   撹拌機（１０）によって撹拌する撹拌濾床（４ａ）、下
   層を固定濾床（４ｂ）にしてなる汚泥状、固形状有機廃
   棄物処理用生物反応装置。
2. 【請求項２】固定濾床（４ｂ）を構成する濾材（３）を
   上層から下層に行くに従ってこの濾材（３）中に形成さ
   れる多孔の大きさおよび瀘材間間隙を大から小のものに
   なるよう分布させてなる請求項１の汚泥状、固形状有機
   廃棄物処理用生物反応装置。