JPH05208200A

JPH05208200A - 有機性排水の処理方法

Info

Publication number: JPH05208200A
Application number: JP4015665A
Authority: JP
Inventors: Hideji Takeuchi; 秀二竹内; Tatsuo Takechi; 辰夫武智
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】処理能力を大きくし、装置の小型化を図る。【構成】ＳＳ除去工程と、この工程で処理された水を
通水するＢＯＤ除去工程よりなり、ＳＳ除去工程におい
ては、有機性排水を、比重が１．０１〜１．２の濾材が
充填され空隙率が６０％〜８０％の上部濾層と、比重が
１．４〜２．６の粒状濾材が充填された下部濾層を下向
流で通水させる方法である。ＳＳ除去工程では、大き
なＳＳと微細なＳＳがそれぞれ効率よく除去されるの
で、その処理能力が非常に大きく、ＳＳ除去率も高い。
このため、ＢＯＤ除去工程の負荷が軽減され、この工程
の処理能力も大幅に大きくなり、装置全体の小型化が図
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市下水、産業排水な
どＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）成分、ＳＳ（懸濁性
固形物）を含有する有機性排水を効率よく処理する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生物膜濾過法（好気性濾床法）は
ＳＳが少ない排水の処理に適用した場合には、極めて有
用な方法であるが、ＳＳが多い排水の処理に適用する
と、濾床の閉塞が著しく、実質的には適用できないもの
とされていた。しかし、近年、生物膜濾過法を、下水処
理場の流入水のようなＳＳ濃度が非常に高い有機性排水
の処理に適用するための技術開発が進められている。こ
のような高ＳＳ濃度の有機性排水を処理する方法として
は、公害と対策，Vol.24，No.14 ，p.76〜81（1988）に
発表された技術がある。

【０００３】図２は上記従来の方法を示した図であり、
３０はＳＳを除去する工程となる最初沈澱池、３１はＢ
ＯＤ及び残存するＳＳを除去する工程となる好気性濾床
である。好気性濾床３１には３〜５mmのシャモット（膨
張頁岩；均等係数１．２５、比重１．６０）が充填さ
れ、濾層３２が形成されている。３３は原水の流入管、
３４は接続管、３５は処理水の排出管を示す。この方法
においては、下水処理場の流入水を原水とし、まず、こ
の原水を最初沈澱池３０の上部へ導入する。最初沈澱池
３０では重力沈降によって沈澱可能なＳＳだけを除去す
る。次いで、最初沈澱池３０からの流出水を好気性濾床
３１に送る。好気性濾床３１では好気性微生物による生
物処理と同時に濾過処理が行われ、ＢＯＤが除去される
と共にＳＳも除去される。なお、この方法における最初
沈澱池３０の滞留時間は１．５時間、好気性濾床３１の
濾過速度は２５m ／日程度で行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法は、沈降分離法によるＳＳ除去工程と生物膜濾過法に
よるＢＯＤ除去工程の組み合わせによるものであるた
め、装置の小型化が困難であり、大きな設置面積が必要
になる。即ち、下水中のＳＳの沈降速度は小さいので、
最初沈澱池３０の滞留時間を短くすることができず、そ
の容量が大きくなる。又、沈降分離法による最初沈澱池
３０でのＳＳの除去率は低く、一般には４０％程度であ
る。このため、多量のＳＳを含む水を好気性濾床３１に
流入して、微生物による処理速度が遅いＳＳ性ＢＯＤ成
分が増加して好気性濾床３１の負荷が非常に大きくな
り、処理能力の低下を来たす。更に、ＳＳの流入量の増
加によって濾床が目詰まりする度合が大きくなり、長時
間の濾過が継続できない。

【０００５】本発明は、処理能力が大きく装置の小型化
が図れる有機性排水の処理方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明はＳＳを除去する工程（濾過工程）と、こ
の工程でＳＳが除去された水を通水して好気的処理をす
る工程よりなる（生物膜濾過工程）よりなる。

【０００７】上記ＳＳ除去工程においては、有機性排水
を、比重が１．０１〜１．２の濾材が充填され空隙率が
６０％〜８０％の上部濾層と、比重が１．４〜２．６の
粒状濾材が充填された下部濾層を下向流で通水させる。
又、上記好気的処理をする工程においては、ＳＳ除去工
程から排出する流出水を粒状濾材が充填された層へ通水
すると共に、下方から酸素含有ガスを噴出させる。上記
ＳＳ除去工程における上部濾層の濾材は発泡体などであ
って、特に表面に凹凸を有し且つ貫通孔を有する形状の
ものがよい。

【０００８】本発明で言う濾材の比重、濾材の貫通孔、
発泡体及び濾層の空隙率は、次のように定義されたもの
である。濾材の比重は含水比重であり、独立気泡を除く
空隙に水が入った状態で測定した値である。濾層の空隙
率は、濾材が充填されて形成された濾層全体の空隙率で
ある。濾材の貫通孔とは、多孔質物質の細孔のようなも
のまでを含むものではなく、例えば円筒形の中空部のよ
うに、その孔が大きなものを指す。発泡体とは、例え
ば、合成樹脂などを発泡させた状態で成形させたような
ものを指す。

【０００９】

【作用】本発明のＳＳ除去工程（濾過工程）において
は、原水を異なる濾材が充填された２つの濾層を通過さ
せ、高ＳＳ濃度の有機性排水の濾過を効率よく行えるよ
うにしている。即ち、この工程における２つの濾層は、
主として大きなＳＳを捕捉するのに適した濾材が充填さ
れた上部濾層と、微細なＳＳを捕捉するのに適した濾材
が充填された下部濾層との組み合わせになっている。

【００１０】上部濾層に充填される濾材は、空隙率が大
きい濾層を形成できる形状である必要がある。このよう
な空隙率を大きくできる濾材で形成された上部濾層は、
ＳＳの付着量が多くなっても、通水抵抗の増加度合はあ
まり大きくならない。このため、高ＳＳ濃度の原水の通
水を長時間継続することができると共に、大きな濾過速
度で通水することとができる。

【００１１】濾層が上述のような性能を発揮できる濾材
の形状としては、貫通孔を有するものが好ましい。上記
のような貫通孔がある濾材は、空隙率の大きい濾層を形
成することができ、小さい通水抵抗で多量のＳＳを捕捉
できる。又、表面に凹凸がある濾材は、ＳＳが付着し易
いので、ＳＳの除去率もよい。上記のような凹凸がある
濾材の形態としては、プラスチック等の発泡体がある。

【００１２】又、上部濾層の空隙率は６０％〜８０％程
度の範囲がよい。空隙率が６０％未満であると、捕捉で
きるＳＳの量が少なくなり、通水抵抗の増加による濾過
可能時間が短くなる。そして、空隙率が８０％を超える
状態になると、ＳＳの捕捉量も多くなり、濾過可能時間
も長くなるが、ＳＳの除去率が低下するので好ましくな
い。

【００１３】下部濾層は、上部濾層で捕捉できなかった
微細なＳＳを除去するものであり、密な濾層が形成され
る粒状濾材が充填されている。この濾層の空隙率は小さ
く、通常５０％程度である。このため、下部濾層を通過
した流出水は、ＳＳが充分に除去され、次の好気的処理
をする工程（生物膜濾過工程）へ送られる。なお、上部
濾層で、多量のＳＳが捕捉されてしまうので、下部濾層
の負荷は大幅に軽減される。従って、下部濾層は、空隙
率が小さい粒状濾材が充填されていても、その目詰まり
の度合が少なく、大きな濾過速度で長時間の濾過が継続
できる。

【００１４】又、上部濾層に充填する濾材と下部濾層に
充填する濾材は、形状が相違するだけでなく、比重を異
にしている。前記のように、上部濾層に充填する濾材の
比重は１．０１〜１．２、下部濾層に充填する濾材の比
重は１．４〜２．６であり、両層の濾材の間に明確な差
をつけている。この比重差は濾層の逆洗操作を容易にす
るための考慮によるものである。濾層を逆洗する際に
は、濾層の下方から逆洗水や逆洗用空気を供給して濾材
を流動させ、ＳＳを剥離して除去するが、逆洗終了時に
は沈降する。この場合、濾材の比重によってその沈降速
度が異なり、比重が大きい濾材の沈降は速く、比重が小
さい濾材の沈降は遅くなるので、上記２つの濾層は元の
配置状態に復元する。

【００１５】上部濾層の濾材は、水中に沈んで固定層を
形成することができる必要があるが、濾層の逆洗時にお
いては、逆洗水や逆洗用空気の必要量ができるだけ少な
く済むことが望ましい。このような２つの条件を満足さ
せるために、濾材の比重は上記範囲に限定している。

【００１６】下部濾層に充填する濾材の比重は、上部濾
層の濾材の比重との差を明確にするために、上部濾層の
濾材の比重に対し、最低０．２大きくしている。しか
し、その比重があまり大きくなると、逆洗時に供給する
用役の必要量が増加するので、その上限の比重は２．６
程度にした。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の方法を実施するための装置の
一例を模式的に示した図である。図中、１は固液分離
槽、２は生物膜濾過槽である。固液分離槽１には２種類
の濾材が充填されており、上方には比重が１．０１〜
１．２の濾材よりなる上部濾層３、下方には比重が１．
４〜２．６の粒状濾材よりなる下部濾層４が形成されて
いる。５は固液分離槽の支持砂利層であり、８は濾槽の
逆洗時における濾材の流出を防止するための金網であ
る。又、生物膜濾過槽２には粒状濾材が充填されてい
る。７は生物膜濾過槽の支持砂利層であり、８は濾槽の
逆洗時における濾材の流出を防止するための金網であ
る。固液分離槽１と生物膜濾過槽２は配管で接続されて
おり、処理する原水は固液分離槽１の上部から通水され
て流下し、次いで、生物膜濾過槽２を下向流で流れて排
出するようになっている。１０は原水を固液分離槽１の
上部に供給するための流入管、１１は固液分離槽１と生
物膜濾過槽２の接続管、１２は処理水の排出管を示す。

【００１８】固液分離槽１の上部濾層３を形成する濾材
は、大きさが５〜２０mm程度のものであり、充填時の濾
層３の空隙率が６０％〜８０％程度になるものが使用さ
れる。このような条件を満たす濾材の一つとしては、比
重が上記範囲に調整された合成樹脂製の発泡体であっ
て、その形が円筒状などのように貫通孔があるものがよ
い。

【００１９】下部濾層４を形成する濾材は、アンスラサ
イト、合成樹脂粒、ゼオライト、砂、各種のセラミック
ス粒等が使用され、その大きさは、通常、１〜５mm程度
である。濾材の大きさが１mm未満の場合には、微細なＳ
Ｓを捕捉することができる利点はあるが、圧損が大きく
且つ目詰まりの頻度が多くなるので好ましくない。又、
５mmを超える大きさであると、目詰まりの頻度は少なく
なるが、微細なＳＳの除去率が低下するので好ましくな
い。

【００２０】生物膜濾過槽２に充填する濾材は、アンス
ラサイト、粒状活性炭、合成樹脂粒、軽量骨材、膨張頁
岩、各種のセラミックス粒等が使用される。この濾材の
大きさは、固液分離槽１から送られる流出水のＳＳ濃度
やＳＳの粒径分布によって決められるが、通常は２〜１
０mm程度のものを用いる。

【００２１】そして、生物膜濾過槽２は下方から酸素含
有ガスである空気を噴出させ、濾層６に着生している微
生物に酸素を供給するようになっている。このために、
支持砂利層７中に散気管１３が配置され、この散気管
に、配管１４、曝気用空気ブロワー１５よりなる空気供
給手段が接続されている。

【００２２】又、固液分離槽１及び生物膜濾過槽２の下
部には濾材逆洗用流体である空気と水が供給されるよう
になっている。逆洗用空気供給のために逆洗用空気ブロ
ワー１６が備えられ、ここから送られる空気は、配管１
７によって固液分離槽１に供給され、又は配管１８によ
って生物膜濾過槽２に供給される。逆洗水供給のために
処理水槽（図示せず）に接続された配管１９が設けら
れ、これから分岐された配管２０，２１によって、それ
ぞれ固液分離槽１、生物膜濾過槽２に逆洗水が供給され
る。２２，２３は逆洗水の排出管である。

【００２３】このように構成された装置による排水の処
理方法を説明する。例えば、スクリーンを通過させただ
けでＳＳが非常に多い有機性排水である生下水を原水と
し、この原水を流入管１０から固液分離槽１の上部に供
給する。この固液分離槽１で原水中に含まれる多量のＳ
Ｓ及びＳＳ性ＢＯＤが除去される。固液分離槽１を出た
水は配管１１によって生物膜濾過槽２の上部に供給さ
れ、ここでは固液分離槽１で除去されなかった微細なＳ
Ｓが捕捉されて除去されると共に、散気管１３から曝気
される空気中の酸素と濾層６に生息している微生物によ
ってＢＯＤ成分が生物学的に酸化分解されて浄化され、
排出管１２から排出する。上述のような操作を長時間継
続すると濾層の目詰まりが起こるので、各槽の圧損が所
定値に上昇した段階で操業を止め、濾層の逆洗を行う。

【００２４】次に、本発明の効果を確認するためにおこ
なった実験例について説明する。（実施例１）図１による構成で、内径１０cm、高さ４m
のアクリル樹脂製の固液分離槽及び生物膜濾過槽内に、
それぞれ表１に示す条件の濾層を設け、下水処理場の最
初沈澱池流入水を原水として供給し、下水処理実験を行
った。この際の操業条件は次のようにした。固液分離槽の濾過速度１２０m/日生物膜濾過槽の濾過速度２５m/日

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】この実験における測定値は表２に示す通り
であった。表２より、まず処理過程におけるＳＳの変化
をみると、原水中に含まれていた１８３mg/lのＳＳは、
固液分離槽では７７% 除去されて４２mg/lになり、生物
膜濾過槽通過後には４mg/l（全体の除去率９８% ）まで
低下している。このＳＳの除去によってＢＯＤも効率よ
く除去されており、原水中に含まれていた２１０mg/lの
ＢＯＤは、固液分離槽では１１０mg/l（除去率４８% ）
になり、生物膜濾過槽通過後には全工程で９７% が除去
された。この結果、ＢＯＤが平均７mg/l、ＳＳが平均４
mg/lの処理水がえられた。又、濾過持続時間は、固液分
離槽では４０時間、生物膜濾過槽では５２時間であり、
濾層の洗浄が２日に１回程度で済む長時間の連続濾過が
可能であった。

【００２８】上記の結果をもとに、本発明の方法と従来
技術を比較する。上述の実施例の装置における固液分離
槽の濾過速度は１２０m/日であり、これを原水の滞留時
間に換算すると約３６分である。従って、本発明の方法
は、滞留時間約１．５時間の従来技術に比べ、その処理
能力は約２．５倍である。

【００２９】（実施例２）操業条件を下記のようにし、
他は実施例１と同条件で実験を行った。固液分離槽の濾過速度１２０m/日生物膜濾過槽の濾過速度４０m/日

【００３０】

【表３】

【００３１】この実験における測定値は表３に示す通り
であった。表３のように、ＳＳ及びＢＯＤ除去の結果は
実施例１の場合とほぼ同様であり、非常に良好であっ
た。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＳＳ除去工程で、大きなＳＳと微細なＳＳがそれぞれ効
率よく除去されるので、その処理能力が非常に大きく、
ＳＳ除去率も高い。このため、ＢＯＤ除去工程の負荷が
軽減され、この工程の処理能力も大幅に大きくなり、装
置全体の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の一例を模
式的に示した図である。

【図２】従来の方法を示した図である。

【符号の説明】

１固液分離槽２生物膜濾過槽３上部濾層４下部濾層６生物膜濾過槽の濾層１０原水の流入管１１固液分離槽と生物膜濾過槽の接続管１２処理水の排出管１３散気管１５曝気用空気ブロワー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明はＳＳを除去する工程（濾過工程）と、こ
の工程でＳＳが除去された水を通水して好気的処理をす
る工程（生物膜濾過工程）よりなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性排水を、比重が１．０１〜１．２
の濾材が充填され空隙率が６０％〜８０％の上部濾層
と、比重が１．４〜２．６の粒状濾材が充填された下部
濾層を下向流で通水させてＳＳを除去する工程と、この
工程からの流出水を粒状濾材が充填された層へ通水する
と共に、下方から酸素含有ガスを噴出させて好気的処理
をする工程よりなる有機性排水の処理方法。
【請求項２】ＳＳを除去する工程における上部濾層の
濾材が表面に凹凸を有し且つ貫通孔を有する形状のもの
である請求項１記載の有機性排水の処理方法。
【請求項３】ＳＳを除去する工程における上部濾層の
濾材が発泡体である請求項１又は２記載の有機性排水の
処理方法。