JPH0576886A - 廃水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 沈殿部におけるスカムの多量発生を防止し処
理水の水質向上を図る。 【構成】 廃水を生物処理する生物反応部２７と、余剰
汚泥と上澄液とに固液分離する沈澱部３０とからなる好
気性流動床２０を備えている。沈澱部の流出端４２近傍
に空気管４７に接続されたスカム除去用散気管４４を設
ける。流出端４２の下流側に溶存酸素計４８を配設し、
溶存酸素濃度に応じて制御装置６３により空気管４７の
開閉弁４５を開閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃水を生物処理して浄化
する廃水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の廃水処理装置の一例を示
す。図４において、廃水管１から廃水が好気性流動床２
に供給される。この好気性流動床２は、隔壁６によって
分離された生物反応部３と沈澱部４から成り、生物反応
部３内にはエアリフト管５が配設され、エアリフト管５
の下方には空気源７に接続された散気管８が配設されて
いる。散気管８から流出する気泡９によって、担体１０
に付着した生物膜１１と浮游汚泥がエアリフト管５の内
部を上昇し、さらにエアリフト管５の上部で逆転し、エ
アリフト管５の外部を降下して循環流動する。廃水はこ
の循環流動する過程で、生物処理され、特に溶解性の有
機汚濁物質が除去される。

【０００３】生物処理された水は、隔壁６の下部から沈
澱部４に流入し、沈澱部４で固液分離され余剰汚泥２９
が沈澱する。そして上澄液は酸素溶解槽１３に供給さ
れ、ここで散気管１４から供給された空気と接触するこ
とによって、溶存酵素濃度が上昇する。酸素溶解槽１内
の上澄液は、さらに好気性固定床１５に供給され、ポリ
エチレンネットリング等の濾材１６を通過する過程で残
存した懸濁性物質（ＳＳ）が除去され、処理水として処
理水管１７から放流される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の廃水
処理装置において、沈澱部４に余剰汚泥が多量に沈澱す
ると、液面付近に汚泥塊（スカム）が多量に発生し、ス
カムが上澄液に混入するといった問題が発生する。スカ
ムが多量に発生した場合、処理水の配管ラインが閉塞し
たり、スカムが腐敗して好気性固定床１５内を通過する
処理水の水質が悪化することがある。

【０００５】また、スカムが多量に発生すると、好気性
流動床２の生物反応部３内の菌体濃度が減少し、好気性
流動床２そのものの処理性能が低下して、処理水の水質
が悪化することもある。

【０００６】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、スカムの多量発生による処理水悪化を未然
に防止することができる廃水処理装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、好気性微生物
を内部に含有し流入する廃水を好気的に生物処理する生
物反応部と、この生物反応部に隣接して設けられ生物反
応部から流入する廃水中の余剰汚泥を沈澱させるととも
に、上澄液を流出端から流出させる沈澱部とを有する好
気性流動床を備え、前記沈澱部の液面下であって前記流
出端近傍に空気管を介して空気源に接続されたスカム除
去用散気管を配設し、前記空気管に開閉弁を取付けると
ともに、前記流出端の下流側に前記上澄液の溶存酵素濃
度を計測する溶存酵素計を設け、前記溶存酵素計に溶存
酵素濃度に対応して前記開閉弁を開閉する制御装置を接
続したことを特徴とする廃水処理装置である。

【０００８】

【作用】溶存酵素計によって計測された沈澱部上澄液の
溶存酵素濃度が所定値より高い場合、制御装置によって
空気管の開閉弁を閉とする。溶存酵素濃度が所定値より
低い場合、制御装置によって空気管の開閉弁を開とし、
スカム除去用散気管から沈澱部の流出端近傍に向かって
散気しスカムを除去する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１乃至図３は本発明による廃水処理装置
の一実施例を示す図である。

【００１０】図１において廃水処理装置は、好気性流動
床２０と好気性固定床２１とを順に配置して構成されて
いる。

【００１１】図１および図２に示すように好気性流動床
２０は箱形状となっており、垂直壁部２２と垂直壁部２
２下方のテーパ部２３と底部２４とを有している。

【００１２】好気性流動床２０の内部は、一対の隔壁３
３，３３によって内側の生物反応部２７と外側の沈澱部
３０とに区画されている。このうち生物反応部２７は廃
水中に含まれる溶解性有機汚濁物質（BOD 、COD 等）を
後述する好気性の生物膜および浮游汚泥微生物と接触さ
せるものであり、他方沈澱部３０は生物反応部２７から
流入する廃水を上澄み液２８と余剰汚泥２９とに分離す
るものである。

【００１３】図２に示すように生物部２７内部には、一
対のエアリフト壁３１，３１が２ケ所に対象に配置され
ており、その下端には底部２４よりわずかに高い所に位
置し、その上端は垂直壁部２２の中央部に位置してい
る。また上述した隔壁３３，３３は、その上端が垂直壁
部２２の上端と略同一高さに位置しており、下端に生物
反応部２７と沈澱部３０とを連通する流路３３ａが形成
されている。隔壁３３，３３の内側には、一対の内部壁
３２，３２が設けられており、この内部壁３２，３２の
下端および上端は、いずれもエアリフト散気管３１の下
端および上端よりもわずかに高い所に位置している。

【００１４】また、生物反応部２７へのエアリフト壁３
１の下方には、散気管３４が配設され、この散気管３４
は調節弁３５を有する空気管３６および空気管３７を順
次介して空気源３８に接続されている。また、沈澱部３
０内であってテーパ部２３より上部の位置に、開閉弁４
０を有する余剰汚泥管４１が配設されている。

【００１５】さらに、生物反応部３０には垂直壁部２２
の略中央の高さの位置に、越流端（流出端）４２が配設
され、上澄液２８の液面４３の位置が定められる。越流
端４２近傍付近に、小さな孔を複数個あけた円筒状の散
気管４４が浸せき状態で配置されている。この散気管４
４は、開閉弁４と調節弁４６を有する空気管４７および
空気管３７を順次介して空気源３８に接続されている。

【００１６】一方、沈澱部３０の越流端４２は、溶存酸
素計４８を有する流出管４９を介して好気性固定床２１
に接続される。好気性固定床２１は、上部支持板５０と
下部支持板５１を有し、これら上部支持板５０と下部支
持板５１との間にポリエチレンネットリング等の濾材５
２が充填されている。下部支持板５１より下方の間隙部
５３内に散気管５４が配設され、この散気管５４は開閉
弁５５と調節弁５６を有する空気管５７および空気管３
７を順次介して空気源３８に接続されている。また好気
性固定床２１の上部には処理水管５８が接続されてい
る。さらに好気性固定床２１の底部には、開閉弁６１を
有する余剰汚泥管６２が接続されている。さらに、溶存
酸素計４８の出力側には制御装置６３の入力側が電気的
に接続され、制御装置６３の出力側は開閉弁４５に電気
的に接続する。

【００１７】また、好気性流動床２０の生物反応部２７
内には、砂、セラミック、活性炭等の粒径０．３〜１．
mmの担体７０が、生物反応部２７の有効容積の１〜１０
％程度充填されている。この担体７１の表面には、初期
投入した活性汚泥等の微生物が付着し生物膜７１が形成
されている。また生物反応部２７内には、生物膜７１の
他に懸濁性の微生物群である浮遊汚泥が存在している。

【００１８】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。

【００１９】好気性流動床２０の生物反応部２７に廃水
管２５から供給された廃水は、生物反応部２７に存在す
る微生物群である担体７０表面の生物膜７１および浮遊
汚泥７２と接触しさらに空気源３８から散気管３４を介
して供給された気泡１００と接触することによって、廃
水中の大部分の溶解性有機汚泥物質（ｄ−ＢＯＤ）が生
物処理される。生物反応部２７内のＤＯ（溶存酸素濃
度）は通常２〜５ｍｇ／１程度あり、生物処理された水
は、流路３３ａから沈澱部３０内に流入し、沈澱部３０
内で上澄液２８と余剰汚泥２９に分離される。この場
合、沈澱部３０内の上澄液２８のＤＯは、０〜３ｍｇ／
１程度まで減少する。

【００２０】その後、沈澱部３０の上澄液２８は、越流
端４２を介して流出管４９から好気性固定床２１に供給
される。この際、流出管４９に設けられた溶存酸素計４
８によって上澄液のＤＯが計測される。次に溶存酸素計
によって計測されたＤＯが、制御装置６３に入力され
る。

【００２１】制御装置６３において、あらかじめＤＯの
設定値がＡ値（例えば５ｍｇ／１）に設定されている。
そして計測したＤＯがＡ値よりも高ければ開閉弁４を閉
じ、Ａ値よりも低ければ開閉弁４５を開けて散気管４４
から散気する操作を自動的に行う。すなわち、ＤＯがＡ
値よりも高い場合は、沈澱部３０の余剰汚泥２９内のＤ
Ｏは好気的になっており浮上汚泥９０やスカム９１（図
３参照）が発生しないと判断し、開閉弁４を閉じてお
く。しかしながら、ＤＯがＡ値よりも低い場合は、余剰
汚泥２９内が嫌気的になり窒素、メタンガス等の発酵ガ
スが発生して浮上汚泥９０やスカム９１を発生させると
判断し、開閉弁４５を開けて気泡９２を発生させる。こ
のように流水管４９から流出する上澄液のＤＯを適性に
制御し、かつ沈澱部３０の上部に浮上したスカムを破
断、沈降させることができる。

【００２２】次に沈澱部３０におけるスカムの破壊、沈
降作用について、図１および図３により詳述する。

【００２３】生物反応部２７において廃水はエアリフト
壁３１，３１内部で降下し、エアリフト壁３１，３１の
外部で上昇する循環流を形成しながら生物処理される。

【００２４】生物反応部２７で廃水中の溶解性有機汚染
物質が生物処理された後、廃水は内部壁３２と隔壁３３
との間隙を流れ８０に沿って流路３３ａまで降下する。
次に廃水は流路３３ａにおいて、上向きの流れ８２と下
向きの流れ８３に分岐する。同時に内部壁３２の内側に
おいても、廃水が流路３３ａまで流れ８４に沿って降下
し、下向きの流れ８５と上向きの流れ８６に分岐する。

【００２５】次に廃水の流れ８２と流れ８６は同方向に
上昇し、廃水の流れ８７となって隔壁３３の外壁付近を
上向流線速度約１ｍ／ｈで上昇する。さらに上昇した廃
水の流れ８７は、余剰汚泥２９の内部で発生した窒素、
メタン等の気泡とともに上昇し、余剰汚泥２９の最上部
で反転する流れ８８と上方への流れ８９に分岐する。反
転した廃水の流れ８８は、テーパ部２３に沿って下降
し、流路３３ａ付近で流れ８２および流れ８６に合流す
る。

【００２６】余剰汚泥２９は、溶存酸素濃度（ＤＯ）が
低くなると、余剰汚泥２９内が嫌気的になって、窒素、
メタン等の発酵ガスが発生し、廃水の流れ８９と共に上
昇して浮上汚泥９０となる。この浮上汚泥９０は、浮上
した余剰汚泥２９の蓄積により徐々に肥大化し、汚泥塊
であるスカム９１に成長する。

【００２７】この場合、散気管４４から空気を液面４３
近傍に供給すると、供給された空気は気泡９２となっ
て、最上部のみ曝気する。この気泡９２によって、垂直
壁部２２方向への廃水の流れ９３と隔壁３３に向かう廃
水の流れ９４が発生する。このうち廃水の流れ９３は直
ちに放酸されるが、廃水の流れ９４はスカム９１に衝突
して、スカム９１を破砕する。この時破砕したスカム９
１は、内部に含有した気泡を放出するので、凝集性の汚
泥９５となる。この汚泥９５の下降流線速度は概ね１０
ｍ／ｈ以上であり、廃水の上方への流れ８９の上向流線
速度１ｍ／ｈよりも高いので、汚泥９５は流れ９６に沿
って降下する。

【００２８】このため、余剰汚泥２９が液面４３付近に
浮上してきても、廃水の隔壁３３に向う流れ９４の破断
効果によって、次々に砕かれて沈降するので、液面４３
近傍にはスカム９１が発生しなくなる。

【００２９】次に図１に示すように、流出管４９から好
気固定床２１に供給された上澄液は、好気性固定床２１
の間隙部５３，下部支持板５１を順に経て濾材５２内に
入る。その後、上澄液は濾材５２の表面に残存浮遊物質
（ＳＳ）を付着させて、清澄な処理水となり、処理水管
５８から放流される。

【００３０】他方、沈澱部３０の余剰汚泥２９は、間欠
的に例えば１回／時、１〜２分間開閉弁４０を開けるこ
とによって余剰汚泥管４１から引き抜かれる。又、好気
性固定床２１内の濾材５２内に過剰に付着したＳＳに対
しては、１回／週程度の頻度で次のような逆洗操作が行
われる。すなわち開閉弁５５を１分間程度開けて、空気
管３８から空気管５７および散気管５４を順次介して間
隙部５３に気泡を供給する。この気泡は濾材５２内を通
過する過程で、濾材５２の表面に過剰に付着したＳＳと
接触し、揃断力によってＳＳを剥離させる。次に開閉弁
６１を開けて、剥離したＳＳを余剰汚泥管６２から排泥
する。沈澱部３０から引き抜いた余剰汚泥２９および好
気性固定床２１から引き抜いた過剰なＳＳは、汚泥処理
工程に供給され、適切な汚泥処理が行われる。

【００３１】以上説明したように、本実施例によれば次
の効果がある。 （１）沈澱部３０からの上澄液のＤＯが低くなった場合
に、散気管４４から空気を散気することにより、沈澱部
３０におけるスカムの多量発生を防止でき、処理水の水
質を向上させることができる。 （２）好気性流動床２０の後段に好気性固定床２１を接
続したので、たとえ好気性流動床２０の状態が悪化し処
理水質が低下しても、好気性固定床２１で浮遊性の懸濁
物質（ＳＳ）が除去される。 （３）好気性流動床２０は箱形状となっているので、比
較的低コストで好気性流動床を形成することができる。 （４）散気管４４として円筒管を採用したことにより、
コンパクトにスカム沈澱用の散気装置が提供できる。

【００３２】なお、上記実施例において、好気性流動床
２０の箱形状とした例を示したが、これに限らず円筒形
でもよく、形状、大きさは限定されない。また、好気性
流動床２０の後段に好気性固定床２１を接続した例を示
したが、好気性固定床２１は必ずしも設けなくてもよ
い。また、他の生物学処理装置、物理的処理装置、化学
的処理装置等を追加して設けることも可能である。

【００３３】さらに散気管４４の形状を円筒管とした例
を示したが、その形状、大きさ、個数は限定されず、短
い散気管を複数個設けてもよい。

【００３４】また、溶存酸素計４８を流出管４９に設け
た例を示したが、好気性固定床２１の間隙部５３に設け
てもよく、さらに溶存酸素計を浸せきして使用する測定
槽を別個設けてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶存酸素計によって沈澱部の上澄液の溶存酸素濃度を計
測し、この計測結果に基づいて制御装置によりスカム除
去用散気管からの散気作業を行うので、沈澱部における
スカム多量発生を未然に防止し、処理水の水質を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による廃水処理装置の一実施例を示す概
略系統図。

【図２】好気性流動床を示す部分的に破断した斜視図。

【図３】好気性流動のうち沈澱部を示す部分拡大断面
図。

【図４】従来の廃水処理装置を示す概略系統図。

【符号の説明】

２０ 好気性流動床 ２７ 生物反応部 ３０ 沈澱部 ３１ エアリフト壁 ４２ 流出端 ４４ 散気管 ４５ 開閉弁 ４８ 溶存酸素計 ４９ 流出管 ６３ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】好気性微生物を内部に含有し流入する廃水
   を好気的に生物処理する生物反応部と、この生物反応部
   に隣接して設けられ生物反応部から流入する廃水中の余
   剰汚泥を沈澱させるとともに、上澄液を流出端から流出
   させる沈澱部とを有する好気性流動床を備え、前記沈澱
   部の液面下であって前記流出端近傍に空気管を介して空
   気源に接続されたスカム除去用散気管を配置し、前記空
   気管に開閉弁を取付けるとともに、前記流出端の下流側
   に前記上澄液の溶存酵素濃度を計測する溶存酵素計を設
   け、前記溶存酵素計に溶存酵素濃度に対応して前記開閉
   弁を開閉する制御装置を接続したことを特徴とする廃水
   処理装置。