JPH0639368A

JPH0639368A - 下水処理方法及び処理装置

Info

Publication number: JPH0639368A
Application number: JP1344392A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yao; 真矢尾; Tatsuhiko Suzuki; 辰彦鈴木; Susumu Ishikawa; 進石川
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1994-02-15
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JP3270094B2

Abstract

(57)【要約】【目的】処理原水中の微細浮遊物質の除去効果が極め
て高いろ過工程を、長時間にわたりかつ安定的・連続的
に行うことができ、これにより生物処理工程における処
理負荷を軽減して、生物処理時間を短縮せしめるととも
に生物処理の際の使用エネルギーを低減化し、短時間で
効率的に下水処理を行うことのできる下水処理方法およ
び処理装置の提供。【構成】好気性生物処理プロセスを行う生物処理装置
２４または嫌気・好気生物処理プロセスを行う生物処理
装置５２の前段に、ろ過装置２３を設け、さらにこのろ
過装置２３の前段に処理原水と加圧空気溶解水とを混合
して、処理原水中の浮遊物質に微細気泡を付着させ、こ
の微細気泡の浮力で浮遊物質を浮上分離することにより
これを除去する浮上分離装置２２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、下水中に含有されて
いる種々の水質汚濁成分を除去し、下水を清浄な水とす
る下水処理方法および処理装置に関し、さらに詳しく
は、有機性汚濁成分または、有機性汚濁成分及び窒素化
合物等の除去を効率的に行い、汚濁成分の除去能を低下
することなく下水処理時間を短縮せしめた、下水処理方
法および処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な下水処理方法としては、
例えば、標準活性汚泥法による下水処理が知られてい
る。この方法は、図３に示すように、まず、砂及びし渣
を除去した後の下水を最初沈澱池１に流入せしめ、この
最初沈澱池１で下水中の浮遊物質を分離除去する（第１
分離除去工程）。次に、上記最初沈澱池１で浮遊物質が
分離除去された後に得られる前処理水をエアレーション
タンク２に送る。上記前処理水は、このエアレーション
タンク２で好気性微生物のフロックよりなる活性汚泥と
混合され、さらに空気を送り込まれて酸素の供給を受け
ることにより、第１前処理水中の有機物が分解除去され
る（生物処理工程）。次に、上記エアレーションタンク
２で生物処理して得られた処理水を、最終沈澱池３に送
り、ここで上記処理水中の活性汚泥を重力沈澱によって
分離除去する（第２分離除去工程）。

【０００３】しかし、上記標準活性汚泥法にあっては、
重力沈澱法を用いるため微細浮遊物質の除去が不十分と
なって、上記最初沈澱池１から、後段のエアレーション
タンク２に送られる前処理水中に相当量の浮遊性有機物
が残留してしまうこととなり、これにより、上記エアレ
ーションタンク２における処理負荷が増大するとともに
有機物の分解速度も遅くなり、エアレーションタンク２
で前処理水を長時間滞留させないと有機物の十分な分解
が不可能なことから、処理効率が低いという問題があっ
た。また、上記エアレーションタンク２における処理負
荷の増大に伴う処理効率の低下により、下水処理装置の
ランニングコストが嵩んでしまうという問題があった。

【０００４】そこで、上記標準活性汚泥法における諸問
題点を解決するため、図４に示すように、下水中の砂及
びし渣を除去した後の処理原水をろ過する砂ろ過装置４
と、この砂ろ過装置４の後段に設けられ、この砂ろ過装
置４を経た後の前処理水を生物処理するエアレーション
タンク５と、このエアレーションタンク５の後段に設け
られ、このエアレーションタンク５を経た後の処理水中
の活性汚泥を重力沈澱させて分離除去する最終沈澱池６
とを具備してなる下水処理装置７を試作した。

【０００５】下水処理装置７により下水処理を行うに
は、まず、処理原水を上記砂ろ過装置４に流入せしめ、
この砂ろ過装置４で処理原水中の浮遊物質をろ過して除
去する（ろ過工程）。次に、上記ろ過工程を終えた後に
得られるろ過処理水をエアレーションタンク５に送る。
上記ろ過処理水は、このエアレーションタンク５で好気
性微生物のフロックよりなる活性汚泥と混合され、さら
に空気を送り込まれて酸素の供給を受けることにより、
ろ過処理水中の有機物が酸化分解される（生物処理工
程）。次に、上記エアレーションタンク５で生物処理し
て得られた生物処理水を最終沈澱池６に送り、ここで上
記生物処理水中の活性汚泥を重力沈澱によって分離除去
する。

【０００６】上記したように標準活性汚泥法の第１分離
除去工程として最初沈澱池の代わりに砂ろ過装置による
ろ過工程を取り入れると、処理原水中の微細浮遊物質の
除去率の向上が顕著となるため、上記エアレーションタ
ンク５における処理負荷が著しく軽減され、これにより
エアレーションタンク５での処理時間が短縮されるとと
もに処理効率の向上が図れるものと予測された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ろ
過法を用いた下水処理方法を実際に実施したところ、処
理原水をろ過した際、上記処理原水中の粒径の大きな懸
濁成分が砂ろ過装置４のろ層表面に急速に捕捉されるこ
ととなり、図５のグラフ中（ａ）に示されているよう
に、１０分程度のろ過継続時間で水頭損失（流入口４ａ
での流入水頭と排出口４ｂでの排出水頭との差）が１ｍ
以上となった。従って、この下水処理装置７は長時間に
わたる連続運転が不可能であることが明らかとなり、実
用的な処理が望めないことが判明した。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、処理原水中の微細浮遊物質の除去効果が極めて高い
ろ過工程を、長時間にわたりかつ安定的・連続的に行う
ことができ、これにより生物処理工程における処理負荷
を軽減するとともに有機物の分解速度を高めて、生物処
理時間を短縮せしめて生物処理の際の使用エネルギーを
低減化し、短時間で効率的に下水処理を行うことのでき
る下水処理方法および処理装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、下水中の
砂及びし渣を除去した後の処理原水と加圧下に空気を高
濃度に溶解させた加圧空気溶解水とを大気圧下に混合し
て、該処理原水中の浮遊物質に該加圧空気溶解水から発
生する微細気泡を付着せしめ、該浮遊物質を浮上分離さ
せて該処理原水中から該浮遊物質を除去する分離除去工
程と、上記分離除去工程を経て得られた第１前処理水を
ろ過して、該第１前処理水中に残存する浮遊物質をさら
に除去するろ過処理工程と、上記ろ過処理工程を経て得
られた第２前処理水中の有機物を微生物による生物学的
処理によって分解せしめて該処理水中から有機物を除去
する生物処理工程とを有する請求項１記載の下水処理方
法を使用することにより解決される。

【００１０】また、上記生物処理工程は、上記有機物を
好気性微生物により分解処理する好気性生物処理プロセ
スを備えた工程であってもよい。

【００１１】また、上記生物処理工程は、上記有機物を
好気性微生物及び通性嫌気性微生物により分解処理する
嫌気・好気生物処理プロセスを行う工程であってもよ
い。

【００１２】また、上記請求項１ないし３記載の下水処
理方法の実施には、下水中の砂及びし渣を除去した後の
処理原水と、加圧下に空気を高濃度に溶解させた加圧空
気溶解水とを大気圧下に混合して、該処理原水中の浮遊
物質に該加圧空気溶解水から発生する微細気泡を付着せ
しめ、該浮遊物質を浮上分離させる加圧浮上槽と、該加
圧浮上槽内で浮上した浮遊物質を取り出す回収装置とを
備えた分離除去装置と、該分離除去装置の後段に設けら
れ、該分離除去装置により処理されて得られた第１前処
理水をろ過して、該第１前処理水中に残存する浮遊物質
をさらに除去するろ過処理装置と、該ろ過処理装置の後
段に設けられ、該ろ過処理装置により処理されて得られ
た第２前処理水中の有機物を微生物により分解せしめ
て、該第２前処理水中から有機物を除去する生物学的処
理槽とを具備した請求項４記載の下水処理装置を用いる
のが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明の下水処理方法にあっては、上記構成と
したので、分離除去工程において処理原水中に存在する
浮遊物質のうち、上記ろ過工程のろ過能力を急速に低減
させる粒径の浮遊物質の大部分を除去することができ
る。これにより、上記ろ過工程を長時間にわたり安定的
に実施することができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明に係る下水処理装置の第１実
施例を示す図で図中符号２１は、下水処理装置である。
この下水処理装置２１は、加圧浮上分離装置２２（以
下、浮上分離装置２２と略記する）と、この浮上分離装
置２２の後段に設けられているろ過装置２３と、このろ
過装置２３の後段に設けられている生物処理装置２４
と、上記浮上分離装置２２に処理原水Ｗ0を導入する流
入路２５と、上記浮上分離装置２２から排出された第１
前処理水を上記ろ過装置２３に導入する第１前処理水路
２６と、上記ろ過装置２３から排出された第２前処理水
を生物処理装置２４内に導入する第２前処理水路２７と
から構成されている。

【００１５】上記浮上分離装置２２は、浮上分離槽２８
と、加圧水タンク２９と、加圧水路３０と、給水路３１
と、浮上汚泥回収装置３２と、空気圧縮装置３３と、加
圧空気管路３３ａとから構成されている。上記浮上分離
槽２８には、流入口２８ａおよび排出口２８ｂが形成さ
れ、流入口２８ａには上記流入路２５が接続され、排出
口２８ｂには上記第１前処理水路２６が接続されてい
る。また、この浮上分離槽２８の上部には浮上汚泥回収
装置３２が設けられている。上記加圧水タンク２９に
は、流入口２９ａ、排出口２９ｂおよび加圧空気口２９
ｃが形成され、流入口２９ａには、一端が上記第１前処
理水路２６に接続する給水路３１の他端が接続され、排
出口２９ｂには、一端が上記流入路２５に接続する加圧
水路３０の他端が接続され、加圧空気口２９ｃには、一
端が上記空気圧縮装置３３に接続する加圧空気管路３３
ａの他端が接続されている。

【００１６】上記ろ過装置２３は、ろ過槽本体３４と、
アンスラサイトや砂などのろ材３５を積層してなるろ層
３６から構成されている。上記ろ過槽本体３４には、流
入口３４ａおよび排出口３４ｂが形成され、流入口３４
ａには、一端が上記浮上分離槽２８の排出口２８ｂに接
続する第１前処理水路２６の他端が接続され、排出口３
４ｂには、上記第２前処理水路２７の一端が接続されて
いる。

【００１７】上記生物処理装置２４は、好気性生物処理
槽３７と、この好気性生物処理槽３７内に空気を送り込
む散気用ブロワ３８とから構成されている。上記好気性
生物処理槽３７内の上部には、プラスチック製等の接触
材３９を内装した接触曝気部３９ａが配され、下部には
軽量骨材や砂利などのろ材４０が積層され、かつこのろ
材４０表面に好気性微生物膜層を形成させてなる生物ろ
過層４１が配されている。また、この生物ろ過層４１に
は、散気用ブロワ３８から空気（酸素）が送り込まれる
ようになっている。

【００１８】また、上記好気性生物処理槽３７の上部に
は流入口３７ａが形成され、好気性生物処理槽３７の底
部には排出口３７ｂが形成されている。この流入口３７
ａには、一端が上記ろ過槽本体３４の排出口３４ｂに接
続する第２前処理水路２７の他端が接続され、排出口３
７ｂには排水路４２が接続されている。

【００１９】上記本例の下水処理装置２１を用いて本発
明の下水処理方法を行うには、まず、下水中の砂及びし
渣を除去した後の処理原水Ｗ0と、加圧下に空気を高濃
度に溶解させた加圧空気溶解水とを、浮上分離槽２８内
に流入させ、両者を大気圧下に混合して加圧空気溶解水
から発生する微細気泡を処理原水Ｗ0中の浮遊物質に付
着させる。これにより、上記処理原水Ｗ0中の浮遊物質
は、これに付着した微細気泡の浮力により浮上分離する
（分離除去工程）。

【００２０】上記処理原水Ｗ0とは、流入路２５を介し
て浮上分離槽２８内に導入される被処理水であり、上記
加圧空気溶解水とは、上記浮上分離槽２８から排出され
る第２前処理水の一部を給水路３１を介して上記加圧水
タンク２９内に導入し、この第２前処理水に空気圧縮装
置３３による圧縮空気を圧入することにより生成された
もので、高濃度の空気溶解水である。

【００２１】上記分離除去工程で、浮上分離槽２８の上
部に浮上した処理原水Ｗ0中の浮遊物質は、浮上分離槽
２８の上部に設置されている浮上汚泥回収装置３２の回
収羽３２ａにより回収される。また、回収した汚泥（浮
上物質）は、脱水機（図示略）に送られて脱水ケーキと
なる。また、上記浮遊物質を分離除去された後に得られ
る第１前処理水は、第１前処理水路２６を介してろ過装
置２３に送られ、この内の一部は、先に述べたように給
水路３１を介して上記加圧水タンク２９内に導入され
る。

【００２２】上記分離浮上分離装置２２の運転条件は、
浮上分離槽２８の大きさや、流入する処理原水Ｗ0中に
含有される浮遊物質濃度等の条件により多少異なるが、
概ね、以下〜に示す条件に設定するのが好ましい。浮上分離槽２８水面積負荷……４〜２０ｍ³／ｍ²／ｈ浮上分離槽２８滞留時間……８〜２５min 加圧水比（処理原水Ｗ0流入量に対する加圧水の混合
比）……１７〜２３％

【００２３】浮上分離装置２２の運転条件を上記条件に
設定したのは、この浮上分離装置２２における分離除去
工程で、処理原水Ｗ0中に存在する浮遊物質のうち、少
なくとも、ろ過工程のろ過能力を急速に低減させる粒径
７０〜７８μｍ以上の浮遊物質を除去するためである。
なお、本実施例の下水処理装置２１を上記条件で運転す
れば、凝集剤の添加を必要とすることなく浮上分離装置
２２で２０〜３０μｍ以上の浮遊物質が除去される。

【００２４】次に、上記第１前処理水をろ過装置２３の
ろ過槽本体３４内に導入してこれをろ層３６を通過させ
ることによりろ過し、上記第１前処理水中の浮遊物質を
分級除去する（ろ過処理工程）。また、上記ろ過装置２
３の運転条件は、ろ過槽本体３４の大きさや、ろ層３６
のろ過能力、あるいは流入する第１前処理水中に含有さ
れる浮遊物質濃度等の条件により多少異なるが、例え
ば、有効径２.０ｍｍのアンスラサイトをろ材とするろ
床厚３０ｃｍのろ層と、有効径０.６ｍｍの砂をろ材と
するろ床厚３０ｃｍのろ層とからなるろ過装置２３を用
いた場合は、ろ過速度７０〜２００ｍ／ｄの運転条件に
設定するのが好ましい。

【００２５】ろ過装置２３の運転条件を上記条件に設定
したのは、このろ過装置２３におけるろ過工程で第１前
処理水中に残存する浮遊物質のうち、生物処理工程の処
理時間を遅延させる粒径５〜１０μｍ以上の浮遊性有機
物を除去するためである。

【００２６】上記ろ過処理工程終了後、得られた第２前
処理水を上記生物処理装置２４に導入し、該第２前処理
水中の有機物を好気的に分解除去する（生物処理工
程）。上記生物処理装置２４に流入した第２前処理水
は、まず流入口３７ａを経て好気性生物処理槽３７内に
入り、さらに好気性生物処理槽３７内に備えられた生物
ろ過層４１に達すると散気用ブロワ３８により送り込ま
れる空気（酸素）により曝気され、この生物ろ過層４１
に生息する微生物によって、第２前処理水中の有機物が
好気的に分解される。

【００２７】また、上記生物処理装置２４の運転条件
は、好気性生物処理槽３７の大きさ、流入する第１前処
理水中に含有される浮遊物質濃度等の条件により多少異
なるが、概ね空塔速度が２０〜５０ｍ／日程度で、いわ
ゆる滞留時間が（空塔として）約１〜３ｈｒ程度となる
ような条件で運転するのが好ましい。

【００２８】以上述べたように、本実施例の下水処理装
置２１にあっては、浮上分離装置２２における分離除去
工程で、処理原水Ｗ0中に存在する浮遊物質のうち、ろ
過工程のろ過能力を急速に低減させる粒径７０〜７８μ
ｍ以上の浮遊物質を除去するので、上記浮上分離装置２
２の後段に設けられたろ過装置２３を長時間にわたり安
定的に運転することができる。

【００２９】また、本実施例の下水処理装置２１にあっ
ては、ろ過装置２３で浮上分離装置２２における分離除
去工程を経た後に得られる第１前処理水をろ過し、この
第１前処理水中に残存する浮遊物質のうち、生物処理工
程の処理時間を遅延させる粒径５〜１０μｍ以上の浮遊
性有機物を除去するので、上記浮上分離装置２２の後段
に設けられた生物処理装置２４における有機物の分解に
要する処理時間を短縮することができる。

【００３０】なお、本実施例の下水処理装置２１にあっ
ては、ろ過装置２３の下流側に好気性微生物による生物
処理装置２４を設け、この生物処理装置２４で処理水中
の有機物質を好気性生物処理プロセスにより分解する構
成としたが、本実施例は上記好気性微生物による生物処
理装置２４に変えて、好気性微生物および通性嫌気性微
生物による生物処理装置を設け、処理水中の有機物質を
嫌気・好気生物処理プロセスにより分解する構成として
もよい。

【００３１】図２は、本発明に係る下水処理装置の第２
実施例を示す図で図中符号５１は、下水処理装置であ
る。なお、先に述べた実施例の下水処理装置２１と同一
の構成要素には同一符号をつけ、説明を簡略化する。本
実施例の下水処理装置５１は、浮上分離装置２２と、上
記浮上分離装置２２の後段に設けられているろ過装置２
３と、このろ過装置２３の下流側に設けられている生物
処理装置５２と、上記浮上分離装置２２に処理原水Ｗ0
を導入する流入路２５と、上記浮上分離装置２２から排
出された第１前処理水を上記ろ過装置２３に導入する第
１前処理水路２６と、上記ろ過装置２３から排出された
第２前処理水を生物処理装置５２内に導入する第２前処
理水路２７から構成されている。

【００３２】本実施例の下水処理装置５１と、先に述べ
た第１実施例の下水処理装置２１との相違点は、先に述
べた第１実施例の下水処理装置２１では、生物処理手段
として、単に好気性生物処理プロセスのみを行う生物処
理装置２４を設けたのに対し、本実施例の下水処理装置
５１では、好気性微生物による好気処理と通性嫌気性微
生物による嫌気処理とを循環系において並行する嫌気・
好気生物処理プロセスを行う生物処理装置５２を設けた
点である。

【００３３】上記生物処理装置５２は、嫌気処理槽５３
と、好気処理槽５４と、汚泥沈降槽５５と、汚泥返送路
５６と、好気処理水循環路５７とを具備してなる装置で
ある。

【００３４】嫌気処理槽５３には、流入口５３ａ、返送
汚泥流入口５３ｂ、好気処理水流入口５３ｃ、排出口５
３ｄが形成され、流入口５３ａには一端がろ過槽３４の
排出口３４ｂに接続する第２前処理水路２７の他端が接
続し、排出口５３ｄには、一端が上記好気処理槽５４の
流入口５４ａに接続している水路５８の他端が接続して
いる。返送汚泥流入口５３ｂには、一端が上記汚泥沈降
槽５５に接続している水路５６の他端が接続している。
また、好気処理水流入口５３ｃには、一端が上記好気処
理槽５４に接続している水路５７の他端が接続してい
る。また、上記嫌気処理槽５３には、この嫌気処理槽５
３中のスラリーを混合攪拌する攪拌装置６１が設けられ
ている。

【００３５】上記汚泥沈降槽５５には流入口５５ａ、排
出口５５ｂ、返送汚泥ポンプ６４が設けられ、流入口５
５ａには上述した水路５９の一端が接続し、排出口５５
ｂからは処理水を流出させるようになっている。

【００３６】（１）分離除去工程上記本実施例の下水処理装置５１を用いて本発明の下水
処理方法を行うには、まず、先に述べた実施例１と全く
同様のプロセスである分離除去工程を行い、処理原水Ｗ
0中の浮遊物質を浮上分離する。

【００３７】（２）ろ過処理工程次に、上記分離除去工程を経た後、得られた第１前処理
水Ｗ1をろ過装置２３のろ過槽本体３４内に導入してろ
層３６を通過させることによりろ過し、上記第１前処理
水Ｗ1中の残留浮遊物質を次工程の生物処理を容易とす
る粒径５〜１０μｍ以下にまで分級除去する。

【００３８】（３）生物処理工程次に、上記ろ過処理工程を終えた後に得られる第２前処
理水Ｗ2を生物処理する。この生物処理工程は、上記第
２前処理水Ｗ2を嫌気処理槽５３と好気性処理槽５４と
の間で循環させ、該第２前処理水に対して嫌気性処理と
好気性処理とを相互に連携して行う工程である。

【００３９】前記ろ過処理工程を終えた後に得られる第
２前処理水Ｗ2は、まず嫌気処理槽５３に導入する。一
方好気性処理槽５４内の好気処理水および汚泥沈降槽５
５内の活性汚泥も、それぞれ水路５７および汚泥返送路
５６を介して上記嫌気処理槽５３内に導入される。上記
嫌気処理槽５３内に導入された処理水Ｗ₂、好気処理水
および返送活性汚泥は、該嫌気処理槽５３内の攪拌装置
６１により攪拌混合する。この時該嫌気処理槽５３内で
は空気（酸素）の供給を絶ち、溶存酸素の乏しい嫌気的
状態で通性嫌気性微生物により好気処理水中に含有され
る亜硝酸および硝酸を脱窒（素）するとともに第２前処
理水Ｗ₂中の有機物の一部を分解除去する。これら脱窒
（素）反応と有機物分解反応とは、共役する生物学的な
酸化・還元反応である。

【００４０】次に、上記嫌気処理槽５３内で嫌気処理を
終了した水を、水路５８を介して好気処理槽５４内に導
入する。この時好気処理槽５４内の曝気用ブロワ６２に
より空気（酸素）を送り込んで好気処理槽５４内を好気
的状態とし、好気性微生物によりアンモニアを亜硝酸、
硝酸に硝化し、また嫌気処理水中に残留する有機物を分
解除去する。

【００４１】上記好気処理槽５４で好気処理を終了した
後の処理水の大部は、ポンプ６３により水路５７を介し
て嫌気処理槽５３に再度返送（循環）し、残部を排出口
５４ｂから水路５９へ排出し、この水路５９により汚泥
沈降槽５５内に流入させて処理水内の活性汚泥を沈降分
離する。また、処理水の沈降分離後、上澄水は最終処理
水Ｗ₃として水路６０を介して排出する。一方汚泥沈降
槽５５内に沈降した活性汚泥は、上述したようにポンプ
６４により、その一部を汚泥返送路５６を介して嫌気処
理槽５３内に返送するが、残部（余剰汚泥）は管路６５
により系外へ排出する。

【００４２】本実施例の下水処理装置５１にあっては、
先に述べた第１実施例の下水処理装置２１で用いてい
る、単に好気性生物処理プロセスのみを行う生物処理装
置２４に代えて、好気性微生物により好気性処理を行う
好気処理槽５４と、通性嫌気性微生物により嫌気性生物
処理を行う嫌気処理槽５３とを設けた構成としたので、
好気処理槽５４と、嫌気処理槽５３の両者を相互循環系
として組み合わせ処理することができる。これにより処
理水中に含有されている各種の有機物並びに窒素化合物
等を効率よく処理することができ、併せてこれらの除去
率が向上する。

【００４３】さらに、好気性並びに嫌気性処理の過程を
通じて生物化学的なエネルギー変換作用に伴って処理水
中のリン化合物も同時に除去できる。

【００４４】（実験例１）上述した第１実施例に示す下
水処理装置２１と、主要部分の構成が同様の小型の実験
用プラントを製作し、本発明に係る下水処理方法を実際
に行った。なお、この実験プラントの主要部の仕様を以
下に示す。浮上分離装置２２・浮上分離槽２８長さ＝１５００ｍｍ幅＝６００ｍｍ深さ＝１８００ｍｍ容量＝１.６ｍ³ ろ過装置２３・ろ過槽本体３４断面＝１０００ｍｍ×１０００
ｍｍ総高＝３５００ｍｍ・ろ材３５有効径２.０ｍｍのアンスラサ
イト、ろ床厚３０ｃｍ有効径０.６ｍｍの砂、ろ床厚３０ｃｍ支持層として径５〜２０ｍｍの砂利３０ｃｍ生物処理装置２４・好気性生物処理槽３７内径＝３００ｍｍ総高＝３０００ｍｍ・接触材３９樹脂製接触材空隙率８６％充填厚５００ｍｍ・ろ材４１ φ５〜２０ｍｍの軽量骨材ろ床厚＝１５００ｍｍ

【００４５】上記様式の浮上分離装置２２、ろ過装置２
３および生物処理装置２４を、以下の条件で４４日間連
続運転した。（浮上分離装置２２運転条件）浮上分離槽２８流入負荷……８ｍ³／ｈ浮上分離槽２８滞留時間……１２ｍｉｎ加圧水比（処理原水Ｗ0流入量に対する加圧水の混合
比）……２０％（ろ過装置２３運転条件）ろ過速度：１００ｍ／ｄａｙ（生物処理装置２４運転条件）空塔速度：５０ｍ／ｄａｙ滞留時間（空塔として）：１ｈｒ

【００４６】この実験用プラント運転中、処理原水Ｗ
0、第２前処理水Ｗ2、最終処理水Ｗ3それぞれについ
て、有機物汚染の基準となる浮遊物質量（ＳＳ）、生物
学的酸素要求量（ＢＯＤ）、溶解性有機物由来のＢＯＤ
（Ｄ−ＢＯＤ）を測定した。なお、上記各測定項目の分
析は下水試験法に従った。

【００４７】上記各項目の測定値を、表１に示す。な
お、表１中に記載されている数値は測定平均値を示す。（以下余白）

【００４８】

【表１】

【００４９】（実験例２）生物処理装置２４の運転条件
である第２処理水Ｗ2の滞留時間（空塔として）を２.５
ｈｒとし、運転期間を２９日間とした以外は、上記実験
例１と全く同一の条件・同一操作で実験を行った。結果
を表２に示す。なお、表２中に記載されている数値は測
定平均値を示す。（以下余白）

【００５０】

【表２】

【００５１】（実験例３）上述した第２実施例に示す下
水処理装置５１と、主要部分の構成が同様の小型の実験
用プラントを製作し、本発明に係る下水処理方法を実際
に行った。なお、この実験プラントの主要部の仕様を以
下に示す。浮上分離装置２２・浮上分離槽２８長さ＝１５００ｍｍ幅＝６００ｍｍ深さ＝１８００ｍｍ容量＝１.６ｍ³ ろ過装置２３・ろ過槽本体３４断面＝１０００ｍｍ×１０００
ｍｍ総高＝３５００ｍｍ・ろ材３５有効径２.０ｍｍのアンスラサ
イト、ろ床厚３０ｃｍ有効径０.６ｍｍの砂、ろ床厚３０ｃｍ支持層として径５〜２０ｍｍの砂利３０ｃｍ生物処理装置・嫌気処理槽５３内径＝３００ｍｍ総高＝３０００ｍｍ・好気処理槽５４内径＝３００ｍｍ総高＝３０００ｍｍろ材はφ５〜２０ｍｍの軽量骨材ろ床厚＝１５００ｍｍ・汚泥沈降槽５５内径＝３００ｍｍ総高＝３０００ｍｍ

【００５２】上記様式の浮上分離装置２２、ろ過装置２
３、嫌気処理槽５３、好気処理槽５４を、以下の条件で
３６日間連続運転した。（浮上分離装置２２運転条件）浮上分離槽２８流入負荷……８ｍ³／ｈ浮上分離槽２８滞留時間……２０ｍｉｎ加圧水比（処理原水Ｗ0流入量に対する加圧水の混合
比）……２０％（ろ過装置２３運転条件）ろ過速度：１００ｍ／ｄａｙ（嫌気処理槽５３運転条件）返送汚泥率１００％滞留時間：２ｈｒ（好気処理槽５４運転条件）滞留時間：４ｈｒ

【００５３】この実験用プラント運転中、処理原水Ｗ
0、第２前処理水Ｗ2、最終処理水Ｗ3それぞれについ
て、汚染の基準となる浮遊物質量（ＳＳ）、生物学的酸
素要求量（ＢＯＤ）、溶解性有機物由来のＢＯＤ（Ｄ−
ＢＯＤ）、総窒素量（Ｔ−Ｎ）、アンモニア性窒素量
（ＮＨ₃ ⁺−Ｎ）、亜硝酸性窒素（ＮＯ₂ ^-−Ｎ）、硝酸性
窒素（ＮＯ₃ ^-−Ｎ）を測定した。なお、上記各測定項目
の分析は下水試験法に従い、ＳＳについては「ろ紙
法」、Ｔ−Ｎは「ケルダール法」、ＮＯ₃ ^-−Ｎは「還元
法」を用いて測定し、ＢＯＤ、Ｄ−ＢＯＤおよびアンモ
ニア性窒素に関しては、通常用いられる測定方法で測定
した。但し、総窒素量（Ｔ−Ｎ）、硝酸性窒素（ＮＯ₃ ^-
−Ｎ）については、第２前処理水Ｗ2および最終処理水
Ｗ3についてのみ測定した。

【００５４】上記各項目の測定値を、表３に示す。な
お、表３中に記載されている数値は測定平均値を示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】（実験例４）嫌気処理槽５３の運転条件で
ある返送汚泥率を３００％とし、運転期間を２７日間と
した以外は、上記実験例３と全く同一条件・同一操作で
実験を行った。結果を表４に示す。なお、表４中に記載
されている数値は測定平均値を示す。

【００５７】

【表４】

【００５８】（実験例５）上記実験例１と全く同一の実
験用プラント（下水処理装置２１）を用いて、本発明に
係る下水処理方法を実際に行った。また、この時の運転
条件も実験例１と同様（ろ過速度１００ｍ／ｄａｙ）と
した。上記実験用プラント運転と同時に、ろ過装置２３
の流入口３４ａにおける流入水頭と、流出口３４ｂにお
ける流出水頭を測定し、水頭損失（流入水頭−流出水
頭）を経時的に測定した。その結果を図５（ｂ）に示
す。

【００５９】（比較例）先に述べた図４に示す従来の下
水処理装置を用いて、上記実験例５と同一の処理原水に
ついて下水処理実験を行った。また、この時の運転条件
は実験例５と同様（ろ過速度１００ｍ／ｄａｙ）とし
た。上記実験用プラント運転と同時に、ろ過装置５の流
入口５ａにおける流入水頭と、流出口５ｂにおける流出
水頭を測定し、水頭損失（流入水頭−流出水頭）を経時
的に測定した。その結果を図５（ａ）に示す。

【００６０】図５のグラフからも明らかなように、上記
比較例（図４）の従来の下水処理装置では、１０分程度
のろ過継続時間で水頭損失が１００ｃｍ以上となってし
まうのに対し、実験例５（図１）の第１実施例の下水処
理装置では、４０分以上経過した後も、水頭損失を１０
ｃｍ程度に抑制することができた。従って、この下水処
理装置実験から、第１実施例の下水処理装置は長時間に
わたる連続運転が可能で、実用的下水処理プラントとし
て十分使用可能なことが判明した。

【００６１】

【発明の効果】本発明の下水処理方法にあっては、下水
中の砂及びし渣を除去した後の処理原水と加圧下に空気
を高濃度に溶解させた加圧空気溶解水とを大気圧下に混
合して、該処理原水中の浮遊物質に該加圧空気溶解水か
ら発生する微細気泡を付着せしめ、該浮遊物質を浮上分
離させて該処理原水中から該浮遊物質を除去する分離除
去工程と、上記分離除去工程を経て得られた第１前処理
水をろ過して、該第１前処理水中に残存する浮遊物質を
さらに除去するろ過処理工程と、上記ろ過処理工程を経
て得られた第２前処理水中の有機物及び窒素化合物等
を、微生物による生物学的処理によって分解せしめて該
処理水中から有機物及び窒素化合物等を除去する生物処
理工程とを有する構成としたので、上記分離除去工程
で、処理原水中に存在する浮遊物質のうち、上記ろ過工
程のろ過能力を急速に低減させる粒径の浮遊物質の大部
分を除去することができる。これにより、上記ろ過工程
の長時間にわたる連続的かつ安定的実施が可能となる。

【００６２】また、本発明の下水処理装置にあっては、
浮上分離装置での分離除去工程を経た後に得られる第１
前処理水をろ過装置でろ過するので、この第１前処理水
中に残存する懸濁性浮遊物質の除去率の向上が顕著とな
り、上記浮上分離装置の後段に設けられた生物処理装置
における有機物の処理負荷が大幅に軽減され、これによ
り分解に要する処理時間を短縮することができる。

【００６３】また、本発明の下水処理方法にあっては、
生物処理工程を、好気性微生物により有機物を分解処理
する好気性生物処理と通性嫌気性微生物により有機物お
よび窒素化合物等を分解処理する嫌気性生物処理とが循
環系において並行して行われる嫌気・好気生物処理プロ
セスを備えた工程とすることにより、各種の有機物、窒
素化合物さらにはリン化合物等を効率よく処理すること
ができ、さらにこれら有機物、窒素化合物等の除去率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る下水処理装置の第１実施例を示
す図である。

【図２】本発明に係る下水処理装置の第２実施例を示
す図である。

【図３】従来の下水処理装置の一例を示す図である。

【図４】従来の下水処理装置の他の例を示す図であ
る。

【図５】実験例５と、比較例における下水処理実験の
結果を示すもので、図１中符号２３で示されるろ過装置
および図４中符号４で示される砂ろ過装置のろ過継続時
間と水頭損失の関係を表わすグラフである。

【符号の説明】

２１，５１…下水処理装置２２…加圧浮上分離装置２３…ろ過装置２４，５２…生物処理装置２８…浮上分離槽３２…浮上汚泥回収装置５３…嫌気処理槽５４…好気処理槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 3/30 ＺＡＢＺ 9/00 ＺＡＢＡ 7446−4Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下水中の砂及びし渣を除去した後の処理
原水と加圧下に空気を高濃度に溶解させた加圧空気溶解
水とを大気圧下に混合して、該処理原水中の浮遊物質に
該加圧空気溶解水から発生する微細気泡を付着せしめ、
該浮遊物質を浮上分離させて該処理原水中から該浮遊物
質を除去する分離除去工程と、上記分離除去工程を経て得られた第１前処理水をろ過し
て、該第１前処理水中に残存する浮遊物質をさらに除去
するろ過処理工程と、上記ろ過処理工程を経て得られた第２前処理水中の有機
物を微生物による生物学的処理によって分解せしめて該
処理水中から有機物を除去する生物処理工程とを有する
ことを特徴とする下水処理方法。
【請求項２】生物処理工程が、上記有機物を好気性微
生物により分解処理する好気性生物処理プロセスを備え
た工程であることを特徴とする請求項１記載の下水処理
方法。
【請求項３】生物処理工程が、上記有機物を好気性微
生物及び通性嫌気性微生物により分解処理する嫌気・好
気生物処理プロセスを行う工程であることを特徴とする
請求項１記載の下水処理方法。
【請求項４】下水中の砂及びし渣を除去した後の処理
原水と、加圧下に空気を高濃度に溶解させた加圧空気溶
解水とを大気圧下に混合して、該処理原水中の浮遊物質
に該加圧空気溶解水から発生する微細気泡を付着せし
め、該浮遊物質を浮上分離させる加圧浮上槽と、該加圧
浮上槽内で浮上した浮遊物質を取り出す回収装置とを備
えた分離除去装置と、該分離除去装置の後段に設けられ、該分離除去装置によ
り処理されて得られた第１前処理水をろ過して、該第１
前処理水中に残存する浮遊物質をさらに除去するろ過処
理装置と、該ろ過処理装置の後段に設けられ、該ろ過処理装置によ
り処理されて得られた第２前処理水中の有機物を微生物
により分解せしめて、該第２前処理水中から有機物を除
去する生物学的処理槽とを具備することを特徴とする下
水処理装置。