JPH0717439Y2

JPH0717439Y2 - 有機性汚水の処理装置

Info

Publication number: JPH0717439Y2
Application number: JP1990020426U
Authority: JP
Inventors: 克之片岡
Original assignee: 荏原インフイルコ株式会社; 株式会社荏原総合研究所
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2005-03-02
Also published as: JPH03115098U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、下水，し尿，各種産業廃水などの有機性汚水
を、安定して極めて高度に浄化することができる新規な
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、下水などの有機性汚水を生物学的に処理するため
の最も代表的な装置は、活性汚泥処理装置である。

活性汚泥処理装置は、曝気槽と沈殿池を主体としてなっ
ており、適用範囲が広いという大きな長所があるため
に、現在最も多く使用されている。

また、従来から、比重が水に近く、水流などによって容
易に流動する多孔性粒状固体（例えばスポンジ等）を曝
気槽に投入し、生物膜付着媒体とする方法が、特公平1-
56839号公報などで公知となっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、適用範囲が広いという長所がある活性汚
泥処理装置にも、次のような短所がある。

曝気槽と沈殿池が必要なので、設置面積が大きくな
り、建設費も高い。

沈殿池からのSSのキャリオーバーが避けられない。

処理水質の良否が、活性汚泥の沈降性に支配される。

SSを高度に除去した処理水を得るには、砂過などの
過工程を付加しなければならない。このため、ますま
す設置面積と建設費の増加を招く。

また、前記スポンジ等を生物膜付着媒体とする方法（媒
体付着生物膜処理と呼ぶ）は、汚泥返送を行わず、曝気
槽MLVSS濃度を高く維持できるという特長をもっている
が、追試により確かめたところ、次のような欠点を有し
ている。

媒体に付着していない活性汚泥（浮遊活性汚泥と呼
ぶ）の固液分離を沈殿槽で行うため、沈殿槽からSSがキ
ャリオーバーするのが避けられない。

浮遊活性汚泥が良好にフロック化せず微細であるた
め、沈降性が悪く、さらに、沈殿槽からのSSキャリオー
バーが避けられない。

通常の活性汚泥法は、原水中のSSを活性汚泥フロック
に吸着する作用が優れているが、媒体付着生物膜処理法
はこの能力が弱く、原水中の微細SSがそのまま沈殿槽に
流入し、ほとんど沈降分離されないまま処理水に流出す
る傾向が強い。

浮遊活性汚泥を、曝気槽のあとの沈殿槽で分離するこ
とを前提とする技術なので、沈殿槽の水面積負荷が浮遊
活性汚泥あるいは原水中の微細SSの沈降性に支配され
る。しかし、これらSSの沈降性が悪いので、所要沈殿槽
が大きくなる。

媒体付着生物膜処理法の処理水質は、浮遊活性汚泥の
沈降性に支配され、通常の活性汚泥法と同じ欠点があ
る。

本考案は、上記従来技術の諸欠点を適確に解決できる新
規な有機性汚水の処理装置を提供することを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、有機性汚水を生物処理するための曝気槽と、
上方部に比重1.0以上の粒状材を充填した材層を浸
漬保持し下方部を沈殿部として該沈殿部に前記曝気槽流
出液の流入部を設けると共に槽上部に処理水流出部を設
けた処理槽とからなり、さらに前記処理槽の処理水流出
部を粒状材の床を設けた好気性生物床装置に連通
せしめたこと、さらにまた前記処理槽の処理水流出部と
前記好気性生物床装置との連通路に貯留タンクを介在
せしめ、該貯留タンクの処理水を前記好気性生物床装
置内の床下部へ圧入する流路を付設したことを特徴と
する有機性汚水の生物処理装置である。

〔作用〕

上記構成になる本考案の作用を、下水処理を例に挙げ
て、第１図を参照しながら以下に説明する。

最初沈殿池（図示せず）から流出する下水である原水
は、曝気槽２に流入して生物処理を受ける。生物処理と
しては、BOD除去だけでなく、生物脱リン工程や硝化脱
窒工程を組み込んだものであっても当然かまわない。生
物処理を受けて曝気槽２から流出する流出液は、次の処
理槽５の下方部の沈殿部９に流入し、活性汚泥の大部分
が沈澱分離される。

さて、処理槽５の沈殿部９において沈殿しきれなかった
微細SSは、上向流で上方部の粒状材の材層６に流入
してゆき、過除去されて処理水となる。また、材層
６の粒状材の表面には生物膜が発達しているので、接
触沈殿及び過作用によってSSが効果的に除去されると
同時に、溶解性BODも好気性あるいは嫌気性の生物膜に
よって除去され、処理水の水質は著しく改善される。

なお、材層６を好気性状態に維持することによって、
水中に残留するNH₄-Nも硝化される。

また、第２図のように、曝気槽２内に、エアレーション
によって生ずる水流などによって流動自在な微生物付着
媒体Ｍを投入しておくのが好ましい。

曝気槽２内の微生物付着媒体Ｍには、生物膜が良く付着
しており、媒体の総表面積は膨大であるため、曝気槽２
内に保持される微生物濃度（MLVSS）を著しく高めるこ
とができる。

しかし、媒体から剥離した生物や、媒体に付着しないで
浮遊状態のまま増殖する微生物（浮遊活性汚泥）が、不
可避的に共存することになり、曝気槽２内には媒体付着
生物膜と浮遊活性汚泥が共存した状態で、曝気槽２に流
入した下水中の溶解性BODが分解除去され、またNH₄-Nも
硝化される。

このように、曝気槽２内に微生物付着媒体Ｍを投入して
おくことにより、下水などの有機性汚水中のBOD,NH₄-N
等が、曝気槽２内の水中で流動する微生物付着媒体Ｍに
付着した生物膜と浮遊活性汚泥及び処理槽５内の粒状
材の材層６の生物膜の３者によって遂行される（従来
例のない新概念である）ことにより、処理対象たる有機
性汚水の水質変動に対しても、常に良好な処理水を得る
ことができる。

また、処理槽５に流入する浮遊活性汚泥の濃度を、通常
の活性汚泥法のそれよりも著しく少なくできるので、浮
遊活性汚泥の沈降性がかなり悪化した場合でも、材層
６に進入するSS量が通常の活性汚泥法の場合よりも少量
である。つまり、通常の活性汚泥法では、例えば曝気槽
MLVSS濃度を6000mg/lに設定すると、沈殿槽に流入するM
LVSS濃度も6000mg/lとなるが、媒体付着生物膜によって
容易に高濃度のMLVSSを維持できるので、曝気槽MLVSS濃
度を6000mg/lに設定しても、処理槽５に流入してくる浮
遊活性汚泥の濃度は500〜700mg/l程度にすぎない。

さて、上記のような処理を続けるにつれて、材槽６の
SS捕捉量が増加し、過抵抗が増加するので、所定の
過抵抗（例えば500〜1000mmH₂O）に達した時点で、材
層６の洗浄を行う。

洗浄方法としては、例えば次の方法が推奨できる。即
ち、曝気槽２での処理を続けたまま、その流出液を処理
槽５内沈殿部９に流入させている状態で、材層６の内
部又は下部に散気を行い、材層６内に激しい気液混相
流を起こし、材を激しく撹乱する。この操作によっ
て、粒状材層６内に抑留されていたSS及び過剰生物膜
が洗い出され、洗浄排水に同伴されて流出する。この洗
浄排水は、曝気槽２又は図示しない最初沈殿池に流入さ
せると良い。かくして、所定時間洗浄した後は、散気量
を定常時に復帰させるか、あるいは散気を停止し、洗浄
を終える。

このように、材層６の洗浄には、従来装置のように、
清澄な処理水を浪費する必要がなく、処理水の生産効率
が高い。

なお、処理槽５の沈殿部９に沈殿，濃縮された汚泥は、
必ずしも使用しなくてもかまわないが、曝気槽２に返送
すれば、沈殿部９に流入してくる浮遊活性汚泥のフロッ
ク化が進む結果、沈降性が良くなるという効果がある。

さらに本考案では、第１図のように、処理槽５の処理水
流出部を粒状材の床32を設けた好気性生物床装置
31に連通せしめることが好ましい。この場合、処理槽５
の材層６の上部から流出してくる処理水は、処理水流
出部から好気性生物床装置31の上部又は下部に流入
し、好気性条件下で床32を下向流又は上向流で流過
し、処理水中に残留している少量のSS,BOD,NH₄-Nは、
床32内において高度に除去され、SS,BOD,NH₄-Nがいずれ
も１〜3mg/l程度に高度に浄化された最終処理水が得ら
れる。

この最終処理水は、河川等の公共用水域に放流すること
ができ、従来の下水処理の放流水と異なり、通常の都市
河川水の水質よりも清浄であるので、河川の浄化を著し
く促進することができる。即ち、上記最終処理水は、従
来、都市河川の最大の汚濁源の一つであった下水処理水
を、逆に都市河川の浄化水源として活用することがで
き、生活環境保全に寄与するところ極めて大である。

この好気性生物床装置31の床32へ流入する処理水
は、SS,BODなどが少量となっているために、下向流通水
によっても床32の目詰まりは極めて緩慢であり、長時
間、床32の洗浄が不要であり、維持管理が容易であ
る。また、床32への通水を上向流で行う場合も、SSが
少ないので床32下部の支持床の目詰まりが起きない。

次に、好気性生物床装置31の床32における目詰まり
の進行は極めて緩慢ではあるが、６〜７日間程過を続
けるに従って、過抵抗が所定値（500mmH₂O程度）に達
するので、次のような方法で洗浄を行うのが好ましい。

即ち、処理槽５の処理水流出部と好気性生物床装置31
との連通路に貯留タンク41を介在させて、処理水を一旦
貯留タンク41に貯留するようにし、この貯留された処理
水を好気性生物床装置31の床32の下部へ圧入する流
路を付設する。従って、好気性生物床装置31の床32
を洗浄する時には、貯留タンク41内の処理水を床32の
下部に圧入して床32を撹乱し洗浄を行う。この時、
床32を好気性状態に保つための散気は止めなくとも良
い。また、洗浄排水は、曝気槽２の前段の最初沈殿池に
導かれ、水中のSSが分離されるか、あるいは曝気槽２に
導かれ処理槽５の沈殿部９に至って水中のSSが分離され
る。

このように、好気性生物床装置31の床32の洗浄に、
従来装置のように、清澄な処理水を浪費する必要が全く
なく、処理水の生産効率が高い。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図に基づいて説明すれば、原水
（下水その他の有機性汚水）を導く原水流入管１を備え
た曝気槽２内には、ブロワー３よりの空気を散気する散
気管４が配備されている。

５は処理槽であって、槽内の上方部には、比重1.0以上
のスポンジ，軽量骨材，プラスチック粒子，セラミッ
ク，アンスラサイト，活性炭，砂などの粒状材を充填
した材層６が設けられ、その上部をネットなどの通水
性の支持部材７で覆い、材層６の流出を防ぐことがで
きるが、比重が大きいものは、水面上への露出率が小さ
いので、必ずしも支持部材７を必要としない。また、必
要に応じて材層６の下部に通水，通気の可能な支持部
材７′を設ける。これら各種粒状材のうち、比重が2.
0以下のものが、気泡流や水流により撹乱されやすく、
洗浄が効果的になるために好ましい。

また、材層６の内部又は下部には、空気などの酸素含
有ガスを散気し、材表面に発達している好気性生物膜
に酸素を供給し、かつ材層６の洗浄時に散気量を増加
させて洗浄効果を促進するために、空気等の酸素含有ガ
スを散気する散気管８が配備されている。

処理槽５の内部下方部は沈殿部９たらしめてあり、この
沈殿部９内に、曝気槽２から流出する流出液を導く曝気
槽流出液流入管10が開口され、処理槽５の上部には、処
理水流出部となる越流ロンダー11が設けられて処理水流
出管12が連結されている。

13は処理槽５の底部に連結された排泥管、14は沈殿部９
の沈殿汚泥15を曝気槽２に返送する汚泥返送管を示す。

また、曝気槽２内に水流などによって流動自在な微生物
付着媒体を投入して原水の生物処理を行う場合には、第
２図に示すように、原水流入管１を備えた曝気槽２内に
は、水流などによって容易に流動するスポンジ，細砂，
プラスチック粒子等の微生物付着媒体Ｍが投入されてお
り、曝気槽２内下方部にはブロワー３に連なる散気装置
４が配備されている。

また、曝気槽流出液流入管10の曝気槽２内の流出口は、
微生物付着媒体Ｍの流出を阻止するネット21で覆うと良
く、微生物付着媒体Ｍとして砂などの粒径の小さいもの
を使う時は、流出部として曝気槽２内上部を隔壁22で区
画した沈降分離部23を形成しておくも良い。

第１図の31は好気性生物床装置で、内部にはアンスラ
サイト，砂，粒状活性炭などの比重1.0以上の粒状材
を充填した床32が設けられ、その下部にはエアレーシ
ョン用の散気管33が配備されている。なお、好気性生物
床装置31は、公知のタイプを使用できるが、槽内全体
を好気的に維持するためには、本実施例のようなものが
好ましい。

さらに、処理槽５上部の処理水流出管12は、好気性生物
床装置31内上部に連通開口され、床32内を下向流で
流過した処理水は、最終処理水となって床32の下部に
連結された最終処理水流出管34から流出するようになっ
ている。なお、処理水流出管12の好気性生物床装置31
内の開口部及び最終処理水流出管34の開口位置は、図示
例と上下を逆にし、処理水が床32を上向流で流過した
のち上部から流出するようにすることもできる。

また、本考案では、処理槽５からの処理水流出管12の途
中に好気性生物床装置31へ流入する処理水を一旦貯留
する貯留タンク41を介在させ、貯留タンク41と好気性生
物床装置31内の床32の下部とをポンプ42を備えた洗
浄用水管43で連通し、床32の洗浄に便利なようにする
のが望ましい。

さらに、処理槽５内の材層６の洗浄時には、その洗浄
排水を貯留タンク41に導くことができ、その場合には、
貯留タンク41内の洗浄排水を最初沈殿池（図示せず）又
は曝気槽２へ導くために、ポンプ44を備えた配管45を貯
留タン41に付設することが好ましい。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、従来技術の欠点を
すべて解決し、次のような顕著な効果を奏するものであ
る。

SSのキャリオーバーが解消し、常に清澄な処理水が得
られ、公共用水域への放流水の水質を著しく良質にでき
るので、都市河川などの浄化水源として活用できる。

活性汚泥の沈降性状の悪化時でも、安定して高度な処
理水を得ることができる。

活性汚泥の沈降性に特に気を使わなくてすむので、活
性汚泥処理の運転管理が非常に容易になる。

沈殿部を小さくできるので、設置面積が節減できる。
（沈殿のみで浮遊活性汚泥を分離する必要がないからで
ある。）材層の洗浄に、清澄処理水を消費する必要がないの
で、処理水の生産効率が高い。

曝気槽で媒体付着生物膜処理を行うようにすれば、沈
殿部に流入する浮遊活性汚泥の濃度を、通常の活性汚泥
法に比べて1/10程度に少なくできる。この結果、浮遊活
性汚泥の沈降性が著しく悪化した場合でも、材層への
SS負荷量が少なくできる。

媒体付着生物膜処理において不可避的に発生する浮遊
活性汚泥は沈降性が良くないが、本考案によれば、処理
水のSSが浮遊活性汚泥の沈降性状に支配されない。従っ
て、沈殿部の管理が容易である。

BOD除去,NH₄-Nの硝化を、媒体付着生物膜処理と材
層に配分することにより、処理効果が安定している。

最終段に設けられた好気性生物床装置への供給水の
SSを、活性汚泥の沈降性が悪化した場合でも、安定して
低くできる。この結果、好気性生物床の目詰まり進行
が著しく少なくなり、維持管理が格段に容易になる。ま
た、好気性生物床での硝化反応も進行しやすくなる。

材層や好気性生物床の洗浄に、過水を用いる必
要が全くないので、過水の生産効率が高い。

好気性生物床の洗浄サイクルを、従来よりも著しく
少なくすることができるので、床内の生物相が安定化
され、最終処理水の水質が安定している。

原水のBOD除去機能を、活性汚泥処理とそれに続く２
段階の生物膜処理に３分割することにより、原水BODの
変動に対して著しく安定であり、常に良好な放流水質
（BOD,SS,NH₄-N数mg/l以下）を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を示す縦断面図であ
る。１……原水流入管、２……曝気槽、３……ブロワー、4,
8,33……散気管、５……処理槽、６……材層、7,7′
……支持部材、９……沈殿部、10……曝気槽流出液流入
管、11……越流ロンダー、12……処理水流出管、13……
排泥管、14……汚泥返送管、15……沈殿汚泥、21……ネ
ット、22……隔壁、23……沈降分離部、31……好気性生
物床装置、32……床、34……最終処理水流出管、41
……貯留タンク、42,44……ポンプ、43……洗浄用水
管、45……配管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】有機性汚水を生物処理するための曝気槽
（２）と、上方部に比重1.0以上の粒状ろ材を充填した
ろ材層（６）を支持部材（７′）上に浸漬保持し、かつ
下方部を沈殿部（９）とした処理槽（５）とを備え、該
沈殿部（９）に前記曝気槽（２）を曝気槽流出液流入管
（10）で連通すると共に、処理槽（５）のろ材層（６）
上部に処理水流出部（11）を設け、該処理水流出部（1
1）を処理水流出管（12）で粒状ろ材による好気性生物
ろ床装置（31）に連通したことを特徴とする有機性汚水
の処理装置。
【請求項２】前記曝気槽（２）が、流動自在な微生物付
着媒体（Ｍ）を共存させた請求項１記載の有機性汚水の
処理装置。
【請求項３】前記処理槽（５）の処理水流出部（11）と
前記好気性生物ろ床装置（31）とを連通する処理水流出
管（12）からバイパスする連通路に貯留タンク（41）を
介在せしめ、該貯留タンク（41）の処理水を前記好気性
生物ろ床装置（31）内のろ床（32）下部へ圧入する流路
（43）を付設した請求項１記載の有機性汚水の処理装
置。