JPH0751686A - 汚水処理法 - Google Patents
汚水処理法Info
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- JPH0751686A JPH0751686A JP22515193A JP22515193A JPH0751686A JP H0751686 A JPH0751686 A JP H0751686A JP 22515193 A JP22515193 A JP 22515193A JP 22515193 A JP22515193 A JP 22515193A JP H0751686 A JPH0751686 A JP H0751686A
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 微生物学的汚水処理方式による汚水処理方法
において、超微小波を与えて流体中の気体、固体及び液
体を同時に微細化処理する気固液微細化手段によって、
汚水に含まれる水及び汚泥分と反応促進気体を微細化処
理して、水の分子を微小クラスタ−にし、また汚泥分を
長さ約10μm以下とし、さらに反応促進気体を泡径約
10μm以下とする。前記微細化処理された汚水と反応
促進気体を、嫌気性又は好気性微の生物学的処理工程に
導いて汚水を処理する。 【効果】 曝気槽内気体を均一化するための攪拌は必要
なく、エアレ−ションや攪拌の能力を軽減できるため消
費電力の大幅削減が可能となる。また発生する余剰汚泥
量が極めて少ないので排出汚泥の廃棄処理が容易または
不要となる。さらに改修等で従来と同じ処理能力を確保
するにあたり、曝気槽の数を削減したり装置全体を小型
化して設置空間を大幅に節約可能となる。
において、超微小波を与えて流体中の気体、固体及び液
体を同時に微細化処理する気固液微細化手段によって、
汚水に含まれる水及び汚泥分と反応促進気体を微細化処
理して、水の分子を微小クラスタ−にし、また汚泥分を
長さ約10μm以下とし、さらに反応促進気体を泡径約
10μm以下とする。前記微細化処理された汚水と反応
促進気体を、嫌気性又は好気性微の生物学的処理工程に
導いて汚水を処理する。 【効果】 曝気槽内気体を均一化するための攪拌は必要
なく、エアレ−ションや攪拌の能力を軽減できるため消
費電力の大幅削減が可能となる。また発生する余剰汚泥
量が極めて少ないので排出汚泥の廃棄処理が容易または
不要となる。さらに改修等で従来と同じ処理能力を確保
するにあたり、曝気槽の数を削減したり装置全体を小型
化して設置空間を大幅に節約可能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工場排水処理設備、生
活排水処理設備、畜産排水処理設備、上中下水処理設
備、下水終末処理設備、給食センタ−排水処理設備、ゴ
ミ焼却場排水処理設備、農業漁業集落排水処理設備、先
端技術排水処理設備、プ−ル水浄化処理設備、河川湖沼
の水質浄化設備等の各種水処理設備に用いられる微生物
学的汚水処理方式に組み込んだりして、汚水に含まれる
汚泥分を極めて効率良く微生物で分解吸収処理する汚水
処理法に関する。
活排水処理設備、畜産排水処理設備、上中下水処理設
備、下水終末処理設備、給食センタ−排水処理設備、ゴ
ミ焼却場排水処理設備、農業漁業集落排水処理設備、先
端技術排水処理設備、プ−ル水浄化処理設備、河川湖沼
の水質浄化設備等の各種水処理設備に用いられる微生物
学的汚水処理方式に組み込んだりして、汚水に含まれる
汚泥分を極めて効率良く微生物で分解吸収処理する汚水
処理法に関する。
【0002】
【従来の技術】いままでに各種水処理設備が提供されて
いる。産業革命後1930年代になって、ヨ−ロッパの
大都市における生活排水や工業都市にける工場排水等に
よって河川、湖沼、海水の汚濁が進み、河川においては
悪臭の発生、魚や水鳥等水辺生物の死滅、水道原水の汚
濁による飲料水の水質悪化等の公害問題が頻発し、その
解決のために排水処理設備が多数建設されていった。既
に原始的な汲み取り槽による嫌気性処理もあったが、当
初は曝気槽を設けた好気性微生物による処理技術が多く
導入された。その方法においては、汚水曝気槽へどれだ
け酸素を多量に送り込むかが主要な課題であり、具体的
には曝気槽に空気の気泡を発生させる方式(エアレ−シ
ョン方式)を用いることが必須条件であった。この点で
は現在でも基本的にはその延長線上にあると言っても過
言ではない。
いる。産業革命後1930年代になって、ヨ−ロッパの
大都市における生活排水や工業都市にける工場排水等に
よって河川、湖沼、海水の汚濁が進み、河川においては
悪臭の発生、魚や水鳥等水辺生物の死滅、水道原水の汚
濁による飲料水の水質悪化等の公害問題が頻発し、その
解決のために排水処理設備が多数建設されていった。既
に原始的な汲み取り槽による嫌気性処理もあったが、当
初は曝気槽を設けた好気性微生物による処理技術が多く
導入された。その方法においては、汚水曝気槽へどれだ
け酸素を多量に送り込むかが主要な課題であり、具体的
には曝気槽に空気の気泡を発生させる方式(エアレ−シ
ョン方式)を用いることが必須条件であった。この点で
は現在でも基本的にはその延長線上にあると言っても過
言ではない。
【0003】しかしながら、エアレ−ション方式(活性
汚泥法)においては、水に酸素が溶け込む量は微々たる
もので、少しでも溶存酸素の濃度を上げようとするに
は、常時曝気槽底部に散気管を設置し、送風機でできる
だけ広い面積に常時空気を送り込み、気泡を発生させ続
けて酸素を継続的に供給しなければならなかった。大、
中規模汚水処理施設の場合は、効率を上げるために何槽
もの大きな曝気槽を連結させることが必要となり、それ
には広い設置空間がなければできなかった。そのエアレ
−ション方式による可能な溶存酸素濃度(DO値で表
す)は、汚水中せいぜい1〜1.5mg/l程度までが
限度であった。また、そのエアレ−ション方式による処
理方法では、曝気槽の全てに空気を送るための散気管へ
の送風機の稼働や、空気を均一行き渡らせるための曝気
槽内の確実な強力な攪拌には、多量の電力消費、機械の
消耗管理等のランニングコストが非常に高い難点があっ
た。また、放流水の浄化度をより高めようとすると、汚
水が清浄になればなるほど発生する余剰汚泥の量が極め
て多くなり、その排出汚泥処理にはさらに廃棄処分設備
や処分用地の確保などの課題が残され、排出汚泥のコン
ポスト化による建築材や肥料への再利用が一部で始めら
れているが全体の排出量からすれば無に等しく、余剰汚
泥を極力少なくすることによる課題の解決が切望されて
いた。
汚泥法)においては、水に酸素が溶け込む量は微々たる
もので、少しでも溶存酸素の濃度を上げようとするに
は、常時曝気槽底部に散気管を設置し、送風機でできる
だけ広い面積に常時空気を送り込み、気泡を発生させ続
けて酸素を継続的に供給しなければならなかった。大、
中規模汚水処理施設の場合は、効率を上げるために何槽
もの大きな曝気槽を連結させることが必要となり、それ
には広い設置空間がなければできなかった。そのエアレ
−ション方式による可能な溶存酸素濃度(DO値で表
す)は、汚水中せいぜい1〜1.5mg/l程度までが
限度であった。また、そのエアレ−ション方式による処
理方法では、曝気槽の全てに空気を送るための散気管へ
の送風機の稼働や、空気を均一行き渡らせるための曝気
槽内の確実な強力な攪拌には、多量の電力消費、機械の
消耗管理等のランニングコストが非常に高い難点があっ
た。また、放流水の浄化度をより高めようとすると、汚
水が清浄になればなるほど発生する余剰汚泥の量が極め
て多くなり、その排出汚泥処理にはさらに廃棄処分設備
や処分用地の確保などの課題が残され、排出汚泥のコン
ポスト化による建築材や肥料への再利用が一部で始めら
れているが全体の排出量からすれば無に等しく、余剰汚
泥を極力少なくすることによる課題の解決が切望されて
いた。
【0004】そこで近年に至り、DO値をこれより高め
る別の方法が提供されるようになった。その一つが純酸
素投入による純酸素法である。純酸素法は曝気槽内の酸
素供給効率を上げるために、空気ではなく純酸素をエア
レ−ションすることによって溶存酸素濃度を上げるもの
である。この方法においては、汚水中のDO値を一時的
に約6mg/l程度までが高めることができるが、純酸
素自体が極めて高価であるうえ、曝気槽内での酸素の消
失も極めて早く、DO値を高く維持するためには継続し
て多量に供給しなければならないので、コスト的に採算
が取れず、公共下水道の処理施設以外は現在は殆ど普及
していない。これとは別に、最近では、地下100〜1
50mもの深さの処理槽によって水圧を利用してこの加
圧下でDO値を高める超深層曝気方式が提供されてい
る。この方法では汚水中のDO値を3〜4mg/l程度
まで上げることは可能になったが、設備に要する建設費
用が大きく、地下150mもの深さに汚水を送るための
動力の電力消費も大きく、深いだけにメンテナンスも容
易ではない難点があった。
る別の方法が提供されるようになった。その一つが純酸
素投入による純酸素法である。純酸素法は曝気槽内の酸
素供給効率を上げるために、空気ではなく純酸素をエア
レ−ションすることによって溶存酸素濃度を上げるもの
である。この方法においては、汚水中のDO値を一時的
に約6mg/l程度までが高めることができるが、純酸
素自体が極めて高価であるうえ、曝気槽内での酸素の消
失も極めて早く、DO値を高く維持するためには継続し
て多量に供給しなければならないので、コスト的に採算
が取れず、公共下水道の処理施設以外は現在は殆ど普及
していない。これとは別に、最近では、地下100〜1
50mもの深さの処理槽によって水圧を利用してこの加
圧下でDO値を高める超深層曝気方式が提供されてい
る。この方法では汚水中のDO値を3〜4mg/l程度
まで上げることは可能になったが、設備に要する建設費
用が大きく、地下150mもの深さに汚水を送るための
動力の電力消費も大きく、深いだけにメンテナンスも容
易ではない難点があった。
【0005】また、それら難点を解消するために、曝気
槽の底部に微細気泡装置を設置して、気体(空気)を微
細気泡して使用することが知られ、例えば目の細かい散
気板、羽根高速回転装置、ジェット噴射装置などによっ
て10〜100μm程度の微細気泡を発生させるものが
ある。その目的は、微細気泡が溶存酸素濃度を高める効
果があることと、汚泥を凝集浮上分離する効果があるの
で、浮上分離汚泥の除去と微生物に酸素を補給すること
である。したがってこれらの微細気泡を用いたものも基
本的には従来のエアレ−ションの代用的な域を出ないも
のといえる。
槽の底部に微細気泡装置を設置して、気体(空気)を微
細気泡して使用することが知られ、例えば目の細かい散
気板、羽根高速回転装置、ジェット噴射装置などによっ
て10〜100μm程度の微細気泡を発生させるものが
ある。その目的は、微細気泡が溶存酸素濃度を高める効
果があることと、汚泥を凝集浮上分離する効果があるの
で、浮上分離汚泥の除去と微生物に酸素を補給すること
である。したがってこれらの微細気泡を用いたものも基
本的には従来のエアレ−ションの代用的な域を出ないも
のといえる。
【0006】また別に、微細気泡を用いた汚水処理方法
(特願平2−319706)が提案されている。これは
家庭風呂用泡沫発生機を転用したもので100μm以下
の微細気泡を発生させた上澄水を曝気槽の底部に送るも
のである。その微細気泡によって、溶存酸素の濃度を上
げるとともに、主としてフロック等の固形物を処理槽水
面に浮上分離して汚泥分を除去するものである。この方
法では、フロック等の余剰汚泥は浮上分離して除去でき
るので、曝気槽には清澄な処理水が得られ、その処理水
を直接放流できるために沈殿槽が省略でき、また溶存酸
素濃度が高くなるので、その意味で好気性微生物に酸素
を供給することができるとされる。しかしこの方法で
は、フロック形成に必要なズ−グレア等の微生物やフロ
ック自体の汚水処理において除去すべきではない物質が
同時に浮上分離されてしまい生物的処理効率が低下する
ことや、発生する余剰汚泥の量も多いのでこの廃棄処理
に要する施設用地や費用が嵩む難点がある。この方法も
上記同様に基本的には従来のエアレ−ションの代用的な
ものである。
(特願平2−319706)が提案されている。これは
家庭風呂用泡沫発生機を転用したもので100μm以下
の微細気泡を発生させた上澄水を曝気槽の底部に送るも
のである。その微細気泡によって、溶存酸素の濃度を上
げるとともに、主としてフロック等の固形物を処理槽水
面に浮上分離して汚泥分を除去するものである。この方
法では、フロック等の余剰汚泥は浮上分離して除去でき
るので、曝気槽には清澄な処理水が得られ、その処理水
を直接放流できるために沈殿槽が省略でき、また溶存酸
素濃度が高くなるので、その意味で好気性微生物に酸素
を供給することができるとされる。しかしこの方法で
は、フロック形成に必要なズ−グレア等の微生物やフロ
ック自体の汚水処理において除去すべきではない物質が
同時に浮上分離されてしまい生物的処理効率が低下する
ことや、発生する余剰汚泥の量も多いのでこの廃棄処理
に要する施設用地や費用が嵩む難点がある。この方法も
上記同様に基本的には従来のエアレ−ションの代用的な
ものである。
【0007】また、し尿処理方法においては、嫌気性微
生物による処理が効率が良く、メタン細菌等の消化菌に
よる嫌気性微生物学的処理方式によるものが多く提供さ
れている。嫌気性消化槽においては、消化菌による腐敗
発酵を促進させるため槽内を無酸素状態にし、エアレ−
ションをしないことが原則である。例えば、流動床式に
おいては、メタン細菌等の消化菌が槽外に排出されず且
つ沈殿分離されないような流速制御をして汚泥消化し、
発生するメタンガスを回収する方式である。この方式の
場合は、処理速度が遅いので槽内滞在時間が長く、大量
の処理が難しいのが欠点である。その装置で回収された
メタンガスや硫化水素は、燃料としたり、燃焼処理や脱
硫処理によって無害化している。また、消化槽ガス攪拌
方式による処理の場合は、メタンガスを槽内汚水中に噴
射して攪拌し、メタン細菌による汚泥消化を促進するも
のである。
生物による処理が効率が良く、メタン細菌等の消化菌に
よる嫌気性微生物学的処理方式によるものが多く提供さ
れている。嫌気性消化槽においては、消化菌による腐敗
発酵を促進させるため槽内を無酸素状態にし、エアレ−
ションをしないことが原則である。例えば、流動床式に
おいては、メタン細菌等の消化菌が槽外に排出されず且
つ沈殿分離されないような流速制御をして汚泥消化し、
発生するメタンガスを回収する方式である。この方式の
場合は、処理速度が遅いので槽内滞在時間が長く、大量
の処理が難しいのが欠点である。その装置で回収された
メタンガスや硫化水素は、燃料としたり、燃焼処理や脱
硫処理によって無害化している。また、消化槽ガス攪拌
方式による処理の場合は、メタンガスを槽内汚水中に噴
射して攪拌し、メタン細菌による汚泥消化を促進するも
のである。
【0008】また、全く異なった分野において、オゾン
は、濃度0.1ppm程度であると腐敗菌等の有害細菌
に対する滅菌力が得られ、この程度のオゾン濃度におい
ては人体には害をあたえることはしないことも知られ、
空気浄化装置に利用されている。なお、プ−ル用水浄化
に塩素と併用して殺菌したり、LPG容器の耐圧検査用
水処理での処理済みの水の脱臭に高い濃度のオゾンを使
用している例が知られている。また超音波によって水中
の汚物が破壊する作用が知られ、この超音波を利用した
機械洗浄機、メガネ洗浄機、洗顔機等が提供されてい
る。
は、濃度0.1ppm程度であると腐敗菌等の有害細菌
に対する滅菌力が得られ、この程度のオゾン濃度におい
ては人体には害をあたえることはしないことも知られ、
空気浄化装置に利用されている。なお、プ−ル用水浄化
に塩素と併用して殺菌したり、LPG容器の耐圧検査用
水処理での処理済みの水の脱臭に高い濃度のオゾンを使
用している例が知られている。また超音波によって水中
の汚物が破壊する作用が知られ、この超音波を利用した
機械洗浄機、メガネ洗浄機、洗顔機等が提供されてい
る。
【0009】一方、水の性質についてみると、水分子の
クラスタ−が微小になると、水が生物に吸収されやすく
なり、また物質の溶解能力も増大する性質があることが
知られている。例えば、渓流のせせらきの水は飲んでう
まいことが言われ、今やその水のボトル販売がなされて
いる。その水がうまいと感じるのは、極めて清浄でミネ
ラルを含んでいることもあるが、むしろ水が勢い良く岩
場に当って砕け、これを繰り返すことによって、水分子
のクラスタ−が微小化され、味覚を感じる舌に染み込み
やすくなるとともに、胃等の内蔵壁へ吸収されやすくな
り、五蔵六腑にしみ渡るからであると推測される。以上
のオゾン、超音波、微小クラスタ−に関する既存技術
は、それぞれ各個別には独自の利点が知られてはいる
が、いまだ汚泥処理に活用するには至っていない。
クラスタ−が微小になると、水が生物に吸収されやすく
なり、また物質の溶解能力も増大する性質があることが
知られている。例えば、渓流のせせらきの水は飲んでう
まいことが言われ、今やその水のボトル販売がなされて
いる。その水がうまいと感じるのは、極めて清浄でミネ
ラルを含んでいることもあるが、むしろ水が勢い良く岩
場に当って砕け、これを繰り返すことによって、水分子
のクラスタ−が微小化され、味覚を感じる舌に染み込み
やすくなるとともに、胃等の内蔵壁へ吸収されやすくな
り、五蔵六腑にしみ渡るからであると推測される。以上
のオゾン、超音波、微小クラスタ−に関する既存技術
は、それぞれ各個別には独自の利点が知られてはいる
が、いまだ汚泥処理に活用するには至っていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、汚水におけ
る水や汚泥分や微生物の性質を総合的に利用して、エア
レ−ションや攪拌に要する電力消費を大幅に削減し、処
理槽がが小さくても極めて汚水の分解処理能力が優れ、
さらに最終的に発生する余剰汚泥の発生量が極めて少な
く、高効率な汚泥分解処理を可能とする嫌気性並びに好
気性の微生物学的汚水処理方法を提供するものである。
る水や汚泥分や微生物の性質を総合的に利用して、エア
レ−ションや攪拌に要する電力消費を大幅に削減し、処
理槽がが小さくても極めて汚水の分解処理能力が優れ、
さらに最終的に発生する余剰汚泥の発生量が極めて少な
く、高効率な汚泥分解処理を可能とする嫌気性並びに好
気性の微生物学的汚水処理方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の汚水処理法は、微生物による生物学的汚水
処理方式による汚水処理方法において、超微小波を与え
て流体中の気体、固体及び液体を同時的に微細化処理す
る気固液微細化手段によって、汚水に含まれる水及び汚
泥分と反応促進気体を微細化処理して微生物学的処理工
程に導いて汚水を処理するものである。
め、本発明の汚水処理法は、微生物による生物学的汚水
処理方式による汚水処理方法において、超微小波を与え
て流体中の気体、固体及び液体を同時的に微細化処理す
る気固液微細化手段によって、汚水に含まれる水及び汚
泥分と反応促進気体を微細化処理して微生物学的処理工
程に導いて汚水を処理するものである。
【0012】前記微細化処理された水の分子を、微小ク
ラスタ−にし、また汚泥分の長さを約10μm以下に
し、さらに反応促進気体の泡径を約10μm以下にする
ものである。また、前記微生物学的処理工程について
は、好気性微生物学的処理工程、嫌気性微生物学的処理
工程、又は嫌気性と好気性の微生物学的処理工程の両者
を連結した工程とするものである。
ラスタ−にし、また汚泥分の長さを約10μm以下に
し、さらに反応促進気体の泡径を約10μm以下にする
ものである。また、前記微生物学的処理工程について
は、好気性微生物学的処理工程、嫌気性微生物学的処理
工程、又は嫌気性と好気性の微生物学的処理工程の両者
を連結した工程とするものである。
【0013】さらに、前記反応促進気体が、好気性微生
物学的処理工程におけるときには、好気性微生物に好ま
しい気体である純酸素又は空気及び純酸素と空気の混合
気体とするものであり、嫌気性微生物学的処理工程にお
いては、嫌気性微生物にとって好ましい無酸素気体を用
い、その気体の一つとしてメタン細菌による消化槽では
メタンを用いるものである。さらにまた、前記好気性微
生物学的処理工程は、エアレ−ション方式(活性汚泥
法)、散水ろ床方式、ラグ−ン方式、生物濾過槽方式又
は回転板接触方式であり、嫌気性微生物学的処理工程
は、消化槽方式、流動床方式、又は固定床方式とするも
のである。また、前記反応促進気体に、オゾンなどの有
害細菌の選択滅菌気体を微量含有させるものである。さ
らに、前記微生物学的処理工程において、処理中又は処
理後の汚水を気固液微細化手段に循環させるものであ
る。
物学的処理工程におけるときには、好気性微生物に好ま
しい気体である純酸素又は空気及び純酸素と空気の混合
気体とするものであり、嫌気性微生物学的処理工程にお
いては、嫌気性微生物にとって好ましい無酸素気体を用
い、その気体の一つとしてメタン細菌による消化槽では
メタンを用いるものである。さらにまた、前記好気性微
生物学的処理工程は、エアレ−ション方式(活性汚泥
法)、散水ろ床方式、ラグ−ン方式、生物濾過槽方式又
は回転板接触方式であり、嫌気性微生物学的処理工程
は、消化槽方式、流動床方式、又は固定床方式とするも
のである。また、前記反応促進気体に、オゾンなどの有
害細菌の選択滅菌気体を微量含有させるものである。さ
らに、前記微生物学的処理工程において、処理中又は処
理後の汚水を気固液微細化手段に循環させるものであ
る。
【0014】
【作用】気固液微細化手段によって、汚水の水の分子が
巨大クラスタ−から細分されて微小クラスタ−となり水
分子の活動が活発になる。その結果、微生物に水が吸収
され易くなり、またこの水によって汚水中の物質溶解能
力が上がる。このために溶存酸素濃度(DO値)、オゾ
ン濃度等が高い状態に維持される。また、汚水に含まれ
る汚泥分を微生物の大きさと比較して、微細化(約10
μm以下)することによって微生物(0.5μm〜数m
m程度)が体内に取み込みやすく、また汚泥分の表面積
(微生物接触面)が広くなって微生物の付着面積及び付
着機会が増大され、そのために汚泥の消化速度が急速と
なる。このことは急速に微生物が肥大繁殖するこを意味
する。また、微細化気体は物質をその周囲に凝集する性
質があるので、前記微細化汚泥と微生物を付着させたり
抱き込んだ状態で長時間浮遊し、その間に微生物が活発
に汚泥を接触分解処理することとなる。この作用は接触
曝気に用いられる微生物活着担体と共通するものがあ
る。その微細化気体(微細気泡)が約10μm以下であ
ると、汚水原水を白濁状態にしたコロイド状となって微
細化汚泥と付着して気泡の浮力と微細化汚泥の沈下力の
バランスが成立して容易には浮上せず、このため微細気
泡が短時間に水面浮いて破裂消滅してしまうことなく処
理槽内に長期渡って浮遊する。
巨大クラスタ−から細分されて微小クラスタ−となり水
分子の活動が活発になる。その結果、微生物に水が吸収
され易くなり、またこの水によって汚水中の物質溶解能
力が上がる。このために溶存酸素濃度(DO値)、オゾ
ン濃度等が高い状態に維持される。また、汚水に含まれ
る汚泥分を微生物の大きさと比較して、微細化(約10
μm以下)することによって微生物(0.5μm〜数m
m程度)が体内に取み込みやすく、また汚泥分の表面積
(微生物接触面)が広くなって微生物の付着面積及び付
着機会が増大され、そのために汚泥の消化速度が急速と
なる。このことは急速に微生物が肥大繁殖するこを意味
する。また、微細化気体は物質をその周囲に凝集する性
質があるので、前記微細化汚泥と微生物を付着させたり
抱き込んだ状態で長時間浮遊し、その間に微生物が活発
に汚泥を接触分解処理することとなる。この作用は接触
曝気に用いられる微生物活着担体と共通するものがあ
る。その微細化気体(微細気泡)が約10μm以下であ
ると、汚水原水を白濁状態にしたコロイド状となって微
細化汚泥と付着して気泡の浮力と微細化汚泥の沈下力の
バランスが成立して容易には浮上せず、このため微細気
泡が短時間に水面浮いて破裂消滅してしまうことなく処
理槽内に長期渡って浮遊する。
【0015】この微細気泡に空気を含有させれば、浮遊
している間に微細気泡内の酸素と微細化汚泥の栄養素が
微生物によって消費され、微細気泡内は殆どが窒素気泡
となり大気中に浮上消滅し、微細化汚泥は分解吸収され
殆ど消滅する。この気体を空気に代えて純酸素にすれ
ば、汚水の溶存酸素を極めて高濃度に維持させるととも
に、好気性微生物の要求酸素を長期間補給満足させる。
している間に微細気泡内の酸素と微細化汚泥の栄養素が
微生物によって消費され、微細気泡内は殆どが窒素気泡
となり大気中に浮上消滅し、微細化汚泥は分解吸収され
殆ど消滅する。この気体を空気に代えて純酸素にすれ
ば、汚水の溶存酸素を極めて高濃度に維持させるととも
に、好気性微生物の要求酸素を長期間補給満足させる。
【0016】しかし、微細気泡が大きい(50〜100
μm以上でコロイド状とはならない)と、浮力が大きい
ので気泡がすぐに水面に浮き上がってしまい、短時間で
破裂して消滅する。この時、浮遊汚泥やフロックが気泡
に付着して水面に浮遊分離される。このために浄化に大
切なフロック形成が阻害され、汚水の浄化が遅れる。ま
た、発生した浮上汚泥を分離除去しなければならず、こ
の除去汚泥の廃棄処理が必要となる。したがってフロッ
クを浮上分離除去する技術(特願平2−319706)
は廃棄処理汚泥を増やすだけであってこれは微生物学的
処理には好ましくない。なお、本発明の微細化される汚
泥及び気体の大きさについては、10μm以下が好まし
いが、それ以上であっても数10μm程度であれば多少
の効果は期待できる。
μm以上でコロイド状とはならない)と、浮力が大きい
ので気泡がすぐに水面に浮き上がってしまい、短時間で
破裂して消滅する。この時、浮遊汚泥やフロックが気泡
に付着して水面に浮遊分離される。このために浄化に大
切なフロック形成が阻害され、汚水の浄化が遅れる。ま
た、発生した浮上汚泥を分離除去しなければならず、こ
の除去汚泥の廃棄処理が必要となる。したがってフロッ
クを浮上分離除去する技術(特願平2−319706)
は廃棄処理汚泥を増やすだけであってこれは微生物学的
処理には好ましくない。なお、本発明の微細化される汚
泥及び気体の大きさについては、10μm以下が好まし
いが、それ以上であっても数10μm程度であれば多少
の効果は期待できる。
【0017】本発明における好気性微生物処理において
は、増殖の誘導期、対数期における初期酸素要求量を充
分満足させることによって、増殖速度の速い細菌類の肥
大繁殖が爆発的に起こる。このことは好気性微生物処理
においては極めて重要部分であると位置付けがなされな
ければならない。この爆発的に初期増殖によって次の過
程である定常期が同時進行的に急速に始り、同一曝気槽
においてズ−グレア等のフロック形成微生物が増加して
活発にフロックが大きく形成される。従来の曝気槽、特
に四角形の槽においては、四角の部分の対流が悪くここ
に汚泥が滞り酸素が送り込めず無酸素状態となり、フッ
ロク形成を妨害するペギアトア(硫黄細菌)や、コムチ
ゲア、モナス等の嫌気性有害細菌が発生することがあ
る。その結果は汚泥の膨化現象が起こり沈殿分離ができ
ず、上澄水が得られなくなる。この処理のために有害細
菌の抑制剤や化学的に汚泥沈殿させる凝集剤などの薬品
を投入することが良く行なわれている。本発明において
は槽の角々まで酸素が行渡るのでペギアトアなどの嫌気
性有害細菌が殆ど見られないので膨化現象が起こらな
い。
は、増殖の誘導期、対数期における初期酸素要求量を充
分満足させることによって、増殖速度の速い細菌類の肥
大繁殖が爆発的に起こる。このことは好気性微生物処理
においては極めて重要部分であると位置付けがなされな
ければならない。この爆発的に初期増殖によって次の過
程である定常期が同時進行的に急速に始り、同一曝気槽
においてズ−グレア等のフロック形成微生物が増加して
活発にフロックが大きく形成される。従来の曝気槽、特
に四角形の槽においては、四角の部分の対流が悪くここ
に汚泥が滞り酸素が送り込めず無酸素状態となり、フッ
ロク形成を妨害するペギアトア(硫黄細菌)や、コムチ
ゲア、モナス等の嫌気性有害細菌が発生することがあ
る。その結果は汚泥の膨化現象が起こり沈殿分離ができ
ず、上澄水が得られなくなる。この処理のために有害細
菌の抑制剤や化学的に汚泥沈殿させる凝集剤などの薬品
を投入することが良く行なわれている。本発明において
は槽の角々まで酸素が行渡るのでペギアトアなどの嫌気
性有害細菌が殆ど見られないので膨化現象が起こらな
い。
【0018】さらに、死滅期においてもDO値が高く、
BOD値が40mg/l以下(亜硝酸菌の増殖好適条
件)になるので、亜硝酸菌等が活発に繁殖して汚泥分を
消化吸収する。この時、多量に酸素を消費するので、溶
存酸素濃度は高く(DO値が2〜3mg/l程度に)維
持されなくてはならず、従来の曝気槽ではDO値が多く
ても1.5mg/l以下であり、謂わば酸欠状態となっ
てこの機能は殆ど起こらない。また、臭いの主たる原因
であるアンモニアが亜硝酸菌で亜硝酸性チッソ(N
O2)にさらに続いて硝酸菌で硝酸性チッン(NO3)に
酸化されるために曝気槽内に悪臭が発生しない。以上の
微生物の増殖過程の環境が常に高濃度溶存酸素状態にあ
るがために同一曝気槽において平行的に起こる。
BOD値が40mg/l以下(亜硝酸菌の増殖好適条
件)になるので、亜硝酸菌等が活発に繁殖して汚泥分を
消化吸収する。この時、多量に酸素を消費するので、溶
存酸素濃度は高く(DO値が2〜3mg/l程度に)維
持されなくてはならず、従来の曝気槽ではDO値が多く
ても1.5mg/l以下であり、謂わば酸欠状態となっ
てこの機能は殆ど起こらない。また、臭いの主たる原因
であるアンモニアが亜硝酸菌で亜硝酸性チッソ(N
O2)にさらに続いて硝酸菌で硝酸性チッン(NO3)に
酸化されるために曝気槽内に悪臭が発生しない。以上の
微生物の増殖過程の環境が常に高濃度溶存酸素状態にあ
るがために同一曝気槽において平行的に起こる。
【0019】そして、次の沈殿槽に至っては、汚水は曝
気槽内で既に充分分解処理されていて、水が微小クラス
タ−となているので原生動物や後生動物が活発に繁殖し
最終的に余剰汚泥が全て処理され殆ど消滅と、汚泥分の
殆どない上澄水を得ることができる。処理過程中の水は
微小クラスタ−の状態に維持されるので、微生物の活動
が処理最終段階に至るまで大変活発状態となっていので
ある。そして、第二曝気槽以降において散気管を使用し
て空気を補えば、水は既にかなり浄化されているので、
一旦低下したDO値を高いDO値に回復することが容易
となる。
気槽内で既に充分分解処理されていて、水が微小クラス
タ−となているので原生動物や後生動物が活発に繁殖し
最終的に余剰汚泥が全て処理され殆ど消滅と、汚泥分の
殆どない上澄水を得ることができる。処理過程中の水は
微小クラスタ−の状態に維持されるので、微生物の活動
が処理最終段階に至るまで大変活発状態となっていので
ある。そして、第二曝気槽以降において散気管を使用し
て空気を補えば、水は既にかなり浄化されているので、
一旦低下したDO値を高いDO値に回復することが容易
となる。
【0020】また、嫌気性微生物学的処理においても好
気性微生物処理と同様に、微小クラスタ−の水分子の活
動が活発であり、消化菌に水が吸収され易くなりまたこ
の水によって汚水中の物質溶解能力が上がる。また、前
記好気性微生物処理と同様に、約10μm以下に微細化
された汚泥分の表面積(微生物接触面)が広くなり、微
生物の付着機会が増大されて汚泥が消化しやすくなり、
また約10μm以下の微細化気体は処理槽内に長期に浮
遊し、物質をその周囲に凝集し、微細化汚泥と微生物を
微細化気体に付着させたり抱き込んだりして微生物が活
発に汚泥を接触分解処理させる。
気性微生物処理と同様に、微小クラスタ−の水分子の活
動が活発であり、消化菌に水が吸収され易くなりまたこ
の水によって汚水中の物質溶解能力が上がる。また、前
記好気性微生物処理と同様に、約10μm以下に微細化
された汚泥分の表面積(微生物接触面)が広くなり、微
生物の付着機会が増大されて汚泥が消化しやすくなり、
また約10μm以下の微細化気体は処理槽内に長期に浮
遊し、物質をその周囲に凝集し、微細化汚泥と微生物を
微細化気体に付着させたり抱き込んだりして微生物が活
発に汚泥を接触分解処理させる。
【0021】反応促進気体をメタンガスとし、微細気泡
にメタンガスを与えることによってメタン細菌を効率良
く増殖させて消化を促進させることができる。なお、本
発明においては主として生物学的処理が効率良く進行す
るものであるが、溶存酸素濃度を極めて高く維持できる
ので、化学的酸素要求量(COD)に応える酸素が充分
供給され、汚泥分の化学的酸化反応も当然促進される。
さらに、反応促進気体に生物の細胞を活性化する活性酸
素O1 -や磁化エア−を用いれば微生物の肥大増殖に効果
的である。
にメタンガスを与えることによってメタン細菌を効率良
く増殖させて消化を促進させることができる。なお、本
発明においては主として生物学的処理が効率良く進行す
るものであるが、溶存酸素濃度を極めて高く維持できる
ので、化学的酸素要求量(COD)に応える酸素が充分
供給され、汚泥分の化学的酸化反応も当然促進される。
さらに、反応促進気体に生物の細胞を活性化する活性酸
素O1 -や磁化エア−を用いれば微生物の肥大増殖に効果
的である。
【0022】また、通常は水にはオゾンが殆ど溶解せ
ず、効果的にオゾンを曝気槽内へ送り込むことはできな
かったが、本発明においては微細気体をオゾン等の難水
溶性気体の担体カプセルとして使用できるので、容易に
曝気槽に送り込むことが可能となる。その担体カプセル
に含ませる物質については、各種選択が可能で、汚泥分
の含有物質に化学的反応して安定化させるガスや、微生
物に選択的に微生物の増殖にプラスまたはマイナスの方
向に反応する医薬ガスなどの注入が効果的にできるよう
になる。つまり、注入気体の種類や量を調節すことによ
って曝気槽内の微生物の種類や量を効果的に制御するこ
とも可能となる。前記オゾンを微量用いれば有害細菌類
を選択して滅菌することができ、有用微生物を有害細菌
類に阻害されずに増々増殖させて汚泥分が高効率に分解
吸収される。
ず、効果的にオゾンを曝気槽内へ送り込むことはできな
かったが、本発明においては微細気体をオゾン等の難水
溶性気体の担体カプセルとして使用できるので、容易に
曝気槽に送り込むことが可能となる。その担体カプセル
に含ませる物質については、各種選択が可能で、汚泥分
の含有物質に化学的反応して安定化させるガスや、微生
物に選択的に微生物の増殖にプラスまたはマイナスの方
向に反応する医薬ガスなどの注入が効果的にできるよう
になる。つまり、注入気体の種類や量を調節すことによ
って曝気槽内の微生物の種類や量を効果的に制御するこ
とも可能となる。前記オゾンを微量用いれば有害細菌類
を選択して滅菌することができ、有用微生物を有害細菌
類に阻害されずに増々増殖させて汚泥分が高効率に分解
吸収される。
【0023】またさらに、前記曝気槽から処理中の汚水
を循環させることによって分解吸収効率をさらに高め
る。さらに、前記微生物学的処理工程を、嫌気性と好気
性の微生物学的処理工程の両者を連結した工程と組み込
み(図6に示す)、例えば一次処理槽に好気性、二次処
理槽に嫌気性というように組み込む。この組合せ方によ
っては重金属などを除いて殆どの汚水を余剰汚泥を殆ど
残さずに処理分解吸収が可能となる。
を循環させることによって分解吸収効率をさらに高め
る。さらに、前記微生物学的処理工程を、嫌気性と好気
性の微生物学的処理工程の両者を連結した工程と組み込
み(図6に示す)、例えば一次処理槽に好気性、二次処
理槽に嫌気性というように組み込む。この組合せ方によ
っては重金属などを除いて殆どの汚水を余剰汚泥を殆ど
残さずに処理分解吸収が可能となる。
【0024】本発明は、好気性微生物学的処理であるエ
アレ−ション方式の長時間曝気方式(図7に示す)、接
触曝気方式、純酸素曝気方式、深槽曝気方式などの活性
汚泥法や、回転円板ろ床方式、接触酸化ろ床方式などの
散水ろ床法、ラグ−ン処理法、生物濾過槽法、回転板接
触法と、嫌気性微生物学的処理である消化槽方式、流動
床法、固定床法の全てに組み込み可能で、謂わば汚水原
水の前処理として組み込んで用いれば、そのいずれおい
ても汚泥処理能力を大幅に向上させることができる。
アレ−ション方式の長時間曝気方式(図7に示す)、接
触曝気方式、純酸素曝気方式、深槽曝気方式などの活性
汚泥法や、回転円板ろ床方式、接触酸化ろ床方式などの
散水ろ床法、ラグ−ン処理法、生物濾過槽法、回転板接
触法と、嫌気性微生物学的処理である消化槽方式、流動
床法、固定床法の全てに組み込み可能で、謂わば汚水原
水の前処理として組み込んで用いれば、そのいずれおい
ても汚泥処理能力を大幅に向上させることができる。
【0025】
【実施例】本発明の汚水処理方法の中心思想は、微生物
による生物学的汚水処理方式による汚水処理方法におい
て、「汚水に含まれる水及び汚泥分と反応促進気体を微
細化処理して微生物学的処理工程に導く」ことである。
この本発明に対して、従来の汚水処理法においては、水
の分子を微小クラスタ−に細分すること及び汚泥分を微
細加工することについての思想が全く欠落している。ま
た従来の微細気体(気泡)については、曝気槽の底部に
位置させる謂わばエアレ−ションの代用的使用をしてい
るものであり、汚水を曝気槽に導く前に前処理に加える
発想が存在していない。
による生物学的汚水処理方式による汚水処理方法におい
て、「汚水に含まれる水及び汚泥分と反応促進気体を微
細化処理して微生物学的処理工程に導く」ことである。
この本発明に対して、従来の汚水処理法においては、水
の分子を微小クラスタ−に細分すること及び汚泥分を微
細加工することについての思想が全く欠落している。ま
た従来の微細気体(気泡)については、曝気槽の底部に
位置させる謂わばエアレ−ションの代用的使用をしてい
るものであり、汚水を曝気槽に導く前に前処理に加える
発想が存在していない。
【0026】また本発明におけるコロイド状にまで微細
化処理を可能とする技術は「超微小波を与えて流体中の
気体、固体及び液体を同時的に微細化処理する気固液微
細化手段」である。微細気泡発生装置としては、清浄な
液体ならば目の細かい散気板、羽根高速回転装置、ジェ
ット噴射装置などによって最小で5〜10μm程度の微
細気体を得られるが、殆どは50μm以上の気泡となっ
て発生直後に水面に浮上して消滅してしまう、また汚水
は汚泥固形分があるので目の細かい散気板やジェット噴
射装置では目詰り障害や腐食、摩耗が起こってしまい使
用に堪えない。羽根高速回転装置によれば汚泥固形分を
粉砕して有る程度微細化することは可能ではあるが、1
0μm以下の汚泥や10μm以下の気泡を大量に得るこ
とが困難である。即ち、超微小波(例えば超音波)を用
いることによって、汚水に含まれる水を微小クラスタ−
とすること及び汚泥分を10μm以下に微細化し、反応
促進気体を10μm以下の微細気体とするが初めて可能
になるのである。
化処理を可能とする技術は「超微小波を与えて流体中の
気体、固体及び液体を同時的に微細化処理する気固液微
細化手段」である。微細気泡発生装置としては、清浄な
液体ならば目の細かい散気板、羽根高速回転装置、ジェ
ット噴射装置などによって最小で5〜10μm程度の微
細気体を得られるが、殆どは50μm以上の気泡となっ
て発生直後に水面に浮上して消滅してしまう、また汚水
は汚泥固形分があるので目の細かい散気板やジェット噴
射装置では目詰り障害や腐食、摩耗が起こってしまい使
用に堪えない。羽根高速回転装置によれば汚泥固形分を
粉砕して有る程度微細化することは可能ではあるが、1
0μm以下の汚泥や10μm以下の気泡を大量に得るこ
とが困難である。即ち、超微小波(例えば超音波)を用
いることによって、汚水に含まれる水を微小クラスタ−
とすること及び汚泥分を10μm以下に微細化し、反応
促進気体を10μm以下の微細気体とするが初めて可能
になるのである。
【0027】本発明を可能とする使用するに適した装置
としては、その一つとして気固液混合装置であるス−パ
−エア−マックス(株式会社栄研社商品の商標名)(以
下「SAM」と呼ぶ)がある。この製品は、汚水に対し
て体積比30%の空気を送り込み、送液管径の変化によ
る加圧と減圧を繰返すもので、その本体の構造は、可動
部がない、目詰りがない、耐蝕性に優れているといった
特徴があり、超音波を伴って水の微小クラスタ−化が可
能となり、酸素溶解が高く(酸素溶解効率が水道水で3
0〜50%)、微細気泡(50μm以下)を発生できる
優れた性能がある。特に本発明の使用においては高能力
タイプを用いる。SAMによれば、清水の場合、DO値
が20℃で、溶存酸素濃度が通常では考えられない最大
40mg/l程度可能であった。また汚水に空気を用い
た時の微細気体は直後においては50μm程度の大きな
気泡が混ざって発生するが、しばらくして1〜10μm
が汚水中に残り、汚水の汚泥分は原水で約200μmの
大きさであったものが約10μm以下に微細化された。
としては、その一つとして気固液混合装置であるス−パ
−エア−マックス(株式会社栄研社商品の商標名)(以
下「SAM」と呼ぶ)がある。この製品は、汚水に対し
て体積比30%の空気を送り込み、送液管径の変化によ
る加圧と減圧を繰返すもので、その本体の構造は、可動
部がない、目詰りがない、耐蝕性に優れているといった
特徴があり、超音波を伴って水の微小クラスタ−化が可
能となり、酸素溶解が高く(酸素溶解効率が水道水で3
0〜50%)、微細気泡(50μm以下)を発生できる
優れた性能がある。特に本発明の使用においては高能力
タイプを用いる。SAMによれば、清水の場合、DO値
が20℃で、溶存酸素濃度が通常では考えられない最大
40mg/l程度可能であった。また汚水に空気を用い
た時の微細気体は直後においては50μm程度の大きな
気泡が混ざって発生するが、しばらくして1〜10μm
が汚水中に残り、汚水の汚泥分は原水で約200μmの
大きさであったものが約10μm以下に微細化された。
【0028】
【実験例1】以下の条件で記録計器はベックマンDO計
によって、前記SAMの機種20A−RSを用いてDO
値の測定したら下記のようであった。
によって、前記SAMの機種20A−RSを用いてDO
値の測定したら下記のようであった。
【0029】この測定条件(水循環運転)は 水量 1 m3 水温 23.2 ℃ 酸素飽和値 8.7 mg/l 通水量 50 l/min 通気量 5 l/min 1循環時間 20 分 であり、その結果が図1に示すようであった。
【0030】また前記実験の水の微小クラスタ−につい
て、核磁気共鳴解析法(NMR法)で水道水と微細化処
理水を比較測定すると図1のグラフ図のようであった。
図1の(イ)が水道水で(ロ)が処理水である。この判
定は[v1/2 ]の巾で比較され、これが細かいほど
水分子の活動が活発なことを示し、クラスタ−が小さく
なったことを意味する。別の水道水を測定したところ水
道水原水の水分子の振動数が128Hz、これを遠赤外
線処理すると麦飯石による場合97Hzセラミックボ−
ド処理による場合89Hzであったが、SAM処理水は
超音波処理によるもので85Hzであった。また、電磁
波処理によってもクラスタ−を小さくできるとの報告が
あるが、事実ならばこれも気固液微細化手段に使用でき
る。水の分子は通常水6分子がそれぞれ水素結合してい
るが、水素結合が切断されて分子が分離されて4分子結
合になっていることを示すものである。この作用は、現
在野菜栽培においては成長を促進し、豚飼育では締まっ
た豚肉が得られることが確認されている。
て、核磁気共鳴解析法(NMR法)で水道水と微細化処
理水を比較測定すると図1のグラフ図のようであった。
図1の(イ)が水道水で(ロ)が処理水である。この判
定は[v1/2 ]の巾で比較され、これが細かいほど
水分子の活動が活発なことを示し、クラスタ−が小さく
なったことを意味する。別の水道水を測定したところ水
道水原水の水分子の振動数が128Hz、これを遠赤外
線処理すると麦飯石による場合97Hzセラミックボ−
ド処理による場合89Hzであったが、SAM処理水は
超音波処理によるもので85Hzであった。また、電磁
波処理によってもクラスタ−を小さくできるとの報告が
あるが、事実ならばこれも気固液微細化手段に使用でき
る。水の分子は通常水6分子がそれぞれ水素結合してい
るが、水素結合が切断されて分子が分離されて4分子結
合になっていることを示すものである。この作用は、現
在野菜栽培においては成長を促進し、豚飼育では締まっ
た豚肉が得られることが確認されている。
【0031】
【実験例2】さらに、通常は水に殆ど溶解しないオゾン
(O3)を汚水に溶存させるSAM(20A−RS)を
用いた具体例を示すと、この設定条件は 1.水温 22℃ 2.吐出水量 27.3l/min 3.O3供給量 2gO3/H(33mgO3/mi
n) であり、この時のO3溶解効率は である。
(O3)を汚水に溶存させるSAM(20A−RS)を
用いた具体例を示すと、この設定条件は 1.水温 22℃ 2.吐出水量 27.3l/min 3.O3供給量 2gO3/H(33mgO3/mi
n) であり、この時のO3溶解効率は である。
【0032】したがって溶存酸素と同様に汚水に微量オ
ゾンを溶存オゾンとして含ませておくことができる。こ
のオゾン濃度が多くなると好気性微生物にとってもオゾ
ンが有害に働き、少な過ぎると滅菌効果がなくなるので
オゾン濃度の調整は確実に行なうことが必要である。そ
こで、図2のフロ−図で示すように、前記とSAM(気
固液微細化手段)5aにオゾン発生機7から0.1pp
m程度のごく微量オゾン(O3)を送り込んで選択的に
好気性微生物にとって有害な細菌類のみを滅菌し、その
結果好気性微生物が有害細菌類に増殖を阻害されなくな
り肥大増殖し、汚泥を高効率に分解吸収させること可能
でとなる。
ゾンを溶存オゾンとして含ませておくことができる。こ
のオゾン濃度が多くなると好気性微生物にとってもオゾ
ンが有害に働き、少な過ぎると滅菌効果がなくなるので
オゾン濃度の調整は確実に行なうことが必要である。そ
こで、図2のフロ−図で示すように、前記とSAM(気
固液微細化手段)5aにオゾン発生機7から0.1pp
m程度のごく微量オゾン(O3)を送り込んで選択的に
好気性微生物にとって有害な細菌類のみを滅菌し、その
結果好気性微生物が有害細菌類に増殖を阻害されなくな
り肥大増殖し、汚泥を高効率に分解吸収させること可能
でとなる。
【0033】
【実験例3】オゾンは通常の水には殆ど溶解しないが気
固液微細化手段を用いると、微小クラスタ−となり、下
記のように多量に溶解する。下記表1は、埼玉県の川口
市の静岡県の清水市の水道水での比較試験である。
固液微細化手段を用いると、微小クラスタ−となり、下
記のように多量に溶解する。下記表1は、埼玉県の川口
市の静岡県の清水市の水道水での比較試験である。
【0034】
【表1】 都 市 温度 濃度 濃度半減期 埼玉県 川口市 40℃ 0.6ppm 4分30秒 20℃ 2.7ppm 45分 静岡県 清水市 40℃ 0.8ppm 7分30秒 20℃ 3.7ppm 80分
【0035】この試験によると、水温が高いと溶け込み
にくく、川口市の水で40℃の場合は0.6ppmで、
20℃の場合で2.7ppmで、ヘンリ−の法則の通り
であった。川口市の水が20℃で濃度2.7ppmに対
して清水市の水が20℃で濃度3.7ppmと高いの
は、原水のクラスタ−の差であると考えられる。オゾン
溶解濃度の半減期についても、川口市の水が45分に対
して清水市の水が80分であり、清水市の水のほうがク
ラスタ−が小さく、より長時間まで濃度を保てることが
わかる。
にくく、川口市の水で40℃の場合は0.6ppmで、
20℃の場合で2.7ppmで、ヘンリ−の法則の通り
であった。川口市の水が20℃で濃度2.7ppmに対
して清水市の水が20℃で濃度3.7ppmと高いの
は、原水のクラスタ−の差であると考えられる。オゾン
溶解濃度の半減期についても、川口市の水が45分に対
して清水市の水が80分であり、清水市の水のほうがク
ラスタ−が小さく、より長時間まで濃度を保てることが
わかる。
【0036】
【実験例4】SAMを用いて下記のようにDO値の比較
測定をした。下記表2は、汚水の小型水槽での時間経過
によってDO値が変化する様子、SAMを用いた場合と
エアレ−ションのみによる場合と比較した試験である。
試験条件は 水温 17.0℃ 処理量 15 l 運転時間 SAMの場合 5分間運転後20分間放置
しDO値が0になってからエアレ−ションを継続運転 エアレ−ションの場合 継続運転
測定をした。下記表2は、汚水の小型水槽での時間経過
によってDO値が変化する様子、SAMを用いた場合と
エアレ−ションのみによる場合と比較した試験である。
試験条件は 水温 17.0℃ 処理量 15 l 運転時間 SAMの場合 5分間運転後20分間放置
しDO値が0になってからエアレ−ションを継続運転 エアレ−ションの場合 継続運転
【0037】
【表2】
【0038】この試験の結果の表2によると、小型水槽
によるものなので、変化が急ではあるが、SAMによっ
てDO値が高められる様子が判る。また、一旦DO値が
減少しても散気管等で空気を送ればクラスタ−が小さく
なっているのでかなりDO値が回復できることを示して
いる。
によるものなので、変化が急ではあるが、SAMによっ
てDO値が高められる様子が判る。また、一旦DO値が
減少しても散気管等で空気を送ればクラスタ−が小さく
なっているのでかなりDO値が回復できることを示して
いる。
【0039】
【実施例1】製麺工場にいて、既存の排水処理設備を改
造して、本発明の汚水処理方法にて実施を行なった。こ
れを図で説明すると、図3のフロ−図はこの典型的な処
理設備を原理的に示すものであり、原水汚水9を、反応
促進気体10を混合して気固液微細化装置5で処理して
定量づつ微生物学的処理槽3に送り、この微生物学的処
理槽3で微生物学的処理後の上澄液8を放流排出する。
造して、本発明の汚水処理方法にて実施を行なった。こ
れを図で説明すると、図3のフロ−図はこの典型的な処
理設備を原理的に示すものであり、原水汚水9を、反応
促進気体10を混合して気固液微細化装置5で処理して
定量づつ微生物学的処理槽3に送り、この微生物学的処
理槽3で微生物学的処理後の上澄液8を放流排出する。
【0040】この排水処理設備は活性汚泥法の生物活着
材による接触曝気方式によるもので、さらに具体的には
図4のフロ−図に示すようである。原水汚水9を調整槽
1に貯蓄し、流量を調節して定量づつ曝気槽3に送りS
AM5aにて気固液微細化処理槽2内の汚水9をSAM
5aに再循環させて微細化処理し、できた微細化汚水を
第一曝気槽3a長時間滞留させた後、第一沈殿槽4aに
送り、さらに微生物活着材6を装着した第二曝気槽3b
内に送り数時間接触曝気での微生物による汚泥分の分解
吸収をして、この処理水を第二沈殿槽4bへ送る。そし
て、余剰汚泥沈殿槽4cで排水余剰汚泥を汲み上げ除去
し、上澄液8を放流排出する。曝気槽3a,3bにはエ
アレ−ションを継続しておく。
材による接触曝気方式によるもので、さらに具体的には
図4のフロ−図に示すようである。原水汚水9を調整槽
1に貯蓄し、流量を調節して定量づつ曝気槽3に送りS
AM5aにて気固液微細化処理槽2内の汚水9をSAM
5aに再循環させて微細化処理し、できた微細化汚水を
第一曝気槽3a長時間滞留させた後、第一沈殿槽4aに
送り、さらに微生物活着材6を装着した第二曝気槽3b
内に送り数時間接触曝気での微生物による汚泥分の分解
吸収をして、この処理水を第二沈殿槽4bへ送る。そし
て、余剰汚泥沈殿槽4cで排水余剰汚泥を汲み上げ除去
し、上澄液8を放流排出する。曝気槽3a,3bにはエ
アレ−ションを継続しておく。
【0041】この装置における処理条件は 1.原水流入量 15.0 t/h 2.微細化処理量 15.0 t/h 3.ポンプの汚泥注入加圧 1.75kfg/
cm2 4.コンプレツサ−の空気注入加圧 3.0 kfg/
cm2 5.微細化処理槽内滞留時間 13 min 6.SAMの処理能力 28 m3/
h、 660m3/日 この水質検査の結果は
cm2 4.コンプレツサ−の空気注入加圧 3.0 kfg/
cm2 5.微細化処理槽内滞留時間 13 min 6.SAMの処理能力 28 m3/
h、 660m3/日 この水質検査の結果は
【0041】
【表3】 検体 原水 SAM処理水 放流水 pH(at℃) 6.0(18) 5.9(18) 7.6(18) ss(mg/l) 220 110 11 COD(mg/l) 340 320 11 BOD(mg/l) 640 520 3 全窒素(mg/l) 9.8 7.3 5.9 全リン(mg/l) 6.96 6.90 4.29 DO値(mg/l) 1.2 4.9 7.8 透視度 60度以上
【0042】以上により、この排水汚泥処理装置の処理
結果を表す表3を見ると、DO値が原水1.2であった
のが第一曝気槽3aではDO値は4.9から2.4にな
り、MLSSが7320mg/lであり、第二曝気槽3
bではDO値は2.8、MLSSが7740mg/lで
あった。白濁コロイド状となったSAM処理水が4.9
となり、さらに曝気槽で処理された後の上澄液8(コロ
イド状ではなく清澄である)の放流水が7.8と大幅に
向上している。DO値が大きくなると微生物、特にズ−
グレアの繁殖が活発となり、ズ−グレアが活発に汚泥を
分解吸収した結果大変浄化が進む。第一曝気槽7にはツ
リガネムシ、マルイタケムシ、ワムシ等の大型微生物の
繁殖が確認され、第一沈殿槽4a内には極めて多量に大
型微生物が確認された。従来の方法では、第一曝気槽に
大型微生物が繁殖することは殆どないのが普通である。
結果を表す表3を見ると、DO値が原水1.2であった
のが第一曝気槽3aではDO値は4.9から2.4にな
り、MLSSが7320mg/lであり、第二曝気槽3
bではDO値は2.8、MLSSが7740mg/lで
あった。白濁コロイド状となったSAM処理水が4.9
となり、さらに曝気槽で処理された後の上澄液8(コロ
イド状ではなく清澄である)の放流水が7.8と大幅に
向上している。DO値が大きくなると微生物、特にズ−
グレアの繁殖が活発となり、ズ−グレアが活発に汚泥を
分解吸収した結果大変浄化が進む。第一曝気槽7にはツ
リガネムシ、マルイタケムシ、ワムシ等の大型微生物の
繁殖が確認され、第一沈殿槽4a内には極めて多量に大
型微生物が確認された。従来の方法では、第一曝気槽に
大型微生物が繁殖することは殆どないのが普通である。
【0043】また、通常、DO値が2mg/lの条件下
で、BOD値が30mg/l程度の貧栄養状態になり硝
化反応が急速に進みBOD値が10mg/lの状態では
アンモニア態チッソの90%は除去されている。本試験
ではBOD値が3mg/lなので、処理されて出たチッ
ソ(N2)ガスは大気中に放散されてしまいアンモニア
が発生されず悪臭は全くない。汚泥の分解吸収が進みB
OD(mg/l)値が「520」から「3」へと急速に
低下し、汚水が清浄化されると、水の分子が微小クラス
タ−となっているとともに水が清浄化されているので酸
素溶解許容能力が増加しここへ散気管でエアレ−ション
すると酸素が再度多量に溶解する。
で、BOD値が30mg/l程度の貧栄養状態になり硝
化反応が急速に進みBOD値が10mg/lの状態では
アンモニア態チッソの90%は除去されている。本試験
ではBOD値が3mg/lなので、処理されて出たチッ
ソ(N2)ガスは大気中に放散されてしまいアンモニア
が発生されず悪臭は全くない。汚泥の分解吸収が進みB
OD(mg/l)値が「520」から「3」へと急速に
低下し、汚水が清浄化されると、水の分子が微小クラス
タ−となっているとともに水が清浄化されているので酸
素溶解許容能力が増加しここへ散気管でエアレ−ション
すると酸素が再度多量に溶解する。
【0044】本実施例1の実験前に、SAM5aを用い
ない旧装置で処理していた時には、処理能力が300m
3/日であったが、本発明の実験によれば、汚泥が極め
て効率良く分解吸収され、処理能力が旧装置の約倍であ
る660m3/日と飛躍的に良くなった。
ない旧装置で処理していた時には、処理能力が300m
3/日であったが、本発明の実験によれば、汚泥が極め
て効率良く分解吸収され、処理能力が旧装置の約倍であ
る660m3/日と飛躍的に良くなった。
【0045】また、接触曝気方式での曝気能力を比較す
ると従来の場合は通常BOD容積負荷が0.25kg・
日であり流入BOD量は、BODが640mg/lであ
ったから640mg/l×660m3/日÷1000=
422kg・日であり となるが、本実施例1においてはBOD容積負荷が1.
49kg/m3・日(因みに、長時間曝気法では0.3
kg/m3・日程度、接触曝気法では0.25kg/m3
・日程度、純酸素法では2.0〜3.0kg/m3・日
程度)であり である。したがって、これは従来の接触曝気法よりも約
6倍の曝気能力である。
ると従来の場合は通常BOD容積負荷が0.25kg・
日であり流入BOD量は、BODが640mg/lであ
ったから640mg/l×660m3/日÷1000=
422kg・日であり となるが、本実施例1においてはBOD容積負荷が1.
49kg/m3・日(因みに、長時間曝気法では0.3
kg/m3・日程度、接触曝気法では0.25kg/m3
・日程度、純酸素法では2.0〜3.0kg/m3・日
程度)であり である。したがって、これは従来の接触曝気法よりも約
6倍の曝気能力である。
【0046】純酸素法は、溶存酸素を高濃度化した汚水
を汚水処理槽に入れても初期酸素要求量は極めて大きい
ので酸素消失も早く、酸素を一旦消失するとDO(mg
/l)値を上げるには送風装置によって酸素を送って補
うことを必要とする。したがって、処理を稼働維持する
ためには純酸素法の酸素濃度を示す図5のように反応槽
内に断続的に繰り返し酸素を供給しなければならない難
点がある。本発明によれば、気泡が長期間消失しないの
で、空気によるエアレ−ションによって溶存酸素を再度
高濃度化することができるるろ。
を汚水処理槽に入れても初期酸素要求量は極めて大きい
ので酸素消失も早く、酸素を一旦消失するとDO(mg
/l)値を上げるには送風装置によって酸素を送って補
うことを必要とする。したがって、処理を稼働維持する
ためには純酸素法の酸素濃度を示す図5のように反応槽
内に断続的に繰り返し酸素を供給しなければならない難
点がある。本発明によれば、気泡が長期間消失しないの
で、空気によるエアレ−ションによって溶存酸素を再度
高濃度化することができるるろ。
【0047】また、前記反応促進気体に、オゾンなどの
有害細菌選択滅菌ガスを微量含有させるものである。さ
らに、前記微生物学的処理工程において、処理中又は処
理後の汚水を気固液微細化手段に循環させるものであ
る。
有害細菌選択滅菌ガスを微量含有させるものである。さ
らに、前記微生物学的処理工程において、処理中又は処
理後の汚水を気固液微細化手段に循環させるものであ
る。
【0048】この曝気槽内の汚泥には大量に微細気泡が
あり、すでに溶存酸素が高濃度で存在するのでエアレ−
ションは補助的なものであり、また攪拌機は、酸素が行
渡るように均一に攪拌するというよりは汚泥物質をかき
混ぜるという意味で使用するのであるから小型、低速で
あっても充分である。また、通常は曝気槽は段階的に処
理するために3〜5槽列ねて設けるが、本発明において
は二倍ないし三倍程度処理能力が向上するので、同等の
処理能力を発揮させるためには、その半分の1〜2槽で
足りる。
あり、すでに溶存酸素が高濃度で存在するのでエアレ−
ションは補助的なものであり、また攪拌機は、酸素が行
渡るように均一に攪拌するというよりは汚泥物質をかき
混ぜるという意味で使用するのであるから小型、低速で
あっても充分である。また、通常は曝気槽は段階的に処
理するために3〜5槽列ねて設けるが、本発明において
は二倍ないし三倍程度処理能力が向上するので、同等の
処理能力を発揮させるためには、その半分の1〜2槽で
足りる。
【0049】またこの実施例1では、微生物活着材6と
しては、ここではハニカム状の微生物活着材を用いた
が、粒状、紐状、網状等の各種提供されている。この微
細気泡の作用とあいまって活着材に付着して繁殖する好
気性微生物が汚泥を高効率に分解吸収するので余剰汚泥
の発生が殆どなくなる。上澄水を得るには発生する余剰
汚泥の量によっては沈殿槽を縮小したり、簡略的な分離
槽で充分である。
しては、ここではハニカム状の微生物活着材を用いた
が、粒状、紐状、網状等の各種提供されている。この微
細気泡の作用とあいまって活着材に付着して繁殖する好
気性微生物が汚泥を高効率に分解吸収するので余剰汚泥
の発生が殆どなくなる。上澄水を得るには発生する余剰
汚泥の量によっては沈殿槽を縮小したり、簡略的な分離
槽で充分である。
【0050】さらにまた別の態様として、曝気槽から処
理中の汚水を気固液微細化手段に再循環させることによ
って汚泥中の溶存酸素を常に高濃度に維持して好気性微
生物を肥大増殖させて高効率に汚泥が分解吸収される。
また、以上の各種態様を汚泥の種類、目的、規模などに
合せて好気性と嫌気性とを併用して効率よく組合せたり
することにより装置全体を高効率化、超小型化すること
が可能となる。
理中の汚水を気固液微細化手段に再循環させることによ
って汚泥中の溶存酸素を常に高濃度に維持して好気性微
生物を肥大増殖させて高効率に汚泥が分解吸収される。
また、以上の各種態様を汚泥の種類、目的、規模などに
合せて好気性と嫌気性とを併用して効率よく組合せたり
することにより装置全体を高効率化、超小型化すること
が可能となる。
【0051】また、本発明の使用可能な微生物学的処理
方式は、好気性微生物学的処理工程は、エアレ−ション
方式、散水ろ床方式、ラグ−ン方式、生物濾過槽方式又
は回転板接触方式があり、嫌気性微生物学的処理工程
は、消化槽方式、流動床方式、又は固定床方式がある。
さらに詳しくは、活性汚泥方式、接触曝気式活性汚泥方
式、流動床リアクタ方式、固定床リアクタ方式、回分式
活性汚泥方式、散水瀘床方式、回遊式間欠曝気方式、回
転板接触方式又は長時間曝気方式を含むものである。
方式は、好気性微生物学的処理工程は、エアレ−ション
方式、散水ろ床方式、ラグ−ン方式、生物濾過槽方式又
は回転板接触方式があり、嫌気性微生物学的処理工程
は、消化槽方式、流動床方式、又は固定床方式がある。
さらに詳しくは、活性汚泥方式、接触曝気式活性汚泥方
式、流動床リアクタ方式、固定床リアクタ方式、回分式
活性汚泥方式、散水瀘床方式、回遊式間欠曝気方式、回
転板接触方式又は長時間曝気方式を含むものである。
【0052】
【発明の効果】本発明の気固液微細化手段による汚水処
理方法によって、極めて高効率(接触曝気方式の約6倍
の能力)に汚水処理が可能となり、同じ処理能力を確保
するのに、曝気槽の数を削減したり、処理装置全体を小
型化して装置の設置空間を節約することができる。ま
た、空気を均一行き渡らせるための攪拌は必要ではな
く、エアレ−ション装置のランニングのための電力消費
が大幅に削減できる。さらに、発生する余剰汚泥の量が
極めて少ないので、排出汚泥処理のための廃棄物処理場
の確保を容易にする。これにより汚水処理装置の普及が
前進し、排水公害防止対策に大きく寄与することがで
き、電力消費も少なく省資源エネルギ−対策にも貢献す
ることが明白である。
理方法によって、極めて高効率(接触曝気方式の約6倍
の能力)に汚水処理が可能となり、同じ処理能力を確保
するのに、曝気槽の数を削減したり、処理装置全体を小
型化して装置の設置空間を節約することができる。ま
た、空気を均一行き渡らせるための攪拌は必要ではな
く、エアレ−ション装置のランニングのための電力消費
が大幅に削減できる。さらに、発生する余剰汚泥の量が
極めて少ないので、排出汚泥処理のための廃棄物処理場
の確保を容易にする。これにより汚水処理装置の普及が
前進し、排水公害防止対策に大きく寄与することがで
き、電力消費も少なく省資源エネルギ−対策にも貢献す
ることが明白である。
【図1】水のクラスタ−についての比較を示すグラフ図
【図2】オゾンを用いた場合のフロ−図
【図3】本発明の実施例1の原理的フロ−図
【図4】本発明の実施例1を示すフロ−図
【図5】従来の純酸素法の酸素濃度変化の一例を示すグ
ラフ図
ラフ図
【図6】本発明の処理工程が嫌気性と好気性の連結であ
る場合のフロ−シ−ト
る場合のフロ−シ−ト
【図7】本発明の長時間曝気方式におけるフロ−シ−ト
1 調整槽 2 気固液微細化処理槽 3 曝気槽 3a 第一曝気槽 3b 第二曝気槽 4 沈殿槽 4a 第一沈殿槽 4b 第二沈殿槽 4c 余剰汚泥沈殿槽 5 気固液微細化装置 5a SAM 6 微生物活着材 7 オゾン発生機 8 上澄液 9 汚水 10 反応促進気体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】本発明を可能とする使用するに適した装置
としては、その一つとして気体、固体及び液体を管内で
加圧と減圧を短時間で交互に繰り返して微細化し混合す
るタイプの気固液微細化混合装置(以下「混合機」と呼
ぶ)がある。このタイプの混合機は、汚水に対して体積
比30%の空気を送り込み、送液管径の変化による加圧
と減圧を繰返すもので、その本体の構造は、可動部がな
い、目詰りがない、耐蝕性に優れているといった特徴が
あり、超音波を伴って水の微小クラスター化が可能とな
り、酸素溶解が高く(酸素溶解効率が水道水で30〜5
0%)、微細気泡(50μm以下)を発生できる優れた
性能がある。特に本発明の使用においては高能力タイプ
を用いる。この混合機によれば、清水の場合、DO値が
20℃で、溶存酸素濃度が通常では考えられない最大4
0mg/1程度可能であった。また汚水に空気を用いた
時の微細気体は直後においては50μm程度の大きな気
泡が混ざって発生するが、しばらくして1〜10μmが
汚水中に残り、汚水の汚泥分は原水で約200μmの大
きさであったものが約10μm以下に微細化された。
としては、その一つとして気体、固体及び液体を管内で
加圧と減圧を短時間で交互に繰り返して微細化し混合す
るタイプの気固液微細化混合装置(以下「混合機」と呼
ぶ)がある。このタイプの混合機は、汚水に対して体積
比30%の空気を送り込み、送液管径の変化による加圧
と減圧を繰返すもので、その本体の構造は、可動部がな
い、目詰りがない、耐蝕性に優れているといった特徴が
あり、超音波を伴って水の微小クラスター化が可能とな
り、酸素溶解が高く(酸素溶解効率が水道水で30〜5
0%)、微細気泡(50μm以下)を発生できる優れた
性能がある。特に本発明の使用においては高能力タイプ
を用いる。この混合機によれば、清水の場合、DO値が
20℃で、溶存酸素濃度が通常では考えられない最大4
0mg/1程度可能であった。また汚水に空気を用いた
時の微細気体は直後においては50μm程度の大きな気
泡が混ざって発生するが、しばらくして1〜10μmが
汚水中に残り、汚水の汚泥分は原水で約200μmの大
きさであったものが約10μm以下に微細化された。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】
【実験例1】以下の条件で記録計器はベックマンDO計
によって、前記高能力タイプの混合機を用いてDO値の
測定したら下記のようであった。
によって、前記高能力タイプの混合機を用いてDO値の
測定したら下記のようであった。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】また前記実験の水の微小クラスターについ
て、核磁気共鳴解析法(NMR法)で水道水と微細化処
理水を比較測定すると図1のグラフ図のようであった。
図1の(イ)が水道水で(ロ)が処理水である。この判
定は[v1/2]の巾で比較され、これが細かいほど水
分子の活動が活発なことを示し、クラスターが小さくな
ったことを意味する。別の水道水を測定したところ水道
水原水の水分子の振動数が128Hz、これを遠赤外線
処理すると麦飯石による場合97Hzセラミックボード
処理による場合89Hzであったが、前記混合機による
処理水は超音波処理によるもので85Hzであった。ま
た、電磁波処理によってもクラスターを小さくできると
の報告があるが、事実ならばこれも気固液微細化手段に
使用できる。水の分子は通常水6分子がそれぞれ水素結
合しているが、水素結合が切断されて分子が分離されて
4分子結合になっていることを示すものである。この作
用は、現在野菜栽培においては成長を促進し、豚飼育で
は締まった豚肉が得られることが確認されている。
て、核磁気共鳴解析法(NMR法)で水道水と微細化処
理水を比較測定すると図1のグラフ図のようであった。
図1の(イ)が水道水で(ロ)が処理水である。この判
定は[v1/2]の巾で比較され、これが細かいほど水
分子の活動が活発なことを示し、クラスターが小さくな
ったことを意味する。別の水道水を測定したところ水道
水原水の水分子の振動数が128Hz、これを遠赤外線
処理すると麦飯石による場合97Hzセラミックボード
処理による場合89Hzであったが、前記混合機による
処理水は超音波処理によるもので85Hzであった。ま
た、電磁波処理によってもクラスターを小さくできると
の報告があるが、事実ならばこれも気固液微細化手段に
使用できる。水の分子は通常水6分子がそれぞれ水素結
合しているが、水素結合が切断されて分子が分離されて
4分子結合になっていることを示すものである。この作
用は、現在野菜栽培においては成長を促進し、豚飼育で
は締まった豚肉が得られることが確認されている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】
【実験例2】さらに、通常は水に殆ど溶解しないオゾン
(O3)を汚水に溶存させる前記混合機を用いた具体例
を示すと、この設定条件は 1.水温 22℃ 2.吐出水量 27.31/min 3.O3供給量 2gO3/H(33mgO3/m
in) であり、この時のO3溶解効率は である。
(O3)を汚水に溶存させる前記混合機を用いた具体例
を示すと、この設定条件は 1.水温 22℃ 2.吐出水量 27.31/min 3.O3供給量 2gO3/H(33mgO3/m
in) であり、この時のO3溶解効率は である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】したがって溶存酸素と同様に汚水に微量オ
ゾンを溶存オゾンとして含ませておくことができる。こ
のオゾン濃度が多くなると好気性微生物にとってもオゾ
ンが有害に働き、少な過ぎると滅菌効果がなくなるので
オゾン濃度の調整は確実に行なうことが必要である。そ
こで、図2のフロー図で示すように、前記混合機(気固
液微細化手段)5aにオゾン発生機7から0.1ppm
程度のごく微量オゾン(O3)を送り込んで選択的に好
気性微生物にとって有害な細菌類のみを滅菌し、その結
果好気性微生物が有害細菌類に増殖を阻害されなくなり
肥大増殖し、汚泥を高効率に分解吸収させること可能で
となる。
ゾンを溶存オゾンとして含ませておくことができる。こ
のオゾン濃度が多くなると好気性微生物にとってもオゾ
ンが有害に働き、少な過ぎると滅菌効果がなくなるので
オゾン濃度の調整は確実に行なうことが必要である。そ
こで、図2のフロー図で示すように、前記混合機(気固
液微細化手段)5aにオゾン発生機7から0.1ppm
程度のごく微量オゾン(O3)を送り込んで選択的に好
気性微生物にとって有害な細菌類のみを滅菌し、その結
果好気性微生物が有害細菌類に増殖を阻害されなくなり
肥大増殖し、汚泥を高効率に分解吸収させること可能で
となる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】
【実験例3】オゾンは通常の水には殆ど溶解しないが気
固液微細化手段を用いると、微小クラスターとなり、下
記のように多量に溶解する。下記表1は、埼玉県の川口
市と静岡県の清水市の水道水での比較試験である。
固液微細化手段を用いると、微小クラスターとなり、下
記のように多量に溶解する。下記表1は、埼玉県の川口
市と静岡県の清水市の水道水での比較試験である。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】
【実験例4】混合機を用いて下記のようにDO値の比較
測定をした。下記表2は、汚水の小型水槽での時間経過
によってDO値が変化する様子、混合機を用いた場合と
エアレーションのみによる場合と比較した試験である。
試験条件は 水温 17.0℃ 処理量 15 1 運転時間混合機 の場合 5分間運転後20分間放置
しDO値が0になってからエアレーションを継続運転 エアレーションの場合 継続運転
測定をした。下記表2は、汚水の小型水槽での時間経過
によってDO値が変化する様子、混合機を用いた場合と
エアレーションのみによる場合と比較した試験である。
試験条件は 水温 17.0℃ 処理量 15 1 運転時間混合機 の場合 5分間運転後20分間放置
しDO値が0になってからエアレーションを継続運転 エアレーションの場合 継続運転
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】
【表2】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】この試験の結果の表2によると、小型水槽
によるものなので、変化が急ではあるが、混合機によっ
てDO値が高められる様子が判る。また、一旦DO値が
減少しても散気管等で空気を送ればクラスターが小さく
なっているのでかなりDO値が回復できることを示して
いる。
によるものなので、変化が急ではあるが、混合機によっ
てDO値が高められる様子が判る。また、一旦DO値が
減少しても散気管等で空気を送ればクラスターが小さく
なっているのでかなりDO値が回復できることを示して
いる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】
【実施例1】製麺工場において、既存の排水処理設備を
改造して、本発明の汚水処理方法にて実施を行なった。
これを図で説明すると、図3のフロー図はこの典型的な
処理設備を原理的に示すものであり、原水汚水9を、反
応促進気体10を混合して気固液微細化装置5で処理し
て定量づつ微生物学的処理槽3に送り、この微生物学的
処理槽3で微生物学的処理後の上澄液8を放流排出す
る。
改造して、本発明の汚水処理方法にて実施を行なった。
これを図で説明すると、図3のフロー図はこの典型的な
処理設備を原理的に示すものであり、原水汚水9を、反
応促進気体10を混合して気固液微細化装置5で処理し
て定量づつ微生物学的処理槽3に送り、この微生物学的
処理槽3で微生物学的処理後の上澄液8を放流排出す
る。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】この排水処理設備は活性汚泥法の生物活着
材による接触曝気方式によるもので、さらに具体的には
図4のフロー図に示すようである。原水汚水9を調整槽
1に貯蓄し、流量を調節して定量づつ曝気槽3に送り混
合機5aにて気固液微細化処理槽2内の汚水9を混合機
5aに再循環させて微細化処理し、できた微細化汚水を
第一曝気槽3a長時間滞留させた後、第一沈殿槽4aに
送り、さらに微生物活着材6を装着した第二曝気槽3b
内に送り数時間接触曝気での微生物による汚泥分の分解
吸収をして、この処理水を第二沈殿槽4bへ送る。そし
て、余剰汚泥沈殿槽4cで排水余剰汚泥を汲み上げ除去
し、上澄液8を放流排出する。曝気槽3a,3bにはエ
アレーションを継続しておく。この装置における処理条
件は 1.原水流入量 15.0 t/h 2.微細化処理量 15.0 t/h 3.ポンプの汚泥注入加圧 1.75kfg/
cm2 4.コンプレッサーの空気注入加圧 3.0 kfg/
cm2 5.微細化処理槽内滞留時間 13 min 6.混合機の処理能力 28 m3/h、
660m3/日 この水質検査の結果は次表3の通りであった。
材による接触曝気方式によるもので、さらに具体的には
図4のフロー図に示すようである。原水汚水9を調整槽
1に貯蓄し、流量を調節して定量づつ曝気槽3に送り混
合機5aにて気固液微細化処理槽2内の汚水9を混合機
5aに再循環させて微細化処理し、できた微細化汚水を
第一曝気槽3a長時間滞留させた後、第一沈殿槽4aに
送り、さらに微生物活着材6を装着した第二曝気槽3b
内に送り数時間接触曝気での微生物による汚泥分の分解
吸収をして、この処理水を第二沈殿槽4bへ送る。そし
て、余剰汚泥沈殿槽4cで排水余剰汚泥を汲み上げ除去
し、上澄液8を放流排出する。曝気槽3a,3bにはエ
アレーションを継続しておく。この装置における処理条
件は 1.原水流入量 15.0 t/h 2.微細化処理量 15.0 t/h 3.ポンプの汚泥注入加圧 1.75kfg/
cm2 4.コンプレッサーの空気注入加圧 3.0 kfg/
cm2 5.微細化処理槽内滞留時間 13 min 6.混合機の処理能力 28 m3/h、
660m3/日 この水質検査の結果は次表3の通りであった。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】
【表3】
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】以上により、この排水汚泥処理装置の処理
結果を表す表3を見ると、DO値が原水1.2であった
のが第一曝気槽3aではDO値は4.9から2.4にな
り、MLSSが7320mg/lであり、第二曝気槽3
bではDO値は2.8、MLSSが7740mg/lで
あった。白濁コロイド状となった混合機処理水が4.9
となり、さらに曝気槽で処理された後の上澄液8(コロ
イド状ではなく清澄である)の放流水が7.8と大幅に
向上している。DO値が大きくなると微生物、特にズー
グレアの繁殖が活発となり、ズーグレアが活発に汚泥を
分解吸収した結果大変浄化が進む。第一曝気槽7にはツ
リガネムシ、マルイタケムシ、ワムシ等の大型微生物の
繁殖が確認され、第一沈殿槽4a内には極めて多量に大
型微生物が確認された。従来の方法では、第一曝気槽に
大型微生物が繁殖することは殆どないのが普通である。
結果を表す表3を見ると、DO値が原水1.2であった
のが第一曝気槽3aではDO値は4.9から2.4にな
り、MLSSが7320mg/lであり、第二曝気槽3
bではDO値は2.8、MLSSが7740mg/lで
あった。白濁コロイド状となった混合機処理水が4.9
となり、さらに曝気槽で処理された後の上澄液8(コロ
イド状ではなく清澄である)の放流水が7.8と大幅に
向上している。DO値が大きくなると微生物、特にズー
グレアの繁殖が活発となり、ズーグレアが活発に汚泥を
分解吸収した結果大変浄化が進む。第一曝気槽7にはツ
リガネムシ、マルイタケムシ、ワムシ等の大型微生物の
繁殖が確認され、第一沈殿槽4a内には極めて多量に大
型微生物が確認された。従来の方法では、第一曝気槽に
大型微生物が繁殖することは殆どないのが普通である。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】本実施例1の実験前に、混合機5aを用い
ない旧装置で処理していた時には、処理能力が300m
3/日であったが、本発明の実験によれば、汚泥が極め
て効率良く分解吸収され、処理能力が旧装置の約倍であ
る660m3/日と飛躍的に良くなった。
ない旧装置で処理していた時には、処理能力が300m
3/日であったが、本発明の実験によれば、汚泥が極め
て効率良く分解吸収され、処理能力が旧装置の約倍であ
る660m3/日と飛躍的に良くなった。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】水のクラスターについての比較を示すグラフ図
【図2】オゾンを用いた場合のフロー図
【図3】本発明の実施例1の原理的フロー図
【図4】本発明の実施例1を示すフロー図
【図5】従来の純酸素法の酸素濃度変化の一例を示すグ
ラフ図
ラフ図
【図6】本発明の処理工程が嫌気性と好気性の連結であ
る場合のフローシート
る場合のフローシート
【図7】本発明の長時間曝気方式におけるフローシート
【符号の説明】 1 調整槽 2 気固液微細化処理槽 3 曝気槽 3a 第一曝気槽 3b 第二曝気槽 4 沈殿槽 4a 第一沈殿槽 4b 第二沈殿槽 4c 余剰汚泥沈殿槽 5 気固液微細化装置 5a 混合機 6 微生物活着材 7 オゾン発生機 8 上澄液 9 汚水 10 反応促進気体
Claims (14)
- 【請求項1】 微生物学的汚水処理方式による汚水処理
方法において、超微小波を与えて流体中の気体、固体及
び液体を同時的に微細化処理する気固液微細化手段によ
って、汚水に含まれる水及び汚泥分と反応促進気体を微
細化処理して微生物学的処理工程に導くことを特徴とす
る汚水処理法。 - 【請求項2】 微細化処理された水の分子が、微小クラ
スタ−である請求項1の汚水処理法。 - 【請求項3】 微細化処理された汚泥分が、長さ約10
μm以下である請求項1または2の汚水処理法。 - 【請求項4】 微細化処理された反応促進気体が、泡径
約10μm以下である請求項1乃至3のうちいずれか一
項記載の汚水処理法。 - 【請求項5】 微生物学的処理工程での処理中又は処理
後の汚水を気固液微細化手段に循環させることを特徴と
する請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の汚水処理
法。 - 【請求項6】 微生物学的処理工程が、好気性微生物学
的処理工程である請求項1乃至5のうちいずれか一項記
載の汚水処理法。 - 【請求項7】 微生物学的処理工程が、嫌気性微生物学
的処理工程である請求項1乃至5のうちいずれか一項記
載の汚水処理法。 - 【請求項8】 微生物学的処理工程が、嫌気性と好気性
の微生物学的処理工程の両者を連結した工程である請求
項1乃至5のうちいずれか一項記載の汚水処理法。 - 【請求項9】 好気性微生物学的処理工程が、エアレ−
ション方式、散水ろ床方式、ラグ−ン方式、生物濾過槽
方式又は回転板接触方式である請求項6または8の汚水
処理法。 - 【請求項10】 嫌気性微生物学的処理工程が、消化槽
方式、流動床方式、又は固定床方式である請求項7また
は8の汚水処理法。 - 【請求項11】 好気性微生物学的処理工程に用いる反
応促進気体が、純酸素又は空気及び純酸素と空気の混合
気体である請求項6または8の汚水処理法。 - 【請求項12】 嫌気性微生物学的処理工程に用いる反
応促進気体が、メタンである請求項7または8の汚水処
理法。 - 【請求項13】 反応促進気体が、微生物の選択滅菌気
体を含有する気体である請求項1乃至12のうちいずれ
か一項記載の汚水処理法。 - 【請求項14】 選択滅菌気体が、オゾンである請求項
13の汚水処理法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22515193A JP3483917B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 汚水処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22515193A JP3483917B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 汚水処理法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0751686A true JPH0751686A (ja) | 1995-02-28 |
JP3483917B2 JP3483917B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=16824748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22515193A Expired - Fee Related JP3483917B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 汚水処理法 |
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---|---|
JP (1) | JP3483917B2 (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-08-18 JP JP22515193A patent/JP3483917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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