JPH08108190A - 生物濾過方法 - Google Patents

生物濾過方法

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Publication number
JPH08108190A
JPH08108190A JP6245197A JP24519794A JPH08108190A JP H08108190 A JPH08108190 A JP H08108190A JP 6245197 A JP6245197 A JP 6245197A JP 24519794 A JP24519794 A JP 24519794A JP H08108190 A JPH08108190 A JP H08108190A
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JP
Japan
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water
biological filtration
carrier
calcium
biological
Prior art date
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Pending
Application number
JP6245197A
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English (en)
Inventor
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
Tetsuro Fukase
哲朗 深瀬
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08108190A publication Critical patent/JPH08108190A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カルシウム含有排水を、微生物を担持した担
体を充填した生物濾過装置に通水して生物濾過処理する
に当り、カルシウムスケールの生成を効果的に防止し
て、安定かつ効率的な処理を行う。 【構成】 生物濾過装置の流出水のpHを、カルシウム
スケールが溶解するpH値に調整すると共に、生物濾過
装置内の担体を混合する。 【効果】 流出水のpHを低くすることにより、生物濾
過装置の硝化反応を阻害することなく、カルシウムスケ
ールの生成を防止することができる。担体を混合するこ
とにより、濾材層内の担体を満遍なく低pH環境下にさ
らし、濾材層全体についてカルシウムスケールの溶解を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生物濾過方法に係り、特
に、カルシウム含有排水を、微生物を担持した担体を充
填した生物濾過装置に通水して生物濾過処理するに当
り、カルシウムスケールの生成を効果的に防止して、安
定かつ効率的な処理を行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】担体(濾材)表面に微生物を付着させ、
この微生物付着担体の濾材層を形成した生物濾過槽に排
水を通水して処理する生物濾過処理法は、排水中の溶解
性有機物及びSSを除去するのに適した方法であり、近
年では更に窒素やリン除去等にも適用され、工業的に極
めて有用な技術となってきている。
【0003】しかし、このような生物濾過処理法によ
り、カルシウム含有排水を処理すると、担体にカルシウ
ムスケールが付着して目詰りを生じ、処理を継続し得な
くなる。このため、従来、カルシウム含有排水を生物濾
過処理する際には、別途設けたカルシウム除去手段によ
り、予め排水中のカルシウムを除去したり、付着したス
ケールを酸洗浄により除去したりする等の手段が講じら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、カルシウム除
去手段を別途設けて処理する場合には、設備費、装置設
置面積、運転コストの増大を招き好ましくない。また、
酸洗浄では、装置の運転を停止する必要が生じ、処理効
率が低下する上に、スケールを確実に溶解させるために
はpH4程度の酸を用いる必要があることから、酸によ
る装置の腐食の問題が生じる。
【0005】このため、従来、カルシウム含有排水の処
理には生物濾過法ではなく、浮遊法が一般に用いられて
いるが、浮遊法は、生物濾過法に比べて 処理水の固液分離に沈殿池が必要であるため、必要
とする装置設置面積が大きい。 微生物の維持濃度が低く、装置単位体積当りの処理
能力が小さい。 といった欠点がある。従って、カルシウム含有排水につ
いても、生物濾過方法の適用が望まれる。
【0006】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであり、カルシウム含有排水を、微生物を担持した
担体を充填した生物濾過装置に通水して生物濾過処理す
るに当り、カルシウムスケールの生成を効果的に防止し
て、安定かつ効率的な処理を行う方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の生物濾過方法
は、カルシウム含有排水を、微生物を担持した担体を充
填した生物濾過装置に通水して生物濾過処理する方法に
おいて、該生物濾過装置の流出水のpHを、カルシウム
スケールが溶解するpH値に調整すると共に、該生物濾
過装置内の担体を混合することを特徴とする。
【0008】
【作用】カルシウムスケールの生成量は、温度、pH、
カルシウム濃度、リン濃度、炭酸濃度等により影響を受
け、pHについては、5.8以下であるとカルシウムス
ケールは溶解する。本発明においては、これらの因子の
うち、下記の機構によりpHを制御してカルシウムスケ
ールの生成を防止する。
【0009】生物濾過装置内においては、アンモニア性
窒素から硝酸性窒素を生成する硝化反応の進行により、
硝化部(担体充填層。以下「濾材層」と称する場合があ
る。)入口部から硝化部出口部へ向けて、pH値が、次
第に低下するpH勾配を示す。このため、生物濾過装置
内に流入した水は、硝化部を通過する過程で徐々にpH
が低下するものとなる。なお、硝化部出口の適正pHは
6.5〜7程度である。
【0010】カルシウムスケールの生成防止のために、
硝化部入口pHを5.8以下にすると、カルシウムスケ
ールは溶解するものの、硝化部はその適正pHをはずれ
るため硝化反応が阻害される。
【0011】しかし、上述の如く、硝化部は入口側から
出口側へpH値が低下するpH勾配を示すため、硝化部
の出口pHを5.8以下となるように設定する場合に
は、この出口付近以外の硝化部については、適正pH範
囲内に維持できるため、硝化反応は若干遅くなるもの
の、反応が停止することはなく、また、装置の出口付近
の一部のみを低いpHとするだけであるので、支障なく
処理することができる。
【0012】このように、生物濾過装置の流出水のpH
をカルシウムスケールが溶解するpH値に維持すること
により、生物処理に支障をきたすことなく、装置の出口
付近において、カルシウムスケールの生成を防止すると
共に、生成したカルシウムスケールを溶解させることが
できる。
【0013】ところで、このように流出水のpHを低下
させることにより、装置出口付近のカルシウムスケール
を溶解除去することはできるが、装置の濾材層の出口部
以外において、カルシウムスケールが蓄積してくる。
【0014】そこで、本発明においては、装置内の担体
を混合することにより、濾材層内で担体を入れ替える。
即ち、濾材層出口側の担体を濾材層入口側へ、濾材層出
口側以外の担体を濾材層出口側へ入れ替える。これによ
り、濾材層の担体を満遍なく低pH環境下にさらすよう
にして、濾材層全体についてカルシウムスケールの溶解
を図る。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
詳細に説明する。
【0016】図1,2は本発明の生物濾過方法を適用す
る生物濾過装置の一実施例を示す系統図である。なお、
図1,2において、同一機能を奏する部材には同一符号
を付してある。
【0017】図1において、1は生物濾過槽であり、下
部に散気管2を備え、底部に原水導入配管11が接続さ
れ、上部に処理水の抜出配管12が接続されている。即
ち、生物濾過槽1は、微生物担体として浮上性濾材を装
填した上向流式生物濾過槽であり、この濾材を充填した
濾材層3が硝化部となっている。4は濾材の流出を防止
するための押え板である。
【0018】この生物濾過装置において、原水は、配管
11より生物濾過槽1に導入され、生物濾過槽1の濾材
層(硝化部)3内を上昇する過程で生物による硝化反応
が進行し(これによりpHが徐々に低下する。)、硝化
による窒素の処理がなされた処理水は配管12より系外
へ排出される。なお、この処理水の一部は、生物濾過槽
底部に循環して原水と共に処理するようにしても良い。
【0019】図1に示す装置は、生物濾過槽において原
水中のアンモニア性窒素を硝化反応により硝酸性窒素と
して除去するものであるが、生物濾過槽内において、硝
化と脱窒を行うためには、図2に示す如く、生物濾過槽
1の濾材層の中間に散気管2を設けて空気を散気し、上
部濾材層(硝化部)3Aで硝化を行い、処理水の一部
を、循環配管13により循環して、下部濾材層(脱窒
部)3Bで脱窒を行う。
【0020】この場合、循環配管13から循環される処
理水が混合された後の水のpHが、所定のpH値となる
ように調整する必要があり、本実施例においては、別途
設けた混合用の受槽5に配管10からの原水と循環配管
13からの循環水とを受け、この受槽5において、アル
カリを添加してpH調整を行った後、配管11より生物
濾過槽1に導入する。
【0021】本実施例の装置においては、生物濾過槽1
の流入水は、まず、下部濾材層3Bの脱窒部を経て、上
部濾材層3Aの硝化部を通過し、硝化脱窒反応により窒
素が除去された処理水は、その一部は配管13より循環
され、残部は配管12より系外に排出される。
【0022】本発明においては、このような生物濾過に
よる硝化又は硝化脱窒処理を行うに当り、生物濾過槽の
出口部(即ち、硝化部の出口部)のpHをカルシウムス
ケールが溶解するpH値に調整する。即ち、生物濾過槽
の流出水の適正pHは6.5〜7程度であるが、このp
HをpH5.8以下、好ましくは5〜5.6とする。
【0023】このような低pH値に調整する方法として
は、具体的には、次の又はの方法を採用することが
できる。
【0024】 原水のBOD負荷を下げる。即ち、B
OD負荷を下げると、硝化が促進され、硝化部の流出水
のpHの低下が大きくなるため、上記pH値に調整する
ことができる。具体的には、従来、一般にBOD負荷2
〜4kg/m3 ・日で運転している系において、BOD
負荷1kg/m3 ・日程度とする。
【0025】 生物濾過槽流入水のpHを低くする。
即ち、生物濾過槽の流入水の最適pHは8〜8.5であ
り、このような最適pHに調整するために、原水には通
常の場合、アルカリを添加している。このアルカリ添加
量を減らして、生物濾過槽流入水のpHを7〜8程度と
する。この場合には、カルシウムスケールの防止と共
に、アルカリ添加量の低減も図ることができる。なお、
pH調整に用いるアルカリとしては、炭酸塩以外のもの
を用いる必要がある。即ち、カルシウムスケールの生成
は、炭酸の存在下において促進されるため、重炭酸ナト
リウム(NaHCO3 )等を用いるのは好ましくない。
アルカリとしては、水酸化ナトリウム(NaOH)等が
好適である。
【0026】本発明において、生物濾過槽流出水のpH
は常にカルシウムスケールの溶解pH値となるように調
整する必要はなく、定期的に又は必要に応じて、生物濾
過槽流出水のpHを所定期間5.8以下、好ましくは5
〜5.5とし、通常は適正pHの6.5〜7として処理
を行っても良い。
【0027】ところで、前述の如く、このように生物濾
過槽の流出水のpHを低下させることにより、濾材層の
出口部付近に付着したカルシウムスケールは溶解する
が、濾材層の出口部以外の部分ではカルシウムスケール
が解消されない。このため、本発明においては、濾材層
を混合して担体を撹乱させ、濾材層の担体を入口側と出
口側とで入れ替えるようにする。
【0028】この濾材層の混合には、濾材層の洗浄を行
って、担体を流動撹乱して混合するのが簡便である。従
って、生物濾過槽の流出水のpHを常時低く維持する場
合には、定期的或いは必要に応じて濾材層の洗浄(逆
洗)を行って担体を混合する。また、定期的又は必要に
応じて生物濾過槽の流出水のpHを低くしている場合に
は、低pHに維持する期間が終了した後に洗浄(逆洗)
を行う。この場合には、当該生物濾過槽の定期洗浄の周
期に合わせて、その定期洗浄の直前で、生物濾過槽のp
Hを下げる工程を設けるようにするのが有利である。
【0029】なお、本発明において、生物濾過槽の構成
には特に制限はなく、図1,2に示す如く、浮上性濾材
を用いて上向流通水する型式のものの他、沈降性濾材を
用いて下向流通水する型式のものも採用可能である。
【0030】このような本発明の生物濾過方法は、カル
シウム濃度が200mg/l以上であるカルシウム含有
排水、具体的には半導体製造排水、排煙脱硫排水等の生
物濾過に有効に適用される。
【0031】以下に具体的な実施例、比較例及び参考例
を挙げて、本発明をより詳細に説明する。説明の便宜上
まず比較例を挙げる。
【0032】比較例1 下記水質の排水を、図1に示す生物濾過装置に通水して
処理した。なお、装置仕様は下記の通りであり、下部よ
り散気を行うと共に、排水を通水量4.5m3/日(B
OD負荷3kg/m3 ・日)で上向流通水した。また、
通水期間中は、1日に、空気(LV:15m/hr)及
び水(LV:60m/hr)による逆洗処理を1回につ
き3分ずつ、3回繰り返して行った。
【0033】排水水質 pH:6.8 カルシウム濃度:220mg/l M−アルカリ度: 25mg/l(CaCO3 換算) NH4 −N : 50mg/l BOD :250mg/l装置仕様 生物濾過槽内径:40cm 生物濾過槽高さ:5m 担 体 :直径3.5mmの発泡スチロール 濾材層高さ :3m その結果、pH7.6の処理水が得られたが、通水開始
2週間目頃から生物濾過槽出口付近にカルシウムスケー
ルの付着が見られ、2ケ月後には濾材層がカルシウムス
ケールにより目詰りし、逆洗では回復せず、通水不能と
なった。
【0034】実施例1 排水の通水量を1m3 /日(BOD負荷0.67kg/
3 ・日)としたこと以外は、比較例1と同様に通水及
び逆洗を行った。その結果、徐々に硝化が進行し、処理
水のpHは5.6まで低下した。そして、通水開始後3
ケ月経過後においても担体へのカルシウムスケールの付
着はみられず、圧力損失は2mAq以下に抑えられ、安
定に運転を継続することができた。
【0035】実施例2 図2に示す装置を用いて、比較例1で処理した排水と同
水質の排水の処理を行った。用いた装置の仕様は、散気
管を濾材層の下部より1mの高さ位置に設けたこと以外
は比較例1における装置仕様と同様である。なお、原水
流量は1m3 /日とし、流出水の一部を循環比(原水に
対する循環水量の割合)3で循環し、原水と循環水とは
受槽に一旦受けて撹拌混合し、NaOHの添加によりp
Hを7.4に制御した後、通水した。逆洗については比
較例1と同様に行った。
【0036】その結果、処理水のpHは5.4であり、
通水開始後3ケ月経過後においても担体へのカルシウム
スケールの付着はみられず、圧力損失は2mAq以下に
抑えられ、安定に運転を継続することができた。
【0037】参考例1 NaOHの代りにNaHCO3 を用いてpH調整を行っ
たこと以外は実施例2と同様にして通水(循環通水)及
び逆洗を行った。
【0038】その結果、通水開始後2ケ月経過頃から、
逆洗を行っても圧力損失が回復しなくなり、通水開始か
ら3ケ月後には圧力損失が4mAqを超え、運転不能と
なった。
【0039】なお、上記実施例1,2及び比較例1にお
ける処理水の安定時の水質は下記表1の通りであり、実
施例1,2の如く、pH調整を行っても、処理水質の低
下はみられなかった。
【0040】
【表1】
【0041】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生物濾過方
法によれば、カルシウム含有排水を、微生物を担持した
担体を充填した生物濾過装置に通水して生物濾過処理す
るに当り、別途カルシウム除去のための付帯設備を設け
ることなく、カルシウムスケールによる濾材層の目詰り
を防止して、安定かつ効率的な処理を長期にわたり継続
することができる。
【0042】本発明によれば、処理効率が高く、装置設
置面積が小さくて足りるなどの様々な利点を有する生物
濾過法を、カルシウム含有排水に対しても適用すること
ができ、本発明の工業的有用性は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する生物濾過装置の一実施例を示
す系統図である。
【図2】本発明を適用する生物濾過装置の他の実施例を
示す系統図である。
【符号の説明】
1 生物濾過槽 2 散気管 3,3A,3B 濾材層 5 受槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 540 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルシウム含有排水を、微生物を担持し
    た担体を充填した生物濾過装置に通水して生物濾過処理
    する方法において、該生物濾過装置の流出水のpHを、
    カルシウムスケールが溶解するpH値に調整すると共
    に、該生物濾過装置内の担体を混合することを特徴とす
    る生物濾過方法。
JP6245197A 1994-10-11 1994-10-11 生物濾過方法 Pending JPH08108190A (ja)

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JP6245197A JPH08108190A (ja) 1994-10-11 1994-10-11 生物濾過方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102745863A (zh) * 2012-07-04 2012-10-24 哈尔滨工业大学 与臭氧氧化耦合的高效流态化上向流多层复合滤料生物滤池及其水处理方法
CN106554074A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中国石油化工股份有限公司 高钙高盐污水baf深度处理稳定运行方法及其装置

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