JPH1057984A - 生物処理装置 - Google Patents

生物処理装置

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JPH1057984A
JPH1057984A JP21391396A JP21391396A JPH1057984A JP H1057984 A JPH1057984 A JP H1057984A JP 21391396 A JP21391396 A JP 21391396A JP 21391396 A JP21391396 A JP 21391396A JP H1057984 A JPH1057984 A JP H1057984A
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sludge
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spherical
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effluent
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Tomoaki Tanaka
倫明 田中
Tetsuro Fukase
哲朗 深瀬
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 添加した担体を流動化して堆積を防止するこ
とができ、このため担体の添加量を多くして汚泥保持量
を多くすることができ、これにより反応効率を高くして
小型の装置により高負荷率、高除去率で処理を行うこと
が可能になる生物処理装置を得る。 【解決手段】 反応槽1に有機性排液を導入して返送汚
泥4と混合し、散気装置8により旋回流を生じさせて好
気処理を行う生物処理装置において、汚泥を担持した状
態で比重0.5〜1.5となる球形または疑似球形の粒
状担体を反応槽1の有効容積に対する見掛け充填率で4
0〜90容積%添加して好気性処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性排水を担体
に担持された活性汚泥と混合して好気性下に反応させる
生物処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】活性汚泥処理の高負荷化、硝化の促進等
のため、曝気槽に粒状担体を添加して活性汚泥を担持さ
せ、好気性下に反応させる生物処理方法が実用化されて
いる。この方法は通常の活性汚泥処理において曝気槽内
に保持する活性汚泥を担体に担持させて汚泥濃度を高め
る方法であり、これにより処理能力を高めることができ
る。
【0003】従来このような方法で用いられていた担体
としては、立方体状(サイコロ状)に裁断したスポン
ジ、円柱状に裁断したセルロース、包括固定化菌、PV
Aゲル、PEGゲルなどが用いられており、通常、曝気
槽の有効容積に対する見掛け充填率で5〜30容積%の
量で添加されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の担体は多量に添
加すると沈降しやすく、全体を均一に流動化できないた
め、少量しか添加できず、処理能力のアップには限界が
あるという問題点があった。
【0005】本発明の目的は、担体を多量に添加しても
全体を均一に流動化することができ、これにより汚泥の
保有量と接触効率を高めて、処理効率を高めることがで
きる生物処理装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機性排液を
導入して活性汚泥と混合し好気性下に反応させる反応槽
と、反応槽の槽内液に旋回流を形成するように曝気を行
う曝気手段と、反応槽の有効容積に対する見掛け充填率
で40〜90容積%となるように添加され、かつ活性汚
泥を担持した状態で比重0.5〜1.5となる球形また
は疑似球形の粒状担体とを含む生物処理装置である。
【0007】本発明において処理の対象となる有機性排
液は、生物処理の対象となる有機物を含む排液であり、
下水、し尿、食品工業その他の産業排水などがあげられ
る。これらの排液は単独で処理してもよく、また他の排
液と混合して処理することもできる。
【0008】反応槽は上記の有機性排液を導入して、担
体に担持させた活性汚泥と混合し、好気性下に反応させ
るように構成される。ここで排液の導入手段は単に導入
路を接続するだけでよいが、処理液の取出手段は、担体
が流出しないように、スクリーン、沈殿分離部などの担
体分離機構を介して行うように接続する。
【0009】上記の反応槽には槽内液に旋回流を形成す
るように、曝気を行う曝気手段を設ける。曝気手段とし
ては液を機械的に攪拌ないし循環させて空気と接触させ
る装置でもよいが、散気により液に循環流を形成する散
気装置が好ましい。散気装置は散気管、散気板等の散気
手段から空気を気泡化して導入する装置であり、これに
より好気状態に維持するとともに、上向流が生じる。
【0010】このため散気装置を反応槽の一部の領域、
側えば槽の片側または両側に沿って設け、他の部分に下
向流路を確保することにより槽内に旋回流が形成され
る。この場合上向流路と下向流路を区画するように隔壁
を設けるのが好ましい。
【0011】反応槽の形式は完全混合型、プラグフロー
型など、任意の形式のものが採用できる。一般的には直
方体状の反応槽を横長に用いる形式のものが用いられる
が、ドラフトチューブ型のものでもよい。この場合中央
部または周辺部に曝気装置を配置して液が循環するよう
に構成する。
【0012】本発明で用いる担体は、活性汚泥を担持し
た状態で比重0.5〜1.5好ましくは0.6〜1.0
の球形または疑似球形の粒状担体を用いる。ここで疑似
球形とは、だ円球、卵形など球面に近い曲面により構成
される粒子である。上記球形または疑似球形は粒子の外
形が実質的にこのような球状であればよく、粒子の表面
に微細な凹凸があったり、あるいは内部に間隙があった
りしてもよいが、極端な角形の突出部が形成されないよ
うにするのが好ましい。
【0013】上記の粒状担体は汚泥が付着した状態で、
上記比重を有する球形または疑似球形状になればよいの
で、その汚泥付着前の担体自体の材質、形状は任意であ
るが、汚泥付着前に上記範囲の比重および形状を有する
担体を用いるのが好ましい。内部に空隙があってもよい
が、連続気泡の場合には汚泥が詰まって比重が大きくな
るので好ましくない。表面は汚泥が付着しやすいように
粗面に形成するのが好ましいが、これに限定されない。
【0014】このような粒状担体としてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のプラスチックビ
ーズが使用できる。ポリエチレンビーズ、ポリプロピレ
ンビーズはそのまま使用できるが、ポリスチレンビーズ
は比重が1より大きいので、低発泡体、または活性炭、
炭酸カルシウム等の充填材を包括した発泡体など、比重
を調整したものが好ましい。発泡体を用いる場合は独立
気泡の発泡体が好ましい。これらの中では未発泡のポリ
エチレンビーズ、または未発泡のポリプロピレンビーズ
が比重0.9程度であり、これに汚泥が付着した状態で
比重1以下になるので好ましい。
【0015】汚泥が付着した状態の粒状担体の比重は、
旋回流によって循環することにより、過剰に付着した汚
泥が剥離した状態の汚泥、すなわち処理に使用中で安定
化した状態の汚泥であり、この状態で前記範囲の比重の
担体を使用する。粒状担体の粒径は1〜30mm、好ま
しくは2〜5mmのものを使用すると、担体が流動化し
やすいので好ましい。
【0016】上記の粒状担体は水に近い比重を有し、か
つ球形または疑似球形であるため、反応槽内で旋回流を
形成することにより容易に流動化し、沈降しない。従来
使用されていたサイコロ形あるいは円柱形のように角形
の突出部を有するものは沈降しやすく、流動化を阻害す
るが、球形または疑似球形のものを使用すると沈降が阻
害され、流動化する。比重は1より小さいのが好ましい
が、1より大きくても旋回流により流動化は可能であ
る。反応槽も旋回流を生じやすくし、かつ汚泥の沈降を
防止するようにコーナー部をなくし、内壁を旋回流に沿
った形状にするのが好ましい。
【0017】上記のように粒状担体の流動性を高めるこ
とにより、粒状担体の添加量を多くすることができ、本
発明では粒状担体を反応槽の有効容積に対する見掛け充
填率で40〜90容積%、好ましくは50〜80容積%
となるように添加する。ここで反応槽の有効容積とは、
反応槽内の液が収容されている容積である。また粒状担
体の見掛け充填率は、静置状態としたときに有効容積に
対し粒状担体層が占める容積の割合で、担体粒子間の間
隙を含む容積の割合である。
【0018】このように反応槽に添加する粒状担体の量
を多くすることにより、汚泥の保有量が多くなり、処理
効率が高くなる。汚泥の保有量を高めるものとして、汚
泥を付着させた担体を用いる生物濾過装置があるが、こ
の装置は担体を固定状態で用いるため、汚泥と原水の相
対的な接触効率が低いが、本発明のように旋回流で粒状
担体に付着した汚泥を流動させると、相対的な接触効率
が高くなる。このため全体的な処理効率は高くなり、小
型の反応槽を用いて高負荷、かつ高除去率で有機性排水
を処理することが可能になる。
【0019】反応槽で処理を行った処理水を活性汚泥と
分離して取出すために固液分離手段が設けられる。この
固液分離手段は固液分離槽のように反応槽の外に設ける
ことができ、この場合は、スクリーン等の担体分離手段
を介して連絡し、分離汚泥の一部を返送するように汚泥
返送路を反応槽に連絡する。透過膜装置のように反応槽
内に設置し、汚泥を分離して処理水のみを取出す場合
は、スクリーン等の分離手段は不要となるが、余剰汚泥
を濃縮して取出す構成が必要になる。
【0020】上記の装置による処理は、有機性排液を反
応槽に導入し、ここで槽内の担体に保持された活性汚泥
と混合し、曝気手段により旋回流を生じさせるように曝
気して好気性下に反応を行い、有機物を分解する。この
段階で過剰に曝気して有機物の除去とともにアンモニア
性窒素の硝化をも行うことができる。処理を行った槽内
液は固液分離により処理液を汚泥から分離して取出し、
必要により汚泥を反応槽に返送する。
【0021】上記の処理では粒状担体は旋回流により旋
回して流動化し、槽内で沈降しないので多量の担体を添
加することが可能である。このように粒状担体を多量に
添加しても沈降しないため、多量の汚泥を保持して処理
効率を高めることができ、高負荷運転により高除去率で
処理を行うことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は実施形態の装置を示す系統図、
図2(a)、(b)はそれぞれ図1のA−A断面であ
る。
【0023】図1〜3において、1は反応槽、2は固液
分離槽である。反応槽1は直方体状に形成され、長手方
向の一端側に原水路3および返送汚泥路4が連絡し、反
体側の一端側にスクリーン5を介して槽内液取出部6が
設けられ、連絡路7を介して固液分離槽2に連絡してい
る。反応槽1の槽内液10中にはポリエチレンビーズ、
ポリプロピレンビーズ等の比重0.5〜1.5の球形ま
たは疑似球形の粒状担体が添加されている。
【0024】反応槽1には長手方向に沿って散気装置8
が設けられ、給気路9に連絡している。散気装置8は反
応槽1の長手方向に沿って設けられ、図2(a)では側
壁に沿った両側に設けられて、その部分に上向流部11
が形成され、散気装置8のない部分に下向流部12が形
成されている。図2(b)では中央部に散気装置8が設
けられて上向流部11が形成され、その両側に隔壁13
が設けられてその外側に下向流部12が形成されてい
る。反応槽1は汚泥の堆積部分をなくすために底部のコ
ーナー部がなくなるように斜壁14が設けられている。
【0025】固液分離槽2には、上部に処理液路15が
連絡し、下部に汚泥取出路16が連絡している。汚泥取
出路16は返送汚泥路4と排泥路17に分岐する。
【0026】上記の装置による処理は、反応槽1に原水
路3から有機性排液を導入し、返送汚泥路4から返送汚
泥を導入して混合し、給気路9内から空気を送って散気
装置8から散気して曝気を行うとともに粒状担体を含む
槽内液10に旋回流を生じさせて好気性処理を行う。
【0027】反応槽1では槽内液中に存在する活性汚泥
が粒状担体に付着して保持され増殖する。このため汚泥
の保持量が多くなる。また粒状担体は旋回流により流動
化して沈降が防止されるので、多量の添加が可能であ
り、その分汚泥保持量が多くなる。このため反応効率が
高くなり、小型の装置により高負荷運転を行って高除去
率で処理を行うことができる。なお過剰に付着した汚泥
は旋回中に剥離し、付着汚泥量はほぼ一定になる。
【0028】反応槽1の槽内液10はスクリーン5によ
って担体の流出を防止しながら、槽内液取出部6に取出
され、連絡路7から固液分離槽2に導入される。ここで
沈殿分離により固液分離され、処理液は処理液路15か
ら取出される。分離汚泥は汚泥取出路16から取出さ
れ、返送汚泥路4から一部が反応槽1に返送され、残部
は排泥路17から排出される。
【0029】図3は他の実施形態を示し、ドラフトチュ
ーブ型の反応槽を用いる例である。この例では反応槽1
は縦型円筒状に形成され、中央部にドラフトチューブ2
0を有し、その下部に散気装置8が設けられて、ドラフ
トチューブ20内に上向流路11が形成され、その周囲
に下向流路12が形成されている。
【0030】上記装置による処理は、図1〜2の場合と
同様であるが、ドラフトチューブ20における上向流は
強力となるので担体の旋回による流動化効率は高くな
る。
【0031】
【実施例】以下、実施例について説明する。縦横の辺の
長さの比が1:2、有効容積250 literの曝気槽の長
辺に沿って片側のみに散気装置を設け、空気流速10m
/hrで通気しながら、担体粒子を添加して流動性を調
べた。担体粒子としては直径3.8mm、比重0.95
のポリエチレン球状粒子(実施例1)、または一辺の長
さ3mm、比重1.1、空隙率95%のポリウレタンス
ポンジ立方体粒子(比較例1)を用い、その充填率(有
効容積に対する見掛充填率)(%)を変えたとき、担体
粒子が沈殿または浮上して動かなくなった割合(%)を
調べた結果を図4に示す。
【0032】図4の結果より、比較例1では充填率30
%以上で急激に流動性が低下するのに対し、実施例1で
は充填率が高くなっても流動性の低下は小さいことがわ
かる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、比重0.5〜1.5の
球形または疑似球形の粒状担体を反応槽の有効容積に対
する見掛け充填率で40〜90容積%となるように添加
し、旋回流を形成して曝気を行うようにしたので、添加
した担体を流動化して堆積を防止することができ、この
ため担体の添加量を多くして汚泥保持量を多くすること
ができ、これにより反応効率を高くして小型の装置によ
り高負荷率、高除去率で処理を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の処理装置の系統図である。
【図2】(a)、(b)はそれぞれ図1のA−A断面で
ある。
【図3】他の実施形態の系統図である。
【図4】実施例における試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 反応槽 2 固液分離槽 3 原水路 4 返送汚泥路 5 スクリーン 6 槽内液取出部 7 連絡路 8 散気装置 9 給気路 10 槽内液 11 上向流部 12 下向流部 13 隔壁 14 斜壁 15 処理液路 16 汚泥取出路 17 排泥路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性排液を導入して活性汚泥と混合し
    好気性下に反応させる反応槽と、 反応槽の槽内液に旋回流を形成するように曝気を行う曝
    気手段と、 反応槽の有効容積に対する見掛け充填率で40〜90容
    積%となるように添加され、かつ活性汚泥を担持した状
    態で比重0.5〜1.5となる球形または疑似球形の粒
    状担体とを含む生物処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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