JPH11253984A - 廃水処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応槽に設置した散気装置あるいは曝気槽の
散気装置の下部への担体の沈積を防止し得る廃水処理方
法およびその装置を提供するものである。 【解決手段】 微生物を育成する担体２を投入して生物
学的に廃水処理を行う曝気槽１もしくは担体２の分離可
能なスクリーンを含む仕切壁４で連結した曝気槽サブユ
ニット１ａに散気装置３が配置され、散気装置３より下
部に気泡を発生させる気泡発生装置５を設置し、気泡発
生装置５からの気泡によって、散気装置３の下部の担体
２を流動させる水流を発生させて、散気装置３の下部で
の担体２の沈積を防止することを特徴とする廃水処理装
置であり、散気装置３の下部の担体２の沈積が解消さ
れ、曝気槽としての処理効率が維持され、かつ設計値通
りの処理能力を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃水処理方法およ
びその装置に関し、詳しくは廃水中の有機物、無機物を
生物学的に浄化処理するに当たって、廃水の浄化作用を
営む微生物を有機高分子物質または無機物質を主成分と
する粒子状の担体に包括固定化もしくは付着固定化もし
くは結合固定化した微生物固定化担体を使用する廃水処
理方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、廃水処理装置には、標準
活性汚泥法における反応槽と微生物固定化担体を投入し
た反応槽等がある。微生物固定化担体を投入した反応槽
では、標準活性汚泥法における反応槽と比較して、微生
物濃度を高濃度に保持することが可能であり、廃水中の
有機物、無機物を分解する処理効率を高めるとことがで
きる利点を有している。微生物による分解を促進させる
ための酸素供給を行う散気装置を反応槽に設置したもの
を曝気槽と称される。

【０００３】図４は、微生物固定化担体を用いた廃水処
理装置の概略図を示し、同図（ａ）はその平面図であ
り、同図（ｂ）は平面図のＸ−Ｙ線に沿った断面図であ
る。同図の廃水処理装置は、微生物固定化担体２が投入
された水深５ｍ程度の曝気槽１に、槽下部全面から散気
を行う散気管３ａに接続された散気装置３が備えられた
全面散気方式の曝気槽である。通常、全面散気方式の散
気装置３は、槽底面より２００ｍｍから６００ｍｍ上方
に設置されている。そして、散気装置３は、槽底面から
の空気の吹き出しによる撹拌効果が低いために、担体２
の流動に必要な水流速が十分に得られず、担体２は、槽
底部に堆積物６として沈積する傾向にある。

【０００４】このような散気装置３の下部での担体２の
沈積は、曝気槽１におけるデッドスペースの生成と処理
に寄与する担体量の減少を招くために、水処理設備の処
理能力を低下させることになる。このような散気装置３
の下部における担体沈積を防止するために、従来は、散
気装置３の下部の空間をウレタン樹脂等で満たす方法が
行われたり、沈積する担体量に相当する量の担体を補充
して処理能力の低下を防止する方法が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の曝気槽では、散
気装置下部への担体の沈積を防止する方法として、散気
装置の下部の空間をウレタン樹脂等で満たす方法がなさ
れており、ウレタン樹脂等の充填工事を行うための材料
費および人件費が必要になる問題がある。また、ウレタ
ン樹脂等が充填された散気装置の下部の空間は、デッド
スペースとなるために、必要な反応槽としての容積を確
保するためには、予めデッドスペースを考慮して大きな
構造物の反応槽を建設しなければならず、建設費が大に
なるという問題がある。

【０００６】さらに、従来の曝気槽では、散気装置の下
部に沈積した担体量を補充して処理能力の低下を防止し
ており、このような方法では、必要担体量の増加に伴っ
て担体費用が大となるという問題がある。また、散気装
置の下部に沈積した担体の占める容積がデッドスペース
となって実質的な反応槽の容積が減少して、処理水質の
悪化を招くという問題と、沈積した担体同士の間に形成
される空間に汚泥が堆積し腐敗して処理水質の悪化を招
くという問題がある。

【０００７】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、反応槽に設置した散気装置あ
るいは曝気槽の散気装置の下部への微生物固定化担体の
沈積を防止し得る廃水処理方法およびその装置を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みなされたものであり、請求項１の発明は、微生物を育
成する担体を投入して生物学的に廃水処理を行う曝気槽
もしくは前記担体の分離可能なスクリーンを含む仕切壁
で連結した曝気槽サブユニットに酸素供給用の散気装置
が配置され、前記散気装置より下部に気泡を発生させる
気泡発生装置を設置し、前記気泡発生装置からの気泡に
よって、前記散気装置の下部の担体を流動させる水流を
発生させて、前記散気装置の下部での担体の沈積を防止
することを特徴とする廃水処理方法である。この構成に
よれば、気泡発生装置からの気泡によって、散気装置の
下部の担体を流動させる水流を発生させて、散気装置下
部の曝気槽底部における担体の沈積が解消され、反応槽
としての処理効率が維持され、かつ設計値通りの処理能
力を得ることができる。

【０００９】また、請求項２の発明は、微生物を育成す
る担体を投入して生物学的に廃水処理を行う曝気槽もし
くは前記担体の分離可能なスクリーンを含む仕切壁で連
結した曝気槽サブユニットと、前記曝気槽もしくは曝気
槽サブユニットに配置された酸素供給用の散気装置と、
前記散気装置の下部に配置され、気泡によって前記散
気装置下部の担体を流動させる水流を発生させる気泡発
生装置とを具備することを特徴とする廃水処理装置であ
る。この構成によれば、気泡発生装置からの気泡によっ
て、散気装置の下部の担体を流動させる水流が発生し
て、散気装置下部の曝気槽底部における担体の沈積が解
消され、曝気槽としての処理効率が維持され、かつ設計
値通りの処理能力を得ることができる。

【００１０】また、請求項３の発明は、前記散気装置の
下部に設置される気泡発生装置は、廃水の流下方向に対
して平行もしくは直角方向に、または前記曝気槽の側壁
もしくはその両方の側壁に沿って複数設置されることを
特徴とする請求項２に記載の廃水処理装置である。この
構成によれば、担体の沈積が発生し易い部分に、気泡発
生装置によって気泡を発生させることにより、効率よ
く、担体の沈積を防止することができる。

【００１１】また、請求項４の発明は、前記曝気槽もし
くは前記曝気槽サブユニットの対向する何れかの側面間
に均等に前記気泡発生装置を設置することを特徴とする
請求項２または３に記載の廃水処理装置である。この構
成によれば、担体の沈積が発生し易い部分に、気泡発生
装置を効率よく配置して、気泡を発生させることによっ
て、担体の沈積を防止し得る水流を発生させることがで
きる。

【００１２】また、請求項５の発明は、前記曝気槽もし
くは前記曝気槽サブユニットの対向する何れかの側壁面
間に、前記気泡発生装置を２ｍから２０ｍの間隔で均等
に配置したことを特徴とする請求項２，３または４に記
載の廃水処理装置である。この構成によれば、散気装置
下部の全面に水流を発生させることができるので、担体
を無駄なく浮遊させることができる。なお、好ましく
は、気泡発生装置を２ｍから１０ｍの間隔で均等に配置
する。

【００１３】また、請求項６の発明は、前記気泡発生装
置が、気泡を曝気槽底部に向かって放出する気泡放出口
を有することを特徴とする請求項２，３，４または５に
記載の廃水処理装置である。この構成によれば、槽底部
に浮遊して沈積する担体が槽底部に吹き付けられる気泡
によって沈積することがなく、沈降する担体を槽内に浮
遊させることができるので、担体を有効に利用されて微
生物の育成がなされ、微生物によって廃水中の有機高分
子物質等を分解することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の廃水処理方法およ
びその装置の実施の形態について、図面を参照して説明
する。図１は、本発明の廃水処理装置の一実施形態を示
す概略図である。同図（ａ）はその平面図であり、同図
（ｂ）はそのＸ−Ｙ線に沿った断面図である。同図にお
いて、廃水処理装置は、微生物固定化担体２が投入され
る曝気槽１と、曝気槽１の底部全面に空気が送り込まれ
る散気管３ａで接続された酸素供給用散気装置３と、散
気装置３の下部であって、曝気槽１の側壁の底部に沿っ
て設置した気泡発生装置５とから構成されている。微生
物固定化担体２は、有機高分子物質または無機物質を主
成分とする粒子状の物質であり、微生物を包括固定化も
しくは結合固定化するものである。

【００１５】図２は、本発明の廃水処理装置の他の実施
形態を示す概略図である。同図（ａ）はその平面図であ
り、同図（ｂ）はそのＸ−Ｙ線に沿った断面図である。
同図の廃水処理装置は、曝気槽１は、サブユニット１
ａ，１ｂで構成されている。サブユニット１ａ，１ｂの
境界部は、曝気槽流出部が担体２と被処理水とを分離す
るために担体分離用スクリーンを含む仕切壁４が設置さ
れ、サブユニット１ａは曝気用サブユニットである。そ
して、散気装置３と気泡発生装置５は、図１と同一条件
で配置されている。

【００１６】これら実施形態は、曝気槽１もしくは担体
の分離可能なスクリーンを含む仕切壁４で連結している
曝気槽サブユニット１ａの底部全面に散気装置３が設置
された全面散気方法の曝気槽であり、散気装置３から空
気が送り込まれて、槽内の被処理水に浮遊分散する担体
２に微生物を育生するのに適した環境に維持されてい
る。気泡発生装置５は、担体２の気泡によるエアリフト
効果を十分に得るために、散気装置３の位置より下方の
槽底面までの間に設置し、好ましくは、極力槽底面に近
い位置に気泡が発生するように設置する。例えば、気泡
発生装置５は、散気装置３の下部の槽底部より散気装置
３の下部に至る２００ｍｍから６００ｍｍの程度の深さ
の空間に設置され、気泡によるエアリフト効果によっ
て、散気装置３の下部の担体２の流動に十分な水流を発
生させて、散気装置３の下部での担体２の沈積を防止す
る。

【００１７】担体２が投入された曝気槽１もしくは担体
２の分離可能なスクリーンを含む仕切壁４で連結してい
る曝気槽サブユニット１ａの長さおよび幅が２ｍから２
０ｍ以内ならば、図１，図２に示したように、気泡発生
装置５は、被処理水の流下方向に対して平行もしくは直
角な側壁もしくはその両方の側壁に沿って設置すること
によって、槽内に気泡による水流を発生させるのが容易
であり、充分なエアリフト効果を発揮することができ
る。

【００１８】気泡発生装置５の散気量は、散気装置３の
底部で担体２が十分流動するような散気量であることが
必要であるが、通常２０〜１５０Ｌ／分／ｍ程度で良
い。また、気泡発生装置５の形状は、プレート状、ディ
スク状、管状および不定形の何れでもよく、セラミック
製、樹脂性、鉄製、ゴム製および複合材料のいずれでも
よい。また、配管に１ｍｍ程度の穴を長さ方向に開けた
ものを使用してもよい。さらに、気泡発生装置５は、気
泡が槽底面に向けて放出される気泡放出口を設けてもよ
い。この槽底面に向けて気泡が放出される気泡放出口を
設けることによって、槽底部の担体２が吹き上げられ
て、担体２の拡散効果が良好となる。

【００１９】また、図３に示したように、散気装置３の
下部に設置する気泡発生装置５の配置間隔Ａは、２ｍ〜
２０ｍ間隔、好ましくは２ｍ〜１０ｍ間隔とすることに
よって、槽底部全面の散気装置の下部において担体２を
流動させるために必要な水流速を得ることが可能とな
る。無論、図３に限定することなく、気泡発生装置５を
被処理水の流下方向に平行に配置してもよい。

【００２０】なお、図示されていないが、担体分散用に
気泡発生装置５には、空気を送り込むためのブロワーが
必要であり、水処理用の散気装置のブロワーと兼用して
もよい。既存の活性汚泥設備の曝気槽を担体投入型の曝
気槽に改造する場合は、担体分散用の気泡発生装置に対
して、新たなブロワーを導入してもよい。このように既
存の曝気槽を担体投入型の曝気槽に改造する場合は、気
泡発生装置を粗大気泡型とするか、微細気泡型とするか
等の選択は、汚泥負荷量や維持管理に対する考え方や、
対象設備が新設か既設か等の条件を考慮して決定すれば
よい。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の有効性について、以下の実施
例を参照して説明する。この比較実験による有効性につ
いて、図２の廃水処理装置の実施例と、図４に示した気
泡発生装置５を設置しない廃水処理装置とを比較して説
明する。両者の廃水処理装置は、同一形状とし、気泡発
生装置５は、その散気量を１００Ｌ／分／ｍとした。そ
れぞれの廃水処理装置には、同一形状で水面積負荷１０
ｍ／日以下を満足する沈殿池を接続して取水した。表１
は、汚水を処理した場合の処理水質を示し、表２は、散
気装置の下部における被処理水のｘ，ｙ，ｚ軸３方向の
水流速の平均値を示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表２から明らかなように、本実施例は、散
気装置下部に気泡発生装置を設置することによって、よ
り良好な処理結果が得られることが実証された。しか
し、気泡発生装置を設置しない場合では、透明塩化ビニ
ール製の曝気槽の側面から観測した結果、槽底部におい
て担体と汚泥の混合物が散気装置下部全面に沈積した。
本実施例では、表２における散気装置下部の平均水流速
が増大して担体を十分に流動させることが可能となるこ
とが分かった。

【００２５】

【発明の効果】上記記述したように、本発明によれば、
微生物固定化担体を投入した曝気槽で廃水を処理するに
当たって、担体が投入された曝気槽もしくは曝気槽サブ
ユニットの酸素供給用散気装置より下部に気泡発生装置
を設置することにより、散気装置下部に水流を発生させ
ることができるとともに、このような単純かつ容易な方
法および装置によって、散気装置の下部での担体の沈積
を防止することができることから、廃水処理装置の建設
費が安価となる利点があり、既存の曝気槽や反応槽に簡
単に改良を加えることができる利点がある。

【００２６】また、本発明によれば、担体を曝気槽内で
充分分散させることができるために、曝気槽容積および
投入した担体の全体を有効に利用することができる利点
があり、曝気槽として設計値通りの処理能力を得ること
ができるとともに、投入された担体を充分に浮遊分散さ
せて、廃水中の有機高分子物質等を担体に寄生する微生
物によって、廃水の安定した処理が可能となる効果を有
する利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る廃水処理装置である曝気
槽の実施形態を示す平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｙ線に沿
った断面図である。

【図２】（ａ）は本発明に係る廃水処理装置である曝気
槽サブユニットの実施形態を示す平面図、（ｂ）はその
Ｘ−Ｙ線に沿った断面図である。

【図３】本発明に係る廃水処理装置の他の実施形態を示
す断面図である。

【図４】（ａ）は従来の廃水処理装置である曝気槽の一
例を示す平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｙ線に沿った断面図
である。

【符号の説明】

１ 曝気槽 ２ 微生物固定化担体 ３ 散気装置 ４ 仕切壁 ５ 気泡発生装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 伸一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡本 幸彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物を育成する担体を投入して生物学
   的に廃水処理を行う曝気槽もしくは前記担体の分離可能
   なスクリーンを含む仕切壁で連結した曝気槽サブユニッ
   トに酸素供給用の散気装置が配置され、前記散気装置よ
   り下部に気泡を発生させる気泡発生装置を設置し、前記
   気泡発生装置からの気泡によって、前記散気装置の下部
   の担体を流動させる水流を発生させて、前記散気装置の
   下部での担体の沈積を防止することを特徴とする廃水処
   理方法。
2. 【請求項２】 微生物を育成する担体を投入して生物学
   的に廃水処理を行う曝気槽もしくは前記担体の分離可能
   なスクリーンを含む仕切壁で連結した曝気槽サブユニッ
   トと、 前記曝気槽と曝気槽サブユニットに配置された酸素供給
   用の散気装置と、 前記散気装置の下部に配置され、気泡によって前記散気
   装置下部の担体を流動させる水流を発生させる気泡発生
   装置とを具備することを特徴とする廃水処理装置。
3. 【請求項３】 前記散気装置の下部に設置される気泡発
   生装置は、廃水の流下方向に対して平行もしくは直角方
   向に、または前記曝気槽の側壁もしくはその両方の側壁
   に沿って複数設置されることを特徴とする請求項２に記
   載の廃水処理装置。
4. 【請求項４】 前記曝気槽もしくは前記曝気槽サブユニ
   ットの対向する何れかの側壁面間に均等に前記気泡発生
   装置を配置することを特徴とする請求項２または３に記
   載の廃水処理装置。
5. 【請求項５】 前記曝気槽もしくは前記曝気槽サブユニ
   ットの対向する何れかの側壁面間に、前記気泡発生装置
   を２ｍから２０ｍの間隔で均等に配置したことを特徴と
   する請求項２，３または４に記載の廃水処理装置。
6. 【請求項６】 前記気泡発生装置は、気泡を曝気槽底部
   に向かって放出する気泡放出口を有することを特徴とす
   る請求項２，３，４または５に記載の廃水処理装置。