JPH11319877A - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

排水処理方法および排水処理装置

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JPH11319877A
JPH11319877A JP10128460A JP12846098A JPH11319877A JP H11319877 A JPH11319877 A JP H11319877A JP 10128460 A JP10128460 A JP 10128460A JP 12846098 A JP12846098 A JP 12846098A JP H11319877 A JPH11319877 A JP H11319877A
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JP
Japan
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stirring
air
oxygen
present
waste water
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JP10128460A
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English (en)
Inventor
Mitsunobu Ota
光伸 太田
Toshio Tamura
敏雄 田村
Hirotaka Amimoto
博孝 網本
Yuji Kano
裕士 加納
Tomohiro Matsushita
知広 松下
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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    • 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

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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省電力で大幅に酸素の溶解効率を向上するこ
とができ、微生物担体法においても担体の機械的損耗を
引き起こさない排水処理方法および装置を提供する。 【解決手段】 空気を散気し攪拌することにより、排水
を生物学的に浄化処理する方法において、揺動回転運動
を行うボデー1を有する攪拌装置6を用いて攪拌するこ
とを特徴とする排水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市下水、産業廃
水などの排水を生物学的に処理する排水処理方法および
排水処理装置に関するものであり、さらに詳しくは、散
気装置により空気を散気して、排水を好気的に分解する
場合において、空気の溶解効率を増大させ、ブロワの小
型化、消費電力の低減が図れる方法および装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】排水を生物学的に処理するためには、好
気、嫌気の2種類の方法があるが、嫌気性処理は分解に
時間がかかったり、高速処理の場合は特殊な反応槽が必
要で、さらにある程度以上の有機物濃度が必要であるな
どの制約があることなどの理由により、好気処理が主流
である。
【0003】好気処理で一般的なものは活性汚泥法であ
るが、ここでは微生物に酸素を供給する必要があり、理
論酸素量は、有機物酸化に必要な酸素量、微生物の呼吸
に必要な酸素量および反応槽の溶存酸素濃度維持に必要
な酸素量の和として計算される。計算された酸素量は、
水温、散気装置の酸素溶解効率を加味して、空気量とし
て換算し、ブロワの選定を行っている。アンモニア性窒
素の除去が必要な場合は、さらに硝化に必要な酸素量を
加えている。
【0004】最近では、有機物負荷の増大、アンモニア
性窒素対策が必要となり、装置の設置スペースのないと
ころでは、反応槽の微生物濃度を高めるため、微生物担
体法を導入するところも増えてきている。
【0005】微生物担体法は、微生物を付着させた担体
と排水を均一に接触させ処理を行う方法であるが、担体
に付着した微生物の呼吸に必要な酸素量が必要であった
り、担体を均一に流動させるのに多くの空気を必要とす
る。この微生物担体法では、有機物分解、硝化、菌体
(活性汚泥と担体に付着している微生物の両方)維持、
溶存酸素濃度維持の理論酸素量から計算される空気量
と、担体の流動に必要な空気量を比較し、多い方でブロ
ワの選択を行っている。
【0006】都市下水処理では、このブロワに消費する
電力費が全体の40%以上を占めるなど、必要空気量は増
大の一途をたどっているが、その対策としては活性汚泥
法では気泡を細かくして、液体との接触面積を大きくす
るような散気装置の改良、水中撹拌機のような高速回転
翼による気泡の細分化などが行われている。一方、微生
物担体法では担体の流動などを考慮して、全面曝気法な
どの検討が行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性汚
泥法で使われるような気泡を細かくする散気装置は、空
気を均一に吹き出すことが難しいことから、目詰まりが
起こりやすく、メンテナンスの頻度が高くなるという課
題を有する。また、水中撹拌機による気泡の分散化は、
インペラの高速回転が必要であり、多くの動力を要する
し、さらに担体の機械的損耗が大きくなるという問題を
有し、増えつつある微生物担体法には適用できていな
い。
【0008】また、全面曝気法は、片面曝気の旋回流式
などに比べると、若干溶解効率が増加するが、ディフュ
ーザー、散気板を全面に配置する必要があるなどメンテ
ナンスに問題がある。また、旧設備では全面曝気の施設
は少なく、そのほとんどが片面曝気、エアレーターを採
用していることから、全面曝気への変更は大きな改造工
事が必要であるという問題を有していた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、揺動回転運動
を行うボデーを有する攪拌装置を使用することにより酸
素溶解効率を高めることができることを見出し、本発明
に到達した。
【0010】すなわち、本発明の第1は、空気を散気し
攪拌することにより、排水を生物学的に浄化処理する方
法において、揺動回転運動を行うボデーを有する攪拌装
置を用いて攪拌することを特徴とする排水処理方法を要
旨とするものである。
【0011】また、本発明の第2は、空気を散気し攪拌
することにより、排水を生物学的に浄化処理する装置で
あって、揺動回転運動を行うボデーを有する攪拌装置と
散気装置からなり、該攪拌装置が該散気装置の上部に設
置されていることを特徴とする排水処理装置を要旨とす
るものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0013】本発明の排水処理方法は、空気の散気を行
って排水を生物学的に処理する方法において適用できる
ものである。排水としては、都市下水や産業廃水などが
挙げられ、特に限定されるものではない。また、生物学
的に処理する方法としては、活性汚泥法や微生物を付着
させた担体による微生物担体法などがあり、これも特に
限定されるものではない。
【0014】本発明の処理方法においては、このような
好気的な排水処理において、揺動回転運動を行うボデー
を有する攪拌装置を用いて攪拌することを特徴としてい
る。
【0015】揺動回転運動を行うボデーとは、回転対称
な形状を有しておればよく、円筒形やオロイドと称され
る形状のものが挙げられ、特にオロイド形状のボデーが
好ましく用いられる(特開昭61−74962号公報参
照)。
【0016】図1にオロイド形状のボデーを有する攪拌
装置6の例を示す。図1中の1はオロイド形状のボデー
であり、2は駆動シャフト、3はアーム、4は駆動装置
を示しており、ボデー1は2つのアーム3に懸架してい
る形をなす。5はボデーを回転させる2つの食い違う軸
線(以下、頸線という)を示しており、この頸軸5を中
心に自在継手を介して、回転自在で回転位置が90度ず
れている2つのアーム3が設置されており、ボデー1を
用いて攪拌する場合、回転の動きは、駆動シャフト2が
1回転すると、1つの頸軸5の周りをボデー1が1回転
する。次ぎに駆動シャフト2が1回転すると、反対の頸
軸5の周りをボディー1が1回転するというような動き
が起こる。
【0017】それぞれの駆動シャフト2の回転に伴いア
ーム3は右側から左側に位置を移動するが、ここで必要
なエネルギーは、物体の重心移動に伴うエネルギーを利
用することから、半回転分のみでよく、非常にエネルギ
ー効率に優れた撹拌が可能である。
【0018】また、揺動回転運動に基づく撹拌では、分
離効果をもたらす遠心力を生じず、回転軸に物体を巻き
込むような作用が無く、担体を撹拌した場合に、担体を
巻き込み、摩耗させる心配がないことから、担体を撹拌
するのに非常に適した撹拌手段と言える。
【0019】本発明の排水処理方法では、上記のような
揺動回転運動を行うボデーを有する攪拌装置を用いて攪
拌を行い、散気装置から供給され、水面に向かって上昇
する気泡を、ボデーの回転によって発生する水流により
押さえつけて、気泡の滞留時間を長くして、溶解効率を
高めるものである。
【0020】次に本発明の排水処理装置について説明す
る。
【0021】本発明の排水処理装置は、空気を供給する
散気装置と上記したような揺動回転運動を行うボデーを
有する攪拌装置とからなるものである。
【0022】本発明で用いられる散気装置は、通常用い
られているものが好適に用いられる。また本発明で用い
られる揺動回転運動を行うボデーを有する攪拌装置とし
ては、上記したようなオロイド形状のボデーを回転体と
した攪拌装置が好適に用いられる。
【0023】本発明の排水処理装置において、攪拌装置
は散気装置の上部にあり、ボデーが完全に水中に埋没し
ていても一部水面上に出ていても構わないが、完全に水
中に埋没している方が回転のエネルギーが水に伝わり効
率的であるので好ましい。ボデーが一部水面上に出てい
ても、水中攪拌機のようにキャビテーション起こすこと
なく攪拌することができる。
【0024】本発明の排水処理装置の例を図2に示す。
図2において、7は散気装置、6は攪拌装置であり、こ
の例の排水処理装置8は、全面曝気の例であり、攪拌装
置6は、水面に向かって上昇する気泡を押さえつける向
きに設置されている。
【0025】本発明の排水処理装置の他の例を図3に示
す。図3において、7は散気装置、6は攪拌装置を示し
ており、この例の排水処理装置8は、片面曝気方式の例
であり、攪拌装置6は、上昇してきた気泡を横方向に移
行させる様な向きに設置され、循環流を生じさせるよう
になっている。
【0026】図2及び図3に示した例は、水深が通常の
散気装置で対応できる5mより浅い反応槽に適してい
る。
【0027】反応槽が深くなる場合、散気装置を底部に
置くと水圧がかかり、高い吐出圧が必要となって、動力
効率が悪くなるので、ドラフトチューブを使った循環法
が行える装置が好適である。ドラフトチューブを用いる
のは、広い領域に対して下降流を発生させるよりも、チ
ューブ内という限られた領域について効率よく下降流を
発生させた方が、動力効率に優れると考えられるためで
ある。また、深層の反応槽では原水と微生物との均一な
混合状態を維持するためにも、単位時間当たり10回以
上の混合が必要であると推測され、多量の循環流を要す
る。このためにも、ドラフトチューブを用いた効率のよ
い循環流発生法が適している。
【0028】図4に、ドラフトチューブを用いた本発明
の排水処理装置8の例を示した。図4において、9はド
ラフトチューブ、7は散気装置、6は攪拌装置を示して
いる。
【0029】図4で示した排水処理装置8は、水槽容量
250m3(5m幅×5m長さ×10m水深)、必要酸素
量312.5kgO2/日、空気量2800Nm3/日の条件に
て設計した例である。水深3mの位置に散気装置7を備
え、散気装置7から発生する気泡を、その上部に設置し
たオロイド形状のボデーを有する攪拌装置6にて生じる
下降流により連行し、ドラフトチューブ9底部からドラ
フトチューブ9外へ気泡を伴った水流を循環させるもの
である。このとき、担体を同反応槽へ投入する場合は、
担体の底部での堆積、詰まりを防ぐため、コーナーでの
底部流速を0.2m/sec 以上に保つこと、水槽底部とド
ラフトチューブの縁の距離を25cm程度開けることな
どに留意し、混合状態として単位時間当たり12回混合
できるように、50m3/min の循環水量を維持できるよ
う設計した。ドラフトチューブ9内の下降流速は、1.5
m/sec として(第32回下水道研究発表会講演集pp289
〜291 、表1に示された数値を参照)、ドラフトチュー
ブ径を890mmとした。水槽コーナーでの底部流速に
ついては、水流がドラフトチューブを中心として均一
に、円周方向に広がると見て、q=120πr・h・ν
(ここで、q:循環水量、r:水流の伝達距離、h:水槽底部
とドラフトチューブ縁との距離、ν: 距離r での底部流
速)の関係式からコーナーまでの距離を考えてr=3.0
m、h=25cmにした場合、循環水量は56m3/min と
なり、混合状態の維持、底部流速の両面から、循環水量
は50m3/min 必要であると計算された。
【0030】本発明の排水処理方法は、酸素の溶解に撹
拌装置を利用することから、単純に溶解効率の上昇分だ
け動力費が低減できるとは限らないので、動力費の低減
効果を明確にするため、撹拌装置と散気装置の動力に対
する酸素供給能で表してみた。結果を表1に示した。
【0031】
【表1】
【0032】この結果から本発明における酸素溶解につ
いての動力効率が、他の方法に比べて高いことがわか
る。これは撹拌機の動力が少ないことと、酸素溶解効率
が高いことに起因している。
【0033】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【0034】実施例1 0.6m幅×1.0m長さ×1.7m高さの1m3の反応槽にお
いて、オロイド形状のボデーの長さが200mm、高さ
が約125mmであり、駆動装置の出力が0.05kWの
攪拌装置を1台上部に設置し、空気量4Nm3/hrで散
気したときの酸素の溶解効率を次式より求めたところ、
7.2%であった。比較のため、攪拌装置がない場合も
求めたところ0.5%であった。
【0035】
【数1】
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、揺動回転運動を行うボ
デーを有する攪拌装置を使うことにより、省電力で大幅
に酸素の溶解効率を向上することができ、微生物担体法
においても担体の機械的損耗を起こさない排水処理方法
および装置を提供できる。深層式の反応槽であっても、
散気装置の上部からの下向流による気泡の押し込みによ
り2〜5mの深さからの曝気が可能であり、ブロワの吐
出圧を下げれることから、さらに消費電力を低減でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いられるオロイド形状のボデーを有
する攪拌装置の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明の排水処理装置の一例を示す概略図であ
る。
【図3】本発明の排水処理装置の他の例を示す概略図で
ある。
【図4】本発明の排水処理装置の他の例を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
1 オロイド形状のボデー 2 駆動シャフト 3 アーム 4 駆動装置 5 頸軸 6 攪拌装置 7 散気装置 8 排水処理装置 9 ドラフトチューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 裕士 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 松下 知広 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気を散気し攪拌することにより、排水
    を生物学的に浄化処理する方法において、揺動回転運動
    を行うボデーを有する攪拌装置を用いて攪拌することを
    特徴とする排水処理方法。
  2. 【請求項2】 空気を散気し攪拌することにより、排水
    を生物学的に浄化処理する装置であって、揺動回転運動
    を行うボデーを有する攪拌装置と散気装置からなり、該
    攪拌装置が該散気装置の上部に設置されていることを特
    徴とする排水処理装置。
JP10128460A 1998-05-12 1998-05-12 排水処理方法および排水処理装置 Pending JPH11319877A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008049335A (ja) * 2006-07-26 2008-03-06 Ricoh Co Ltd 混合機及び混合方法
WO2012081632A1 (ja) * 2010-12-15 2012-06-21 メタウォーター株式会社 曝気撹拌装置
JP5579951B1 (ja) * 2013-05-16 2014-08-27 ミツヤテック株式会社 撹拌装置
WO2014184831A1 (ja) * 2013-05-16 2014-11-20 ミツヤテック株式会社 撹拌装置
WO2019020835A1 (de) * 2017-07-28 2019-01-31 Neuguss Verwaltungsgesellschaft Mbh Verfahren und vorrichtungen zur nahezu scherkräftefreien durchmischung eines in einem behälter befindlichen mediums

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