JPH1142492A

JPH1142492A - 廃水処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH1142492A
Application number: JP9297255A
Authority: JP
Inventors: Kei Baba; 圭馬場; Toshiaki Tsubone; 俊明局; Tatsuo Takechi; 辰夫武智; Shinichi Endo; 伸一遠藤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】安価かつ容易に反応槽内の微生物固定化担体
を十分に分散させて、廃水処理効率を向上し得る廃水処
理方法および装置を提供することを目的とするものであ
る。【解決手段】生物学的に浄化処理する廃水処理方法で
あって、微生物固定化担体８を投入した反応槽２で流入
水を処理するに当たり、反応槽２が流入水の流下方向の
長さＬと流入水の流下方向に略直角な横幅Ｂとの比を１
ないし４とし、反応槽２内の流入水と微生物固定化担体
８とを曝気して混合し、反応槽２内の流入水中に前記微
生物固定化担体８を分散させて、流入水を生物学的に浄
化処理することを特徴とする廃水処理方法およびその廃
水処理装置である。

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
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、一般的な廃水処理方法である標
準活性汚泥法を示している。この標準活性汚泥法は、流
入水を曝気槽１０で曝気して最終沈殿池１１に送り、汚
泥を再曝気槽１２から曝気槽１０に送るか、または直接
曝気槽１０に送って廃水を生物学的浄化処理する方法で
ある。

【０００３】また、微生物固定化担体を曝気槽に投入し
た廃水処理方法では、図３に示した標準活性汚泥法と比
較して微生物濃度を高濃度に保持することが可能である
とともに、硝化菌類の有用な微生物を高濃度に保持する
ことが可能であるために、浄水処理効率を高めることが
できる利点がある。

【０００４】一方、微生物固定化担体を用いる生物学的
浄化処理方法では、微生物固定化担体が曝気槽外へ流出
することを防止する必要があり、そのための微生物固定
化担体を投入した曝気槽の流出側もしくは流入側と流出
側に担体分離用スクリーンを設置して、微生物固定化担
体が流出するのを防止する手段が施されている。この種
の微生物固定化担体を用いた廃水処理装置としては、例
えば特開平５−２２０４９１号公報（以下、先行文献
１）、特開平７−１３６６７９号公報（以下、先行文献
２）、特開平７−１２４５８２号公報（以下、先行文献
３）がある。

【０００５】先ず、先行文献１では、反応槽内に上流側
から下流側へと水の流れが生じるために、反応槽内に担
体（処理用ペレット）を投入した場合、担体が水の流れ
によって押されて反応槽の下流側に偏在して、処理能力
の低下を伴うとともに、担体が担体分離スクリーンに目
詰まりして閉塞を生じる恐れがあり、担体の流れによる
偏在を防止するために、処理水の流入部および流出部を
交互に切り替えて、反応槽内の水の流れ方向を切り替え
て、担体が下流側に偏在するのを防止して、担体分布を
均一にしている。

【０００６】また、先行文献２では、図４に示したよう
に、複数の槽を有する処理槽１３内にそれぞれ阻流板１
４を設置するとともに、各槽に散気装置１６が設けら
れ、その下部にはプロペラ式撹拌機１５等の動力設備が
設置されており、担体１８が投入され、プロペラ式撹拌
機１５等を駆動することにより、担体１８は上流側に移
送されて、担体１８が流出部１７に偏在するのを阻止し
て、汚水を効率よく浄化処理することができる。

【０００７】また、先行文献３では、図５に示したよう
に、槽１３内に阻流板１４を設置するとともに、流入側
の散気装置１６ａに酸素溶解効率の低い散気装置を、流
出側に酸素溶解効率の高い散気装置１６ｂを設置し、流
入側の散気量が流出側の散気量より大とすることによっ
て循環流を発生させている。循環流は、担体１８を分散
させているので、汚水を効率よく浄化処理することがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行文
献１は、反応槽内の担体の偏在防止手段として、反応槽
の水の流入部および流出部を交互に変更する方法である
が、反応槽へ導入する水路系が長くなるために建設費が
増大する欠点を有する。また、水の流入方向と流出方向
の切り替えに用いるバルブは、所定の周期で絶え間なく
切り替えを行う必要があり、故障が発生するおそれがあ
り、所期の機能を充分に発揮できない事態が頻繁に発生
するおそれがある。

【０００９】また、先行文献２では、槽内に阻流板を設
置するとともに、その下部にプロペラ式撹拌機等の動力
設備を設置して担体を上流側に移送する方法が用いられ
ており、反応槽内に阻流板やプロペラ式撹拌機等を設置
する必要があるために建設費が大となる欠点があるとと
もに、プロペラ式撹拌機等の運転のための動力を要する
問題がある。

【００１０】さらに、先行文献３では、流入側の散気装
置に酸素溶解効率の低い散気装置を、流出側に酸素溶解
効率の高い散気装置を設置して流入側の散気量を流出側
の散気量より大として、循環流を発生させており、阻流
板の設置と酸素溶解効率の異なる２種類の散気装置を必
要とするために建設費が大となる欠点があるとともに、
酸素溶解効率の低い散気装置を使用するための動力費が
大となるという問題がある。

【００１１】本発明は、上記のような問題点に鑑みなさ
れたものであり、安価かつ容易に反応槽内の微生物固定
化担体を十分に分散させて、廃水処理効率を向上し得る
廃水処理方法および装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、請求項１の発明は、
生物学的に浄化処理する廃水処理方法において、微生物
固定化担体を投入した反応槽で流入水を処理するに当た
り、前記反応槽が流入水の流下方向の長さと前記流入水
の流下方向に略直角な横幅との比を１ないし４とし、前
記反応槽内の流入水と微生物固定化担体とを曝気して混
合し、前記反応槽内の流入水中に前記微生物固定化担体
を分散させて、流入水を生物学的に浄化処理することを
特徴とする廃水処理方法である。この発明では、流入水
を生物学的に浄化処理する際に必要な量の微生物固定化
担体はその処理槽の容積に応じた量が投入されており、
反応槽を上記のような比率に設定することにより、微生
物固定化担体を均一に効果的に分散できるので、生物学
的に浄化処理を効率よく行うことができる。

【００１３】また、請求項２の発明は、生物学的に浄化
処理する廃水処理装置において、微生物固定化担体と流
入水とを曝気しながら生物学的に浄化処理する反応槽を
備え、前記反応槽の流下方向の長さと流下方向に略直角
な横幅との比が１ないし４であることを特徴とする廃水
処理装置である。この発明では、上記のような比率に設
定した反応槽に流入する流入水は、流入水中に微生物固
定化担体が均一に分散し易く、流入水を生物学的に効率
よく浄化処理を行うことができる。

【００１４】また、請求項３の発明は、前記反応槽の流
下方向の長さと横幅との比を設定するために設けた仕切
が、前記微生物固定化担体の流出を防止できる目幅のス
クリーンであることを特徴とする請求項２記載の廃水処
理装置である。この発明では、上記のようなスクリーン
を反応槽内に設けて、所定の比に設定できるので、微生
物固定化担体を流入水中に分散させることができる。

【００１５】上記のように、本発明では、廃水を微生物
固定化担体を投入した反応槽で処理するに当って、担体
の投入された反応槽の水の流下方向の長さＬとその略直
角方向との横幅Ｂとの比（Ｌ／Ｂ）を１ないし４とする
ことを特徴としており、好ましくはその比は１〜３とす
るとよい。

【００１６】また、本発明では、既存の反応槽を仕切っ
て、各反応槽を上記のような比率とすることのみで微生
物固定化担体の分散を十分に行うことが可能となる。す
なわち、反応槽の流下方向の長さＬが、反応槽の横幅Ｂ
に比して非常に大きな場合は、上記寸法条件を満たすよ
うに仕切ることにより、曝気（散気）処理によって流入
水中に担体が効果的に分散・混合できるようにしてい
る。反応槽を仕切る場合には各反応槽同士を担体の流出
が防止できる目幅を有するスクリーンでもって仕切るこ
とにより、担体の分散・混合を図ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る廃水処理方法
および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、本発明に係る廃水処理装置の一実施形態
の要部を示し、同図（ａ）はその側面図であり、同図
（ｂ）はその平面図である。同図の廃水処理装置は、好
気槽（反応槽）２と、その反応槽２の底部に設けられた
曝気装置５を備え、処理水の流出口にスクリーン６が設
けられている。反応槽２内には、その反応槽２の容積に
応じて微生物固定化担体８が投入されている。反応槽２
は、同図（ｂ）で示したように、流入水の流入方向の長
さＬと、その流れ方向に対して略直角方向の横幅Ｂとの
比が１ないし４であるように設定されている。この比は
１程度にするのが好ましいが、実用性の観点から１ない
し３が好ましい。

【００１８】この反応槽２では、反応槽２内の流入水は
流出側に一方向に流れ、特に流出近傍での流速は０．３
〜０．７ｃｍ／ｓｅｃ程度である。流入側からの被処理
水の流入によって、曝気が行われていない反応槽の場合
には、槽内に０．３〜２．０ｃｍ／秒の流下方向へ流速
が生じる。この場合は、槽内の流速によって固定担体が
流下側スクリーンに偏在する。しかし、流入水は反応槽
２の底部から曝気装置５により曝気されており、微生物
固定化担体８は槽内の水面に向かって吹き上げられ、反
応槽２内の微生物固定化担体８の流下方向への流れが低
減されている。微生物固定化担体８は実質的に分散状態
を維持する。反応槽２内には、比重が１．０１程度の微
生物固定化担体８が投入されており、処理水中を浮遊し
て均一に分散している。微生物固定化担体８が反応槽２
に均一に分散されることにより、微生物固定化担体８に
付着する好気性細菌等による廃水の浄化作用を営む微生
物によって、廃水中の有機物が分解されて、最終沈殿槽
に送られている。微生物固定化担体８は、廃水の浄化に
有用な微生物を、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ものである。微生物固定化担体
８は、有機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、例えばプラスチック片、スポンジ等の
流動性担体を用いてもよい。

【００１９】また、スクリーン６は、微生物固定化担体
８が流出するのを防止できる目幅とし、スクリーン６の
流入側が曝気されており、スクリーン６に付着しようと
する微生物固定化担体８は気泡によって剥ぎ落とされ
る。しかも微生物固定化担体８の偏在が解消されるの
で、スクリーン６に微生物固定化担体８が付着し難く、
目詰まりが発生し難い。

【００２０】図１（ｃ）は、本発明に係る廃水処理装置
の他の実施形態を示す平面図である。同図において、反
応槽２はその底部に曝気装置５が設けられ、反応槽２は
微生物固定化担体８の流出を防止できる目幅の網目を有
するスクリーン６、６ａによって仕切られ、反応槽２
ａ、２ｂが形成されている。反応槽２は長さＬと横幅Ｂ
との比が４以上となっているが、各反応槽２ａ、２ｂの
長さＬ₀と横幅Ｂとの比は４以下となっている。スクリ
ーン６ａが設けられていない反応槽２の場合は、微生物
固定化担体８が偏在するが、スクリーン６ａを設けるこ
とで、仕切られた各反応槽２ａ、２ｂに、略等量に投入
された微生物固定化担体８がそれぞれの反応槽内で均等
に分散して、廃水の浄化作用を営む微生物によって、廃
水中の有機物が分解処理されている。

【００２１】続いて、図２を参照して、本発明に係る廃
水処理装置の他の実施形態について説明する。同図の廃
水処理装置では、仕切４により分けられた無酸素槽１と
好気槽２からなる反応槽と、好気槽２からの処理水を一
時的に貯留して汚泥を沈殿するための最終沈殿槽７とを
含む。無酸素槽１の処理水を好気槽２に送り込むポンプ
Ｐ１と、好気槽２の底部に設けられた曝気装置５と、好
気槽２の流出部に微生物固定化担体８の流出を防止する
スクリーン６と、好気槽２で処理された処理水を無酸素
槽１に返送するための循環水用ポンプＰ２と、最終沈殿
槽７の汚泥を無酸素槽１に送り込む汚泥返送用ポンプＰ
３とを備えている。この廃水処理装置は担体投入型の循
環式硝化脱窒素法による廃水処理装置である。

【００２２】この廃水処理装置の微生物固定化担体８が
投入されている好気槽２は、その流入水の流れ入方向の
長さＬと、その流れ方向に対して略直角方向の横幅Ｂと
の比が、１ないし４であるように設定されている。この
比は、上記と同様に実用性の観点からは１ないし３が好
ましい。

【００２３】無酸素槽１は、撹拌機３で流入水が撹拌さ
れ、脱窒菌等の嫌気性微生物の作用によって廃水中の有
機物を還元剤として硝酸および亜硝酸を生物学的に処理
して、その処理水をポンプＰ１等により好気槽２に送り
込む。好気槽２では、曝気装置５により常時曝気されて
おり、浮遊生物および担体上の生物の作用によって廃水
中の有機物質を酸化分解するとともに、アンモニアを硝
酸もしくは亜硝酸へと酸化処理する。

【００２４】なお、図２の実施形態において、無酸素槽
１と好気槽２は、仕切４で仕切られているが、その底部
に開口部を設けて、その開口部に微生物固定化担体８が
通過できない網目状のスクリーンを設けてもよい。ま
た、無酸素槽１からの越流水が好気槽２へ入るように、
仕切４の高さを設定してもよい。

【００２５】担体を投入した反応槽は、図２に示した担
体投入型循環法のみならず担体を投入した全ての廃水処
理設備に適応できる。例えば、嫌気工程−無酸素工程−
好気工程、嫌気工程−好気工程からなる廃水処理設備や
担体投入型活性汚泥法等の廃水処理設備にも適用でき
る。使用される担体は、先に説明したが、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、
その表面に微生物を包括固定化もしくは付着固定化もし
くは結合固定化させたもののいずれでもよい。また、反
応槽水深５ｍ程度の反応槽の下部に散気設備を有する全
面曝気方式、旋回流方式あるいは水深１０ｍ程度の反応
槽の水深５ｍ程度の位置に散気設備を有する旋回流式深
層曝気槽のいずれにも適応可能である。

【００２６】

【実施例】続いて、本発明の廃水処理装置に使用される
反応槽の有効性について、以下のように実験を行った。
表２は、表１に示した原水を用い、反応槽の水の流下方
向の長さＬとその垂直方向との横幅Ｂの比（反応槽の縦
横比）を、１、２、３、４、６として、浄化処理を行っ
た。このような比にした反応槽における処理水質および
微生物固定化担体の分散について、以下のような結果を
得た。なお、表２では、処理水質とし、処理水ＢＯＤ、
処理水Ｔ‐Ｎの処理量が示され、微生物固定化担体の分
散の度合は、反応槽流出側担体濃度を流入側担体濃度で
除した値（流出側担体濃度／流入側担体濃度）で示し
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表２の結果から明らかなように、反応槽の
縦横比が４以下の場合、良好な処理結果が得られること
が明らかになった。また、微生物固定化担体の分散も十
分であった。この比が１〜３の場合には、この比が４の
場合に比べてわずかながら処理水質が良好であった。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、廃水を
微生物固定化担体を投入した反応槽で処理するに当っ
て、微生物固定化担体の投入した反応槽の水の流下方向
とその垂直方向との長さの比を４以下、好ましくは１〜
３とする簡便な反応槽により微生物固定化担体を十分に
分散させることができることから、装置の建設費および
維持管理費が安価となるとともに、維持管理が容易とな
る効果を有する。

【００３１】また、本発明によれば、反応槽の水の流れ
方向とその垂直方向との長さの比が４を超える反応槽を
有する既存の設備を担体投入型反応槽へ改造する場合に
おいても、このような反応槽寸法条件を満たすように担
体の流出を防止できるスクリーンにより仕切ることによ
って、長手方向に長い反応構であっても構内に微生物固
定化担体を充分に分散させる効果を得ることができる。

【００３２】また、本発明によれば、微生物固定化担体
を曝気構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
ができるので、曝気槽下流側に設置される担体分離用の
スクリーンの周りに担体が集積することがなく、スクリ
ーンによる担体分離が安定的に行われ、スクリーン自体
の目詰り対策としてのスクリーン清掃等の維持費理の負
荷を低減できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の廃水処理装置に使用される反
応槽の一実施形態、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は本発
明の廃水処理装置に使用される反応槽の他の実施形態を
示す平面図である。

【図２】本発明の廃水処理装置に使用される反応槽の他
の実施形態を示す概略断面図である。

【図３】従来の標準活性汚泥法を示す流れ図である。

【図４】従来の廃水処理装置の概略断面図である。

【図５】従来の廃水処理装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１嫌気槽２反応槽（好気槽）３撹拌機４仕切５曝気装置６，６ａスクリーン７最終沈殿槽８微生物固定化担体Ｐ１〜Ｐ３ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生物学的に浄化処理する廃水処理方法に
おいて、微生物固定化担体を投入した反応槽で流入水を処理する
に当たり、前記反応槽が流入水の流下方向の長さと前記
流入水の流下方向に略直角な横幅との比を１ないし４と
し、前記反応槽内の流入水と微生物固定化担体とを曝気
して混合し、前記反応槽内の流入水中に前記微生物固定
化担体を分散させて、流入水を生物学的に浄化処理する
ことを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２】生物学的に浄化処理する廃水処理装置に
おいて、微生物固定化担体と流入水とを曝気しながら生物学的に
浄化処理する反応槽を備え、前記反応槽の流下方向の長
さと流下方向に略直角な横幅との比が１ないし４である
ことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項３】前記反応槽の流下方向の長さと横幅との
比を設定するために設けた仕切が、前記微生物固定化担
体の流出を防止できる目幅のスクリーンであることを特
徴とする請求項２記載の廃水処理装置。