JPH1170390A

JPH1170390A - 廃水処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH1170390A
Application number: JP9297256A
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: 1997-06-19
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-03-16

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】生物学的浄化処理による廃水処理方法で
あって、微生物固定化担体５を投入した曝気槽１に流入
する廃水を処理するに当たり、曝気槽１の底部に散気装
置２が設けられ、流出側に担体分離用スクリーン４が設
けられ、担体分離用スクリーン４の下部に、気泡発生装
置３が設けられ、前記微生物固定化担体５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
方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４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に返送するか、または
直接曝気槽１０に返送し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
て廃水処理方法では、図４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。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る。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る方向を切り替
えて担体分布を均一にし、担体分離スクリーンの目詰ま
り防止と、担体が下流側に偏在するのを防止している。

【０００６】また、先行文献２では、図５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
設置されている。投入された担体１８がプロペラ式撹拌
機１５等を駆動することにより、上流側に移送されるの
で、担体１８が流出部１７に偏在するのが阻止されて、
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６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
て槽間の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
増大する欠点がある。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、従って故障が発生するおそれ
があり、所期の機能を充分に発揮することができない事
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、各槽間での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、
部生物固定化担体を投入した曝気槽による廃水処理方法
において、一槽の曝気槽および担体分離用スクリーンま
たは担体分離用スクリーンを含む仕切壁で仕切られた前
記曝気槽に微生物固定化担体を投入して、前記曝気槽の
流出部近傍に設けられた担体分離用スクリーンと前記仕
切壁の直下またはその近傍に設置された気泡発生装置に
よって気泡を発生させて、曝気槽内に旋回流を発生させ
て、前記微生物固定化担体を分散させることを特徴とす
る廃水処理方法である。この発明は、担体分離用スクリ
ーンが設置された曝気槽に気泡発生装置を設けたもので
あって、気泡を発生する気泡発生装置が担体分離用スク
リーンの流入側下方に設けられ、担体分離用スクリーン
に付着しようとする微生物固定化担体を剥がすような流
れを発生させることにより、短絡流が流出部に流れ込む
のを解消するとともに、分離槽内に旋回流を発生させ、
微生物固定化担体を分散させて微生物固定化担体による
生物学的浄化処理を行うことができる。

【００１３】また、請求項２の発明は、前記気泡発生装
置を連続もしくは間欠運転して、曝気槽内に旋回流を発
生させて前記微生物固定化担体を分散させることを特徴
とする請求項１記載の廃水処理方法である。この発明
は、微生物固定化担体を分散させるために、気泡発生装
置を連続運転するか、もしくは間欠運転することで、担
体分離用スクリーンに付着する微生物固定化担体を剥が
して流入水に分散させることで、微生物固定化担体を槽
内に分散させることができる。

【００１４】また、請求項３の発明は、微生物固定化担
体を投入した曝気槽による廃水処理装置において、担体
分離用スクリーンを流出部近傍に備えるとともに、微生
物固定化担体が投入される一槽の曝気槽或いは担体分離
用スクリーンまたは担体分離用スクリーンを含む仕切壁
で仕切られた曝気槽と、前記曝気槽内に設けられた散気
装置と、前記担体分離用スクリーンの直下またはその近
傍に、他の曝気のための散気装置とは異なる気泡を発生
させる気泡発生装置とを備えることを特徴とする廃水処
理装置である。この発明は、担体分離用スクリーンが設
置された曝気槽に気泡装置を設けたものであり、気泡を
発生させる気泡発生装置を担体分離用スクリーンの直下
またはその近傍に設け、担体分離用スクリーンに付着し
ようとする微生物固定化担体を剥がすような旋回流を発
生させて、微生物固定化担体を分散させて微生物固定化
担体による生物学的浄化処理する装置であり、曝気槽が
長手方向の長さを担体分離用スクリーンで仕切ること
で、微生物固定化担体が流出部側に偏在するのを解消す
ることができる。

【００１５】

【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）はその概略側面図であり、同
図（ｂ）はその平面図である。同図の廃水処理装置は、
曝気槽１を用いたものであり、流入水は槽１の上部から
流入される。曝気槽１の底部には散気装置２が設けら
れ、曝気と散気とを兼ねる気泡発生装置３が担体分離用
スクリーン４の下部に設けられている。曝気槽１には微
生物固定化担体が投入されている。気泡発生装置３から
流入水中に放出される気泡は、散気装置２から放出され
る気泡よりも大きい気泡が放出される。本実施形態で使
用される微生物固定化担体５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されたものである。例え
ば、プラスチック片、スポンジ等の流動性担体をもちい
ればよい。

【００１６】気泡発生装置３の配置は、担体分離用スク
リーン４の直下またはその近傍であってもよく、気泡発
生装置３は、最下部から槽の長手方向の１／３の範囲以
内に設ければよい。好ましくは２ｍ以内に設置するとよ
い。また、気泡発生装置３は槽底部に槽の幅に等しい長
さとすることにより、循環流の形成に好ましい。気泡発
生装置３の散気量は、その槽１の形状に応じた担体の分
散状態に合わせて設定し、通常、水処理用散気装置の長
さ当たり、もしくは単位面積当たりの散気量の１．５倍
程度の散気量で担体の十分な分散が可能となる。また、
気泡発生装置３を設置することで粗大気泡によるカーテ
ンが担体分離用スクリーン４の前方に形成され、微生物
固定化担体５が気泡によるカーテンを越えて流出側に偏
在するのを抑制できるので、微生物固定化担体５による
担体分離用スクリーン４の目詰まりを防ぐことができ
る。また、担体分離用スクリーン４の直下に気泡発生装
置３が設けられている場合には、担体分離用スクリーン
４に付着する微生物固定化担体を剥ぎ落とすような流れ
が発生する。

【００１７】曝気槽１には、同図（ｂ）に示したよう
に、気泡発生装置３が担体分離用スクリーン４の直下に
配置され、残りの略底部全面に散気装置２が配設され、
散気装置２と気泡発生装置３とにブロワ等により空気が
送り込まれている。散気装置２と気泡発生装置３は同一
ブロワによって空気を送り込んでもよく、気泡発生装置
３に別のブロワを設けてもよい。また、気泡発生装置３
の形状は、プレート状、ディスク状、管状等の何れでも
よく、その材質はセラミック製、樹脂性、鉄製、ゴム
製、これらの複合材料の何れであってもよい。また、単
に配管に１〜５ｍｍ程度の穴を配管長手方向に開口した
ものを用いてもよい。散気装置２の穴としては、１ｍｍ
程度の穴を開口したものを用いる。気泡発生装置３とし
て１ｍｍ程度の穴が開口した配管を用いる場合には、穴
が開口した配管を並列に近接して設置し、散気装置２の
散気量に対して槽内に送り込まれる空気量を調整するこ
とができる。すなわち、気泡発生装置３の長さ当たり、
或いは単位面積当たりの散気量を調整して槽内の流入水
に旋回流を発生させることができる。

【００１８】一方、気泡発生装置３の運転は、連続運転
もしくは間欠運転とする。間欠運転は、運転を停止する
時間を約１時間程度とし、約１０分間運転を継続して、
再び約１時間の運転停止期間の後、１０分間の運転を実
施する。このような周期で運転を行うことで、微生物固
定化担体の分散を効果的に実行することができる。ま
た、曝気槽１に流入する流入水は、単位時間当たりの流
入水量が時間帯によって異なるので、流入水量が多い時
間帯のみ気泡発生装置３を連続運転とし、流入水量が少
ない時間帯は間欠運転するようにしてもよい。

【００１９】図２は、本発明の他の実施形態を示す概略
図であり、同図（ａ）はその概略側面図であり、同図
（ｂ）はその平面図である。同図において、曝気槽１の
長手方向の長さが非常に長い場合には、担体分離用スク
リーン６で仕切られ、仕切られた各槽１ａ、１ｂ内に微
生物固定化担体５を投入して浄化処理を行う。気泡発生
装置３ｂは、その担体分離用スクリーン４の直下に配置
され、気泡発生装置３ａは担体分離用スクリーン６の流
入水の流入側に配置されている。また、槽１内に仕切壁
を設けて、その仕切壁に部分的に開口部を設けて、その
開口部に担体分離用スクリーンを設けて、微生物固定化
担体５の各槽への流れを阻止するようにしてもよい。ま
た、担体分離用スクリーン４、６の直下またはその近傍
に設けられた気泡発生装置３ａ、３ｂは、上記実施形態
と同様の目的で配置されている。

【００２０】図３は、本発明の他の実施形態を示す概略
側面図である。同図（ａ）の曝気槽１では、底部に散気
装置２と気泡発生装置３ｃが配置され、流入水配管が槽
１の底部に配置され、流出部には担体分離用スクリーン
４が配置されている。流入水は、微生物固定化担体５が
投入された槽１内の底部から流入する。このような配置
とすることで、流入水配管から流入する廃水が気泡発生
装置３ｃからの気泡によってその流れが抑制される。な
お、図３（ｂ）の曝気槽１では、その底部に散気装置２
と気泡発生装置３ｃとが配置され、流入水が槽１の底部
から流入するように流入水配管が配置されている。さら
に、担体分離用スクリーン４の直下にも気泡発生装置３
ｂが配置されている。

【００２１】図３の実施形態では、流入水配管が槽底部
に配置され、気泡発生装置３ｃが流入水側に設けられて
おり、粗大気泡を発生させることで、底部から流れ込む
流入水の流速が減衰され、流入水による短絡流の発生が
防止できる。このように流入水による短絡流を粗大気泡
により緩和することで、微生物固定化担体が偏在するの
を防止することができる。また、図３（ｂ）のように、
流出部に粗大気泡を発生させる気泡発生装置３ｂを設け
ることによって旋回流の形成に効果的である。

【００２２】続いて、図２、図３の実施形態における気
泡発生装置３ａ〜３ｃの運転方法について説明する。気
泡発生装置３ａ，３ｂは連続運転もしくは間欠運転す
る。間欠運転の場合は、上述のように約１時間程度の間
隔で約１０分間運転することで、微生物固定化担体の分
散に効果的である。なお、図３の実施形態では、気泡発
生装置３ｃは短絡流の発生を防止するために連続運転が
好ましく、気泡発生装置３ｂは連続運転または間欠運転
の何れであってもよい。また、上述のように気泡発生装
置３ａ〜３ｃでは、流入水の単位時間当たりの流入水量
が時間帯によって異なるので、流入水量が多い時間帯の
み連続運転とし、流入水量が少ない時間帯は間欠運転す
るようにしてもよい。

【００２３】続いて、本発明の廃水処理装置の生物学的
浄化処理における有効性について、以下に説明する。こ
の比較実験では、表１に示した原水を用いて行った。本
実施形態のように曝気装置に気泡発生装置を用いた場合
と、気泡発生装置を用いない場合との比較がなされてい
る。表２では、気泡発生装置を用いた場合を「有」と
し、気泡発生装置を用いない場合を「無」と示した。
「有」と「無」のそれぞれの場合の処理結果が、水質お
よび曝気槽内の微生物固定化担体の偏在とを比較した結
果であり、処理水質は、処理水ＢＯＤ、処理水Ｔ−Ｎ、
処理水ＮＨ₄−Ｎの処理量で示されている。また、微生
物固定化担体の分散の度合は、曝気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）が示されている。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表２に示した試験結果から明らかなよう
に、本発明の廃水処理装置のように曝気槽内に気泡発生
装置を設置することにより、ＢＯＤ、Ｔ−Ｎの何れの試
験項目であっても低減できることを示している。流出側
担体濃度／流入側担体濃度から明らかなように、「有」
が１．１であるのに対して、「無」が１．８である。こ
の比較結果から廃水処理装置に、粗大気泡を発生する気
泡発生装置を設置することによって、槽内に微生物固定
化担体を充分に分散させることが可能であり、良好な生
物学的浄化処理結果が得られることを示している。

【００２７】なお、使用される微生物固定化担体は、上
記で説明したように、有機高分子物質または無機物質を
主成分とする粒子状に物質であり、微生物を包括固定も
しくは付着固定もしくは結合固定化させたものである。
また、曝気槽の深水が５ｍ程度の位置に散気装置が全面
に配置された全面曝気方式の散気装置であっても適用可
能であり、また、水深１０ｍ程度の反応槽の場合であっ
ても、その槽の水深５ｍ程度の位置に散気装置を有する
旋回流式深槽曝気槽の何れの場合であっても適応可能で
ある。

【００２８】

【発明の効果】上記説明したように、本発明によれば、
気泡発生装置による粗大気泡を発生させることで、流出
部近傍に粗大気泡によるカーテンを形成するとともに、
曝気槽内に旋回流を発生させて、微生物固定化担体を分
散させて廃水処理を行うものであり、気泡発生装置の設
備費と運転費が安価であり、廃水処理装置の建設費が廉
価となる効果を有する。

【００２９】また、本発明によれば、曝気構内に微生物
固定化担体が充分分散され、微生物固定化担体の全てを
有効に利用できるとともに、曝気槽下流側に設置された
担体分離用スクリーンの周りに担体が集積することがな
く、担体分離用スクリーンによる担体分離が安定に行わ
れ、スクリーン自体の目詰り対策として実施されていた
スクリーン清掃等の維持費理の軽減ができる効果を有す
る。

【００３０】また、本発明によれば、曝気槽の下流側に
設置した気泡発生装置を連続運転のみならず、曝気槽内
への流入量が少ない場合には間欠運転で担体を十分に分
散させることが可能であり、運転費を低減できる効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る廃水処理装置に用いられ
る曝気槽の一実施形態、（ｂ）はその平面図である。

【図２】（ａ）は本発明に係る廃水処理装置に用いられ
る曝気槽の他の実施形態を示す概略側面図、（ｂ）はそ
の平面図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る廃水処理装置に
用いられる曝気槽の他の実施形態を示す概略側面図であ
る。

【図４】従来の標準活性汚泥法を示す流れ図である。

【図５】従来の廃水処理装置の概略断面図である。

【図６】従来の廃水処理装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１曝気槽２散気装置３、３ａ〜３ｃ気泡発生装置４、６担体分離用スクリーン５微生物固定化担体

───────────────────────────────────────────────────── 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】微生物固定化担体を投入した曝気槽によ
る廃水処理方法において、一槽の曝気槽および担体分離用スクリーンまたは担体分
離用スクリーンを含む仕切壁で仕切られた前記曝気槽に
微生物固定化担体を投入して、前記曝気槽の流出部近傍
に設けられた担体分離用スクリーンと前記仕切壁の直下
またはその近傍に設置された気泡発生装置によって気泡
を発生させて、曝気槽内に旋回流を発生させて、前記微
生物固定化担体を分散させることを特徴とする廃水処理
方法。
【請求項２】前記気泡発生装置を連続もしくは間欠運
転して、曝気槽内に旋回流を発生させて前記微生物固定
化担体を分散させることを特徴とする請求項１記載の廃
水処理方法。
【請求項３】微生物固定化担体を投入した曝気槽によ
る廃水処理装置において、担体分離用スクリーンを流出部近傍に備えるとともに、
微生物固定化担体が投入される一槽の曝気槽或いは担体
分離用スクリーンまたは担体分離用スクリーンを含む仕
切壁で仕切られた曝気槽と、前記曝気槽内に設けられた散気装置と、前記担体分離用スクリーンの直下またはその近傍に、他
の曝気のための散気装置とは異なる気泡を発生させる気
泡発生装置とを備えることを特徴とする廃水処理装置。