JPS5889996A - 廃水、特に自治体の廃水を浄化する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーキ、曝気砂受け、吸着段、活性汚泥段お
よび後続浄化部が設けられており、その際吸着段におい
て主として高分子化合物の吸着とフロック形成が行われ
、かつこれら化合物は、中間浄化を介して汚泥として吸
着段から取出すことができ、その際活性汚泥段において
主として残りの化合物の分解が行われ、一方浄化した水
は後続浄化部を介して取出し可能であり、かつ吸着段と
活性汚泥段の間で汚泥戻しは行われない、廃水を浄化す
る装置に関する。

本発明の枠内において段とは、通常の廃水技術的な構造
物を表わし、他方においてこれら構造物は、複数のユニ
ットに分割できる。吸着段においては、生物学的な分解
の他に吸着とフロック形成が行われる。

初めに述べたような公知の装置において（ドイツ連邦共
和国特許出願公告第２６４０８７５号明細書）、第１の
活性汚泥段は、乾燥物質Ｉ　Ｋｇおよび１にあたり少な
くとも２ｋｇＢｏＤ５の汚泥負荷で動作し、かつ中間浄
化から取出された過剰汚泥の量によって汚泥は、第１の
活性汚泥膜内で基質呼吸を開始する処理段階に保持され
る。その他に両方の投の群集の厳密な分離が行われるよ
うになっている。乾燥物質１Ｋｇおよび１日あたり０．
１５８ＯＤ５の汚泥負荷で動作する第２の活性汚泥段か
らの汚泥は、戻されることなくすぐに汚泥回路から除去
される。吸着段においてはほとんどの場合通性嫌気性で
処理される。しかし吸着段は、好気性で動作できるよう
にしてもよい。これらすべてのことは、特に大きな浄化
装置に対して優れた構造および動作様式であるが、中間
浄化部または第２の活性汚泥段または後続浄化部から取
出される汚泥については通常の汚泥処理が望ましい。

それに対して本発明の課題は、このような汚泥処理をも
はや必要としないように、初めに述べた装置を改善する
ことにある。本発明による装置は、５０，０００人また
は等個人口までの接続負荷に対して使われるものである
。

この課題を解決するため、本発明は次のことを示してい
る。すなわち活性汚泥段が、池曝気段として構成されて
おり、ここにおいて吸着前段と吸着段の汚泥が導入でき
、かつこの池曝気段においてこれら汚泥と池曝気段内で
生じたものがたい積でき、かつ安定化でき、またレーキ
と吸着段の間に吸着前段が配置されており、この吸着前
段が通性嫌気性で動作でき、また吸着段が好気性で動作
でき、かつ池曝気段の後に湿ビオト、−プ）を接続され
ている。吸着前段が通性嫌気性で動作できるという表現
は、吸着前段が必要に応じて好気性で動作することもあ
るということを排除するわけではない。池曝気段は、１
つまたは複数のユニットから成る。本発明の有利な実施
形は次のような特徴を有する。すなわち曝気砂受けが同
時に吸着段として構成されているので、その点に関して
特別な構造費用は不要である。吸着前段と吸着段の間に
、粗予備浄化部を配置してもよい。

本発明の枠内において池曝気装置とは、２つまたはそれ
以上の曝気能を備えた公知の古典的な池曝気装置を表わ
している。人口または等個人口１人あたりけぼ３ａ以上
の固有所要空間と人口または等個人口１人あたりほぼ２
ゴ以上の固有所要面積は、２つの曝気能と１つの後続浄
化池を有する古典的な池曝気装置にとって代表的なもの
である。曝気能の容積負荷は、３０　ｙ　ＢＯＤ５７．
１・ｄである。通常の池曝気接続負荷は、最大でほぼｓ
、ｏｏ。

ないし１０，０００人または等個人口である。ドイツ、
連邦共和国においては数６個の古典的な池曝気装置を設
置しなければならない。これら池曝気装置は、既存の規
定および分解能力を満たし、かつその点において優れて
いる。これら池曝気装置は、高度な処理安産を有し、か
つ天然に近い装置とみなされる。一方において大きな固
有所要面積および空間を必要とするが、他方において保
守（まわず力・でよい。人口または等個人口１人あたり
の投資費用は非常にわずかである。望ましい価格の製造
および保守の少ない運転はとりわけ次のことに基いてい
る。すなわちこのような池曝気装置は、一般に地上構成
法によって製造でき、また大きな供給空間および面積の
ため砂受け、レーキおよび汚泥処理装置の形の特別な装
置が省略される。曝気池での浄化すべき廃水の滞在時間
は、１０ないし１５日間の範囲にある。分解されたＢＯ
Ｄ５１　’に９あたりのエネルギ消費率は、はぼＩ　Ｋ
Ｗｈ／’に９　ＢＯＤ５であり、従って酸化池の需要に
相当する。大きな提供空間によれば、前記のようにレー
キ、砂受けおよび特別の汚泥処理段を用いずにこのよう
な池曝気装置の運転を行うことができる。汚泥は、曝気
池の底にたい積する。定常的に曝気されかつ動く水は、
汚泥に接して流れ、かついちばん上の汚泥層に酸素を供
給するので、汚泥は巻上りられす、かつＸ、）ちばん上
の層内で腐敗も生じない。深いところにある汚泥は嫌気
性で分解される。数年後に初めて、完全に安定化した汚
泥の排出を行えばよい。排水自身は、曝気池内で水中に
浮かんだ細かいフロックおよび底に固着した好気性微生
物を介して浄化される。

本発明によれば池曝気装置は、池曝気段として新しい機
能を果たす。さもなければ初めに述べ一たような装置に
おいて汚泥処理に供される汚泥は、池曝気段の１つまた
は複数の曝気池内でたい積しかつ安定化する。このこと
は、本発明による装置の別の構造部および処置との組合
せのため、すなわち通性嫌気性または好気性で動作する
吸着前段、好気性範囲内で動作する吸着段および廃水の
継続的な浄化を行う後続の湿ビオトープとの組合せのに
可能である。既存の池曝気装置は、さ程の費用をかけず
に本発明による装置に改造でき、かつそれにより著しく
大きな接続負荷で動作できる。

吸着段を浸透フィルタとして構成することは本発明の権
利範囲内にある。別の構成に関して本発明の有利な実施
形は次のような特徴を有する。

すなわち吸着前段は、ＢＴＳ　＝　２、特にほぼ５の高
負荷段として、また吸着段は、同様にＢＴＳ　＝　２、
特にほぼ３の高負荷段として構成されており、また池曝
気段は低負荷段として動作する。一般に本発明による装
置において池曝気段は直列接続された２つの曝気池を有
し、そのうち第１の曝気池はほぼ０．３のＢＴＳで、第
２の曝気池はほぼ０．０５のＢＴｓで動作できる。吸着
前段の前および／または第１の曝気池の前に、沈澱剤を
添加する装置を配置することができる。

当該の公知の実施形態と比較して本発明による装置にお
いては、関連する湿ビオトープを含む後続の池曝気段は
、いわば通常の活性汚泥段から成る。吸着前段は、いわ
ば一部生物学的粗予備浄化部と解することができ、かつ
通常の曝気砂受けから本来の吸着段を作るが、この吸着
°段は、本発明の権利範囲内において通性嫌気性でも好
気性でも運転でき、一方従来の吸着段はそのままである
が、好気性で動作する。吸着段は、吸着前段において良
好に処理されかつそれにより生物学的に容易に分解でき
る基質を受取る。本発明による装置はおおいに細分化さ
れているので高価であるような印象を与えることがある
が、そのようなことはない。なぜなら本発明による組合
せの枠内において個々のユニットはわずかな空間しか必
要とせず、かつ処理は安定に行われ、かつ容易に判断で
きるからである。関連する池曝気段は、これら日々にお
ける汚泥たい積により数年にわたって１度細かな浄化と
汚泥処理を行うとはいえ、はとんど保守作業を必要とし
ない。その結果本発明によれば、通常の池曝気と比較し
て著しい利点が得られる。

通常の池曝気と比較して固有の所要面積は、廃水容積流
量の増加によりかなり減少する。組合せにより池曝気の
利点はそのまま維持され、すなわち汚泥の処理と安定化
および汚泥のたい積は曝気池内で行われるが、後続の後
続浄化部お′よび湿ビオトープ内でも行われる。池内に
おいて汚泥のさらに高い安定度が得られ、その際安定度
はそのまま滞在時間を表わしている。その他の点におい
て本発明による装置は、処理がおおいに安定であること
および浄化度が高いことにおいて優れている。

このことは、４つの異ったビオトープを直列接続したこ
とによって可能であり、これらビオトープは、それぞれ
独自の群集（通性嫌気性、好気性、好気性、湿ビオトー
プ）を有する。両方の段、すなわち吸着段と池曝気段は
両方共好気性段であるが、それでも当然具った群集であ
る。高負荷段（通性嫌気性、好気性）によって前記のよ
うに分解し難い有機物が溶解される。従って後続の池曝
気のため分解し易い基質が生じる。前記のように吸着前
段の前および場合によっては吸着段の前または第１の曝
気池の前で、沈澱剤（例えばＦｅ　（ｕ）　−塩）を加
えると、池曝気段における後続の長い滞在時間によりか
なりりん酸塩が除去されるようになり、さらに湿ビオト
ープによって増強さｎる。

両方の高負荷段を前置接続することによって、従来の曝
気他装置に対して７０％にまで池曝気の所要面積が減少
し、かつ少なくとも３倍廃水流を増加できる。エネルギ
消費率の最少化には、さらに浸透フィルタの挿入々−有
効であり、この浸透フィルタは、本発明の範囲内におい
て前記のように使用できる。

本発明の実施例を以下図面によって説明する。

図示された装置は、廃水を浄化するため、特に自治体の
廃水を浄化するために使われる。装置には、レーキ０、
曝気砂受けｌ、吸着段２、活性汚泥段３、後続浄化部４
が設けられている。吸着段２においては生物学的分解の
他に主として高分子化合物の吸着とフロック形成が行わ
れる。これら化合物は、吸着段２の汚泥と共に中間浄化
部５を介して吸着段２から取出される。活性汚泥段３に
おいては主として残りの化合物の分解が行われる。浄化
された廃水は、後続浄化部４を介して取出し可能である
。吸着段２と活性汚泥段３の間の汚泥の戻しは行われず
、それによりこれら活性汚泥段２と３の群集を厳密に分
離するようにする。

活性汚泥段は池曝気段３として構成されており、ここに
おいて吸着前段１と吸着段２から汚泥が導入でき、かつ
この池曝気段においてこれら汚泥と池曝気段３自身内で
生じた汚泥がたい積できかつ安定化できる。レーキ０と
吸着段２の間に吸着前段ｌがある。この吸着前段は、通
性嫌気性（であるが好気性でも）で動作でき、一方吸着
段２は好気性で動作できる。本実施例においてまた本発
明の有利な実施形態によれば、曝気砂受け１は吸着前段
として構成されている。吸着前段１と吸着段２の間に粗
予備浄化部６が挿入されている。

池曝気段３の後に湿ビオトープ７が接続されている。

吸着段２が浸透フィルタとして構成できることは図示さ
れていない。吸着前段１はＢＴ８　＝　２、特にほぼ５
の高負荷段として、また吸着段２は同様にＢＴ８　＝　
２、特にほぼ３の高負荷段として構成されている。それ
に対して池曝気段３は低負荷段として動作する。本実施
例においてまた本発明の有利な実施例によれば、池曝気
段は、直列接続された２つの曝気池３ａ　、　３ｂを有
しそのうち第１の曝気池はほぼ０．３００Ｅｌ’ｒｓで
、また第２の曝気池ははぼ０．０５０Ｂ’ｒｓで動作で
きる。吸着前段ｌの前および／または第１の曝気池３ａ
の前に沈澱剤を加える装置８が設けられている。このよ
うな装置８は、なお付加的に吸着段２の前に挿入しても
よい。

１２　、０００人および等何人口の接続負荷用の装置に
ついて説明する。廃水は自治体業務の特性を有する。装
置は、２４．０００人または等何人口にするため１００
％の拡張をわけなく行うことができるように設計されて
いる。最大２５　、０００　ｙｌ　／面積が得られる。

装置は、初めの構成についてＱＴＷ−１９２ｒｒｊ／ｈ
の乾燥天気入力に合わせて構成されており、雨の場合に
は共同下水管を介して装置にＱＴＷ量の４倍が流れる。

ＱＴＷの２倍までは廃水はすべての浄化段を通る。ＱＴ
Ｗの２倍の雨混合水は、直接晴気池３に供給され、かつ
同様に生物学的に浄化される。

装置は次の表に示す大きさ、負荷および作用を有する。

日々の廃水流は人口１人および１日あたり２００１の廃
水になり、またはＱＴＷ　−３，０００ｍ　／　ｄの廃
水流になる。上部に記入された符号は図中のものと同じ
である。

ｓｐ−スクリュポンプ、Ｒ＝レーキ、ｂｓ−曝気砂受け
、ＧＶ−粗予備浄化部、Ａ−吸着段、ＺＫ　＝中間浄化
部、Ｔ−池、Ｎ−後続浄化部、ＦＢ　＝湿ビオトープ 廃水流ＱＴｗは、スクリュポンプユニットを介して装置
内に取込まれ、かつレーキＯを通って流れる。粗い成分
を除去した後に機械的に粗く処理さ屯た廃水は曝気砂受
けｌ内に流れ、この曝気砂受けは、戻し導管を介して粗
予備浄化部６から活性汚泥を戻すことによって同時に吸
着前段の機能を果たす。この吸着前段６は、ＢＩＴＢ＝
　５　ｋｇＢＯＤ５７　Ｋ９Ｔ８の汚泥負荷およびＴ８
　＝　１．５　Ｋ９　’Ｉ’Ｓ／ｒｒｌ　−ｄの乾燥物
質含有によって高負荷で運転されている。粗予備浄化部
において沈澱可能な物質を除去した廃水は、浸透フィル
タとして構成された吸着段２に集まる。この生物学的吸
着段２に集まった物質は、容易に分解でき、かつ浸透フ
ィルタ内においてｔ−３６分の滞在時間、ＢＴＢ＃　３
ないし５０チの汚泥負荷で一部生物学的に浄化される。

２この吸着段２の生じた活性汚泥は中間浄化部５内にた
い積し、かつ回路内で再び吸着段２に供給される。砂受
けｌと吸着段２の生じた過剰汚泥は、過剰汚泥導管を介
して曝気波３ａ　、　３ｂに集まり、ここでたい積され
、かつ安定化する。

両方の生物学的な高負荷段、すなわち砂受けとして構成
さ糺た吸着前段ｌと吸着段２において、すでに多くの割
合の有機物負荷が分解される。この割合は次のようにな
っている。

吸着前段において　４０チ 吸着段において　　０．５　Ｘ　６０−３０％従って全
体で初期負荷の７０チになる。

負、荷をこのように明らかに減少したので、活性汚泥段
３は、当該技術の公認の規則に従って構成されている。

通常の池曝気性と比較して活性汚泥段３０面積は、適用
すべき設計基準（−３０ｉＢＯＤ５７ｍ”　）を同一に
見積った場合、はぼ７０チ減少する。従って曝気波３ａ
　、　３ｂを通る廃水流（ｎ？ｌｈ　）は、通常の純粋
な池曝気装置に対して３倍以上増加した。曝気波３ａ　
、　３ｂ内で生物学的浄化を行った後、廃水は後続浄化
部４に流入し、かつここから出口を介して湿ビオトープ
７に供給される。ここで１日以上の滞在時間が存在し、
かつ７０ｃｍの湿ビオトープの扁平構成の際に強力な植
物の生長があった場合、引続き廃水の浄化が行われる。

一部生物学的な段１，６，２．５の図示された拡張によ
って装置は、同一の効果でそれ以上の面積を必要とする
ことなく　２４，０００人または等価人口（？；／ＥＧ
　）の接続負荷に拡張できる。

すでに述べたように２つの生物学的段、すなわち吸着前
段ｌ、吸着段２に生じる有機的活性汚泥は活性汚泥段３
に供給され、ここでたい積し、かつ大幅に安定化される
。１年の期間を置いて第１の曝気性３ａから、またそれ
ぞれ２年の期間を置いて第２の曝気性３ｂから、安定化
した汚泥が除去される。たい積しかつ安定化した汚泥は
池から排出される。それから汚泥廃水流は、連続的に動
作する汚泥濃縮器を介して流れる。ここでは同相と液相
の分離が行、われる。濁った水は、再び、装置の入口に
供給され、かつすべて、の生物学的な段を通る。１年に
１０日の排出期間の間に毎日付加的に生１／６にしかな
らず、かつ装置により廃水量に関しかつ負荷に関してわ
けなく吸収できる。なぜなら多段生物学的システムは、
量的および質的サージ負荷に対して非常に大きなバッフ
ァ容量を有するからである。

濃縮化した汚泥（＝固相）は、汚泥濃縮器から取出され
、かつ動作体系内に設けられた汚泥遠心分離機を介して
濃縮化される。脱水されかなりの程度まで安定化された
汚泥は、磯業に使用されるか、またはごみ捨場に運ばれ
る。

例えばりん酸塩の除去または分解困難な物質の除去（Ｃ
ＯＤ　）に関連して、生じた廃水を特に高度に浄化する
ことが望ましい場合、吸着前段ｌの前の８で示すところ
および第１、の曝気性の前の８のところで沈澱剤が加え
られ、特に砂受け１の前で石炭または硫酸アルミニウム
が加えられ、かつ曝気性３ａの前でＦｅ　（ｎ）−塩が
加えられる。このような組合せによればわずかな沈澱剤
しか使用する必要はなく、かつ鉄塩添加は最小になる。

沈澱側添加−のこの方法論によれば、例えば自治体／産
業用の廃水のりん酸塩含有量は０　、５　Ｎ１９　Ｐ／
ｌ以下の濃度゛に低下する。櫟の発生は最少になり、か
つ礫の排除は、湿ビオトープ７を介してかなり減少する
。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による装置の方式を示す図である。 Ｏ・・・レーキ、１・・・砂受け、２・・・吸着段、３
・・・活性汚泥段、４・・・後続浄化部、？・・・湿ビ
オトープ 特許出願人　　ポート、ベーンケ 代理人弁理士　　１）　代　蒸　治 ５１ 第１頁の続き ０発　明　者　アンドレアス・シュドローマイア− ドイツ連邦共和国５１９０シユトー ルベルク・アム・ハング８ ５１３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ル−キ、曝気砂受け、吸着段、活性汚泥段および後
   続浄化部が設けられており、その際吸着段において主と
   して高分子化合物の吸着とフロック形成が行われ、かつ
   これら化合物は、中間浄化を介して汚泥として吸着段か
   ら取出すことができ、その際活性汚泥段において王とし
   て残りの化合物の分解が行われ、一方浄化した水は後続
   浄化部を介して取出し可能であり、かつ吸着段と活性汚
   泥段の間で汚泥戻しは行われない、廃水を浄化する装置
   において、 活性汚泥段が、池曝気段（３）として構成されており、
   ここにおいて吸着前段（１）と吸着段（２）の汚泥が導
   入でき、かつこの池曝気段においてこれら汚泥と池曝気
   段内で生じたものがたい積でき、かつ安定化でき、また
   レーキ（Ｏ・）と吸着段（２）の間に吸着前段（１）が
   配−されており、この吸着前段が通性嫌気性で動作でき
   、また吸着段（２）が好気性で動作でき、かつ池曝気段
   （３）の後に湿ビオトープ（７）が接続されていること
   を特徴とする、廃水を浄化する装置。 （２）曝気砂受けが吸着前段（１）として構成されてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の装置。 （３）吸着前段（１）と吸着段（２）の間に、粗予備浄
   化部（６）が配置されている、特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の装置。 （４）吸着段（２）が浸透フィルタとして構成されてい
   る、特許請求の範囲第１項ないし第３項の１つに記載の
   装置。 （５）吸着前段（１）が、ＢＴＳ　＆　２の、特にほぼ
   ５の高負荷段として構成され、また吸着段（２）が、同
   様にＢＴＳ　？’２の、特にほぼ３の高負荷段として構
   成されており、また池曝気段（３）が低負荷段として動
   作する、特許請求の範囲第１項ないし第３項の１つに記
   載の装置。 （６）池曝気段（３）が、前後に接続された少なくとも
   ２つの曝気能（３ａ　、　３ｂ　）を有し、そのうち第
   １の曝気能がほぼ０．３のＢＴＳで、また第２の曝気能
   がほぼ０．０５０Ｅｌ’ｒｓで動作できる、特許請求の
   範囲第１項ないし第５項の１つに記載の装置。 （７）吸着前段（１）の前および／または第１の曝気能
   （３ａ）の前に、沈澱剤を添加する装置（８）が配置さ
   れている、特許請求の範囲第１項ないし第６−項の１つ
   に記載の装置。