JPS5929318B2 - 廃液処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＢＯＤ成分などの有機物質及び／又はアンモ
ニア性窒素を含有する原水を生物処理するための装置、
特に微生物を付着させた粒状媒体層の下方から通水し、
流動化するような条件で上向流で好気的に接触反応させ
生物処理して清澄水とする廃液処理装置に関するもので
ある。

一般に微生物を付着させた粒状媒体を流動化させて生物
学的処理で廃水処理を行なう方法は、物理処理や化学処
理などの他の方法に比較して高速処理が可能であるほか
種々の利点を有していることが知られている。

しかし、流動層内への酸素供給方法に問題があった。

例えば粒状媒体を原水で流動化させる場合、つまり固液
二相流動層では、流動層上端に界面が存在し、その界面
より上方に粒状媒体が液により運ばれることはなく、粒
状媒体の流出は起こらない。

そしてこの固液二相流動層内に、空気あるいは酸素ガス
を散気装置により吹き込む場合、即ち気液固三相流動層
では、流動層界面が乱れ、気泡の上昇につれエアーリフ
ト効果により、粒状媒体の巻き上げが起って粒状媒体が
処理水と共に流出するので従来、流動層方式で好気的接
触酸化を行なう場合には、加圧タンク等を用いて原水に
酸素を溶解させ、溶解酸素濃度（Ｄ、Ｏ，）を高くした
原水を、流動層反応槽に導入し、固液二相流動層で接触
酸化する方法がとられてきた。

しかし、この流動層の前で酸素を溶解させる方法では、
Ｄ、０．に応じた量の有機物質あるいはアンモニア性窒
素の除去しか期待できず、高濃度の有機物等を含有する
廃水を処理する場合は、循環液量を非常に大きくとり、
酸素を何回も再溶解させて処理する必要があって稼動操
作が並びに工程が煩雑化し稼動効率も高くできないし、
処理量も余り大きくできない不便・不経済がまだあった
。

本発明は、これら従来の問題点を解消しようとするもの
で簡単で安価につくような構成で生物処理を著しく向上
させ処理能力を増大せしめることを目的としたものであ
る。

また本発明の他の目的は、運転経費の節減と操業条件の
簡素化とを可能とし、高濃度の有機性廃液処理を効率よ
く行い得る生物処理装置を提供しようとするにある。

本発明は廃液を生物処理するに際して気液固三相流動層
により酸素溶解と生物による接触酸化反応を同時に行な
わせることの方が、有機性廃水などの被処理水が流動層
を一回通過する時に除去される有機物量あるいはアンモ
ニア性塞素量が多く、循環液量を少なくすることができ
て非常に有利となることに着目してなされたもので、原
液流入部を下部に有し、且つ処理水流出部を上方に有す
る処理槽に原液供給によって流動する流動媒体を充填配
備し、該流動媒体層の下方に酸素含有気体が液内に供給
されて液中に酸素を溶解させる散気装置を設けて気液接
触反応槽に構成すると共に、該反応槽上部内壁の周囲に
突部を形成して流動媒体の流出防止部とし、前記流動媒
体で形成される流動層希薄相位置に流動媒体の流出を防
止し且つ気泡を捕集する気液分離壁をその下端が槽内断
面積より小さい断面積を有し、且つ上端が下端よりも小
さな断面積を有し、その上端が液面上に突設された状態
下で、備えると共に、前記気液分離壁の下端断面積が反
応槽上部内壁全周にわたって設置された突部の先端部分
の断面積より大きな断面積を有しかつ下端は槽内壁と空
隙を有して流動媒体で形成される流動層上方において固
液分離部を区画したことを特徴とする流動層接触反応方
式の廃液処理装置である。

本発明を実施例につき図面を参照して説明すると、第１
図において、原水流入管２を下部に、かつ処理水流出管
９を上部に有する気液接触反応槽１に、粒状媒体を充填
し、槽内で流動化させ、流動層濃厚相６と流動層希薄相
１０とが形成されるようにし該流動層下方に支持層とな
る多孔板３と散気装置４とを配置すると共に前記気液反
応槽１の上部内壁に全周にわたって突起又は突壁から成
る突部１４を設置し、該突部１４上方に、下端が該突部
１４の先端部分の描く断面より大きな断面積を有し、か
つ上端が下端よりも小さな断面積を有してその上端が液
面上に出て、さらに下端は槽内壁と空隙を有する気液分
離壁７あるいは、該気液分離壁上端を密閉した気体捕集
室１２を配置した、気液固三相流動層で好気的微生物処
理を行なう廃液処理装置、としである。

前記気液接触反応槽１の上部には溢流堰８を介して集水
溝１８が設けられ、この集水溝１８に処理水流出管９が
開口連結してあり、さらに槽１の下部には、流動層粒状
媒体を支持する目的で多孔板３を設置し、その上方に空
気又は酸素含有ガスの送気管５に接続した散気装置４を
設置しである。

また、槽１の上部の任意の高さに、内壁全周にわたって
突部１４をつけ或いは突部１４を環状に配列しである。

この突部１４をつける高さ位置は、できれば流動層界面
より上方であることが望ましいが、界面より下につけて
もよいし突部１４の形状は、粒状媒体及び気泡の滞留を
なくするために、三角形の断面を有することが望ましい
が、その他の形状でも、壁にそって上昇する気泡を壁か
らある距離だけ離すことができるものであれば、どのよ
うなものでも選んで用いられる。

そして突部１４の上方に設置される気液分離壁７はその
気液分離壁７の下端の直径あるいは代表径が、突部１４
の先端部分の描く図形の直径あるいは代表径よりも大き
くする。

また、処理水の流路として、突部１４及び槽１の内壁と
気液分離壁７の下端との間には、全周にわたって、又は
一部分空隙を有するように配備され槽壁と気液分離壁７
との間に固液分離部１１が区画形成され、また気液分離
壁７の上端は少くとも実質的に液面より上に突出してい
ることが考慮されていると共に、気液分離壁７は、上端
の断面積が下端の断面積よりも小さくなるような形状を
なしている。

即ち、気液分離壁７はその周壁の上方部が閉塞され、且
つ下方が開口した状態で円錐、角錐、半球状又は椀状な
どの形状の漏斗形態にし、その内部の空間を流動層希薄
相１０となるようにし捕集した気泡の集合と抜き出しを
良好にしてあり、その上端を気泡によるエアリフト作用
によって槽内水が上昇する限度以下の高さに大気中に開
口端１／で開口しである。

第２図の実施例では、気液分離壁Ｉの上部を密閉し、気
体捕集室１２を設け、送気管５を介して使用気体をブロ
ワ−１３により循環再使用するこ七を目的とした装置例
で、純酸素ガスを用いて処理する場合に適している。

第３図の具体例では固液分離部１１の空間の分離面積を
大きくとるために、気液分離壁１の上端の断面積を極端
に小さくした場合の例で、上端の断面積が少さくなると
、エアーリフトポンプの原理により、気液分離壁の上端
から処理水及び粒状媒体をふき上げることになるので、
気液分離壁７の外側に、両端開口の筒状の補助分離壁１
５を設置し、液表面にふき上げられた粒状媒体がそのま
ま溢流堰８を越えて流出しないようにしである。

また、この場合第２図例で示したように上部密閉して、
気体を循環使用する場合、エアーリフトポンプの原理で
送気管に水が入るとブロワ−にとって問題であるが、補
助分離壁１５の上部を密閉し、気体捕集室として利用す
ることで解決される利点もある。

第４図例では、気液分離壁７を傾斜板状のものにした例
であり、各傾斜板の一部は上下の傾斜板の一部と必ず重
なりあっている。

即ち前記実施例と同様な構成の気液接触反応槽１内にお
いて、截頭円錐あるいは截頭角錐の形状を持つ気液分離
壁、あるいは傾斜板を二個以上継目の部分が上下に重な
るようにして截頭角錐又はこれに近似できる形状に配置
した気液分離壁１を、上方の壁は下方の壁よりも小さく
、かつ合壁の上端及び下端が、他の上方及び下方にある
壁の下端及び上端と重なるように、上下に数個配置し、
かつ、最下部の気液分離壁の下端が、突部１４の先端部
分の描く断面より大きな断面を有し、かつ最上部の気液
分離壁Ｉの上端は液面上に出るように配置した、気液固
三相流動層で好気的微生物処理を行なう廃水処理装置と
しである。

この場合、気液分離壁７となる傾斜板においては、同じ
高さにある傾斜板は全周にわたり一体となったものでも
よいし、又は継目の部分が重なり合うようにして数個あ
るいは数十個の傾斜板に分けてもよい。

このような形状であると槽１の直径又は代表径が大きく
なった場合に、気液分離壁７を大きくすることなしに小
さな傾斜板をつみ重ねるだけでよく、シかも、液体の流
路を広く取れるという利点がある。

また、第３図、第４図の例で示したように最上部の傾斜
板を密閉して気体捕集室（図示せず）を設けることもで
きる。

第５図は、傾斜板状気液分離壁７を、数ケ所に集中する
ように配置した例である。

なお第１〜５図まで流動層支持体として多孔板３のみを
図示したが、もちろん多孔板上にじやり等の固定支持層
を置いてもよい。

また、散気装置４が多孔板等支持層の下方にあっても問
題はない。

しかして槽１に粒状媒体を入れ、原水供給管２より原水
を流入させると、粒状媒体は流動化しある高さに界面を
形成する。

ここで、粒状媒体とは、たとえば活性炭、コークス、ア
ンスラサイト、木炭、骨炭、獣炭、砂、プラスチック球
、ビーズ等が単独又は組合せて用いられる。

原水で流動化させた層内に、散気装置４により空気ある
いは酸素ガスを吹き込むと、流動層の界面が乱れ粒状媒
体が気泡のエアーリフトにより上方へ巻き上げられる。

そのような状態で、粒状媒体の存在数の多い流動層濃厚
相６は上方に行くに従い巻き上げられた粒状媒体は槽１
上部の空間に分散し希薄な流動層即ち流動層希薄相１０
を形成する。

気泡は常に真上に一直線に上昇するので壁にそって上昇
した気泡は突部１４によって壁から離され、その他の気
泡と共に気液分離壁Ｉの内側の空間内を上昇し、気液分
離壁１の外側の空間流路の固液分離部１１内に気泡が入
りこむことはない。

しかもこの粒状媒体の巻き上げは気泡によってのみ起こ
され、液体と固体のみが存在する場合は、粒状媒体はあ
る一定の界面を持って流動しており、液の上昇と共に飛
び出すということもない。

そこで気泡を分離した処理水は、気液分離壁７と槽１の
間の流路を通り、固液分離部１１を上昇する。

一方、固液分離部１１内にまで随伴してきた粒状媒体は
、沈降して気液分離板７と槽１の間の流路より流動層希
薄相１０内に返送される。

また気泡により巻き上げられた粒状媒体は流動層希薄相
１０内に分散し、一部は流動層濃厚相６に沈降して戻り
、一部は流動層希薄相１０内に滞留することになるが、
粒状媒体が液面まで気泡により随伴させられても、気液
分離壁７の上端が液面に出ている限り、固液分離部１１
上部に粒状媒体が流出することはない。

さらに固液分離部１１内では、流動層濃厚相６の部分よ
りも液の上昇速度より速い上昇速度になるが、固液分離
部１１内に入り込んだ粒状媒体は界面を形成し流動状態
になり、一部の粒状媒体は沈降し希薄相１０の空間内に
戻り、気泡の巻き上げがないので粒状媒体の流出は全く
起らない。

よって、溢流堰８から流出する処理水中には粒状媒体は
含有せず、好気性微生物による生物学的処理が施されて
ＢＯＤ成分などが除去された清澄な処理水が効率よく適
確に得られるものである。

本発明は、気液接触反応槽内に形成される気液固三相流
動層により少くとも有機物質あるいはアンモニア性窒素
のいずれかを除去する方式で粒状媒体の流出を防止し、
かつ酸素ガスを用いる場合には該酸素ガスの捕集をも可
能とする。

気液分離壁又は気体捕集室を設置したことにより、三相
流動層によって酸素溶解と微生物による接触酸化反応を
同時に行わせることができ、有機性廃液など被処理水が
流動層を通過する際に除去されるＢＯＤ成分或いはアン
モニア性窒素を増大させ、循環液量も少くすることが可
能となり、しかもガス吹き込みによっても流動層界面を
乱すことなく処理できるので効率を著しく向上でき大量
処理にも適するほか操業条件も良好にし、槽内での循環
流を有効に発生させて活用し液中への酸素移動は十分良
好に行なわれ、槽内での好気性微生物の活躍を盛んにし
て効率よく有機性廃液の生物学的処理ができるし、機械
的駆動部分が全くない簡単な構造により、保守保安など
の管理もらくにし、経済的に運転できると共に既設の装
置にも従来必要であった酸素気泡微細化装置、機械的攪
拌機、循環ポンプ等を付加設置することなく改造変更容
易であり、製造が容易であって、且つ安価につくような
形式の装置とし、しかも故障の心配なく、維持管理も極
めて容易であるなど実用上極めて有用な特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は切断側面図、第
２図乃至第５図はそれぞれ他の実施例の切断側面図であ
る。 １・・・・・・接触反応槽、２・・・・・・原水流入管
、３・・・・・・多孔板、４・・・・・・散気装置、５
・・・・・・送気管、６・・・・・・流動層濃厚相、７
・・・・・・気液分離壁、８・・・・・・溢流堰、９・
・・・・・処理水流出管、１０・・・・・・流動層希薄
相、１１・・・・・・固液分離部、１２・・・・・・気
体捕集室、１３・・・・・・ブロワ−１１４・・・・・
・突部、１５・・・・・・補助分離壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原液流入部を下部に有し、且つ処理水流出部を上方
   に有する処理槽に原液供給によって流動する流動媒体を
   充填配備し、該流動媒体層の下方に酸素含有気体が液内
   に供給されて液中に酸素を溶解させる散気装置を設けて
   気液接触反応槽に構成すると共に、該反応槽上部内壁の
   周囲に突部を形成して流動媒体の流出防止部とし、前記
   流動媒体で形成される流動層希薄相位置に流動媒体の流
   出を防止し且つ気泡を捕集する気液分離壁をその下端が
   槽内断面積より小さい断面積を有し、且つ上端よりも小
   さな断面積を有し、その上端が液面上に突設された状態
   下で、備えると共に、前記気液分離壁の下端断面積が反
   応槽上部内壁全周にわたって設置された突部の先端部分
   の断面積より大きな断面積を有しかつ下端は槽内壁と空
   隙を有して流動媒体で形成される流動層上方において固
   液分離部を区画したことを特徴とする廃液処理装置。 ２ 前記流動媒体が、活性炭、コークス、アンスラサイ
   ト、木炭、骨炭、砂、プラスチック球、ビーズの群から
   選ばれた粒状媒体である特許請求の範囲第１項記載の廃
   液処理装置。 ３ 前記気液分離壁が、截頭錐形に形成された筒状体で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の廃液処理装
   置。 ４ 前記気液分離壁が、二以上の傾斜板で形成され、そ
   の継目部分が上下方向に重なるように間隔をあけて錐状
   に配列されている特許請求の範囲第１項、第２項又は第
   ３項記載の廃液処理装置。 ５ 前記気液分離壁が、その上端を密閉して気体捕集室
   を形成した特許請求の範囲第２項、第３項又は第４項記
   載の廃液処理装置。 ６ 前記気液分離壁が截頭錐形に形成された筒状体又は
   二以上の傾斜板で形成され、その継目部分が上下方向に
   重なるように間隔をあけて錐状に配列したもので、その
   上端を開口したもので、該上端部の周囲に環状の気液分
   離壁を間隔をあけて配備した特許請求の範囲第３項又は
   第４項記載の廃液処理装置。 ７ 前記気液分離壁が、上端を密閉したものであって、
   該密閉内部と連通した配管を前記散気装置の送気系統に
   連結して循環路を備えている特許請求の範囲第５項記載
   の廃液処理装置。