JPS5945439B2 - 生物処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微生物を付着させた粒状媒体の流動床で生物
化学的にＢＯＤ除去、硝化、脱窒素などを行なう用廃水
の生物処理方法に関するものである。

一般に生物処理は、活性汚泥法に代表される生物浮遊方
式と、散水Ｐ床、浸漬Ｆ床、接触酸化、回転円板、流動
床等の生物固定床方法の二つに大別される。

従来、生物処理は上記生物浮遊方式が主流であったが、
生物浮遊方式より低水温の影響が少なく、高い負荷が採
れること、またバルキングが起らない上に維持管理が容
易である等の長所があるため、最近では生物固定床方式
による生物処理が盛んになってきた。

その中でも特に注目されているのは粒状媒体流動床方式
である。

すなわち、散水ｒ床、浸漬Ｐ床、接触酸化などによる生
物処理においてはＢＯＤ除去では負荷が１〜３ｋｇ−Ｂ
ＯＤ ／ｒｒｌ ・ｄ 、硝化では負荷が０．１〜０．
６ｋｇ−Ｎ／ｍ・ｄそして脱窒素では負荷が０．２〜１
．２ｋｇ−Ｎ／ｒｎ′・ｄであるのに対して、流動床方
式においてはＢＯＤ除去で７〜１０ ｋｇ −ＢＯＤ ／ｍ’ −ｄ 、硝化では２．５〜３
．５ゆ−Ｎ／ｍ−ｄ、脱窒素では３〜６ ｋｇ−Ｎ／７
７１’・ｄと、より高い負荷が可能である。

このように、同じ生物固定床方式であっても、流動床方
式が他の方式より高い負荷を採れるのは、使用される媒
体の粒径が小さく、液との接触表面積が犬であり、しか
も反応槽単位容積当りの生物濃度を２０〜４０９／ｌと
極めて高濃度に保てるためである。

このように数多くの利点をもつ流動床方式による生物処
理では、粒状媒体として比重が犬で、高い通水速度のと
れる砂を使用することが多いが、活性炭、コークス等の
多孔性で生物付着性の良い粒状媒体を使用することもあ
り、この流動床方式では運転初期において微生物を集殖
させるに際し、媒体に微生物を付着させる方法として二
つの方法があった。

すなわち、第１の方法は、最初から高速で原水を上向流
で通水、循環して媒体を流動化させながら微生物を媒体
表面に付着させるものであり、第２の方法は上記第１の
方法と同じく上向流で通水するが、最初は固定床あるい
は膨張床の状態で通水するものである。

なお、第２の方法における媒体の流動化は、微生物が媒
体に付着したのちに通水速度をあげて行なわせるか、あ
るいは微生物の付着により媒体粒子の見掛けの比重が軽
くなって自然に流動状態になるかの何れかである。

しかしながら、第１法のように媒体を流動化させながら
微生物を付着させようとすると、原水の上昇流速を早く
せねばならず、媒体として多く使用される砂の場合の上
昇流速は０．４〜１． Ｑ ＠ ７ｍ１ｔｔにも達する
。

このような高い通水速度では、水流の剪断力が大きいた
めに微生物の付着が困難となり、また媒体表面に付着し
たとしても媒体同志の接触衝突が激しいために剥離する
可能性が大きい。

したがって、第１法のような集殖方法では媒体表面に微
生物を付着させるには多くの日数を要する。

また第２法のように、媒体を固定床あるいは膨張床の状
態に保ちながら上向流で通水する方法では、支持床の汚
染とそれに伴なう媒体層の不均一な流れが問題となる。

すなわち、上昇流速が小さく、支持床が原水と最初に接
触するために、支持床での浮遊固形物による目詰りや微
生物の付着、増殖による目詰りが生ずる。

このため、支持床上部の媒体層内では原水は短絡流れを
おこし、媒体層はデッドスペースと激しく流動化する部
分に分れ、デッドスペースでは付着した微生物も嫌気的
になって腐敗剥離し、短絡流れの部分は激しい流れと媒
体粒子同志の接触と衝突で微生物が付着しにくかったり
、一度付着したものでもはがれたりしてしまう。

また、洗浄等によって支持床の目詰りを防ぎながら微生
物の集殖を行なうと集殖期間が長くなってしまう。

このように、従来の流動床方式では、集殖期間が長くな
ったり、支持床の目詰りによって流れが不均一になり、
微生物の媒体への付着も媒体層内で不均一になるという
欠点があった。

本発明は、流動床方式による生物処理において、上記の
ような従来法の欠点を除き、微生物の媒体表面への付着
を容易にして集殖期間を短縮し、処理を高速かつ効果的
に行なうことを目的とするものである。

本発明は、微生物を付着させた砂、ゼオライト、コーク
ス、活性炭等の粒状媒体層内にＢＯＤおよびまたは窒素
成分等を含む用廃水を上向流にて通水し、流動化した当
該粒状媒体と好気的または嫌気的条件下に接触させて生
物化学的にＢＯＤ除去、アンモニア性窒素の硝化、脱窒
素等を行なう流動床方式による生物処理において、運転
初期の微生物の集殖期間中に先ず前記用廃水を一定期間
下向流にて通水し、微生物の媒体表面への付着を容易に
し、微生物の付着、集殖により正常機能に復帰したのち
、すなわち用廃水中のＢＯＤ成分やＮＨ４−Ｎ、Ｎ０２
−Ｎ、Ｎ０３−Ｎの除去性能が予定値に達したのちに上
向流に通水して微生物の付着した粒状媒体を流動化させ
るものである。

また、本発明における上記運転初期の微生物の集殖期間
中に行なう下向流通水時において、流出水の一部を原用
廃水中へ循環させるとよく、また原用廃水べ微生物を含
む汚泥を混入したり、微生物の生活環境を良好にするた
めにアルカリ剤、メタノール等の栄養塩類を添加したり
するもよい。

さらに本発明の一実施態様を図面を参照しながら説明す
れば、まず運転初期における微生物の集殖期間中、第１
図の如く弁７，８，９を閉じ、弁１０、ｌＬ１２を開き
、ＢＯＤや窒素成分を含む原水１をポンプ２によって管
３を経て粒状媒体を充填した生物反応槽４の頂部から流
入させ、槽内を下向流に流れるようにする。

反応槽４を通過した原水は一部は管５から系外へ流出す
るが、残部を循環水として管６を経てポンプ２の吸込側
に戻し、原水１と共に上記のように再び反応槽４内に導
く。

このような反応槽４内の原水１の下向流通水を一定期間
続けると、反応構内の媒体表面に微生物が付着、集殖し
、原水中のＢＯＤ成分やＮＨ４−Ｎ、Ｎ０２−Ｎ、Ｎｏ
３−Ｎ等の除去性能が予定値に達するから、その時点で
反応槽４内の流れが上向になり粒状媒体を流動化させる
ように原水１の流入個所を頂部から底部へ変更する。

すなわち第２図に示すように、弁７．８．９を開き、弁
１０，１１．１２を閉じ、ポンプ２から吐出される原水
１が管１３を経て反応槽４の底部に流入し、反応槽４内
を上向流に流れ、槽内の粒状媒体を流動化させながら槽
頂部から流出するようにする。

この流出水は処理水として管１４から系外へ導かれ、そ
の一部は循環水として管１５を経てポンプ２の吸込側に
戻される。

このように本発明による運転初期の下向流通水は、媒体
粒子間での微生物フロックの捕捉効率が高く、しかも上
向流通水にみられる短絡流が発生しに（いため、媒体へ
の微生物の付着が速く、かつ均一な付着が可能となり、
集殖期間を短絡することができる。

また、下向流通水は媒体表面に微生物があまり付着して
いない集殖期間中だけなので、粒状媒体層の目詰りもほ
とんど表層だけで生じる結果、媒体層の洗浄は表面洗浄
と空気逆洗のみを注意して行なえばよく、水による逆洗
は媒体表面の微生物を完全に剥す必要がないからゆるや
かにしかも短時間性なうだけでよく、支持床、媒体層下
部の汚染を取り除くための激しい長時間の洗浄の必要は
ない。

次に実施例を示す。

ＮＯ２−Ｎｏ、１〜０，５ダ／ＬＨＯ３−Ｎ１９〜２７
〜／ｌを含有する都市下水の硝化処理水を流動床方式で
生物化学的に脱窒素処理するに当り、この硝化処理水に
メタノールを添加しながら、有；効経Ｑ、 ５ ｍｍ、
均等係数１．４の砂を高さ１０００ｍｍに充填した脱窒
素塔に通水、循環させながら砂の表面に脱窒素微生物を
付着、集殖させる方法゛して、処理水量を一定にして水
の三種類の通水を行なった。

■（従来法） 上昇流速４０ｍ／ｈ、循環比（循環水量／原水量）５０
条件で、初期から高速に通水して砂を流動化させながら
行なった。

■（従来法） 初期は上昇流速２０ｍ／ｈ、循環比２，５０条件で砂層
を固定床あるいは膨張床の状態に保ちながら通水し、砂
の表面に脱窒素微生物を付着させ、その後上昇流速を４
０ｍ／ｈ、循環比２．５として砂を流動化させながら通
水した。

■（本発明法） 初期は下向流速２０ｍ／ｈ、循環比２．５の条件で下向
流に通水して砂に脱窒素微生物を付着させ、その後上昇
流４０ｍ／ｈ、循環比５として砂を流動化させながら通
水した。

これらの結果は下表に示す通りであった。

このように、本発明では８〜１０日間で原水中のＮＯｘ
Ｎ （ＮＯ２Ｎ＋ＮＯ３Ｎ）をほぼ完全に除去でき
るようになった。

すなわち、脱窒素微生物の集殖を完了したのに対し、従
来法によれば１２〜１６日間を要した。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施態様を示す系統説
明図である。 １・・・・・・原水、２・・・・・・ポンプ、計・・・
・・管、４・・・・・・生物反応槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 微生物を付着させた粒状媒体層内にＢＯＤ、窒素成
   分などを含む用廃水を上向流にて通水し、流動化した当
   該粒状媒体と接触させて生物化学的にＢＯＤ除去、硝化
   、脱窒素等を行なう流動床方式による生物処理において
   、運転初期の微生物の集殖期間中に先ず前記用廃水を一
   定期間下向流にて微生物の媒体表面への付着を容易なら
   しめて集殖を行なったのち、上向流に通水して粒状媒体
   を流動化させることを特徴とする生物処理方法。 ２ 前記運転初期の微生物の集殖期間中に行なう下向流
   通水時において、該流出水の一部を原用廃中へ循環させ
   るようにした特許請求の範囲第１項記載の生物処理方法
   。 ３ 前記運転初期の微生物の集殖期間中に行なう下向流
   通水時において、原用廃水中へ微生物を含む汚泥を混入
   するようにした特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の生物処理方法。