JPS60114399A - 汚水処理方法 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は密閉された反応槽内に浸漬させた充填材の表
面上に付着生育した生物膜により汚水中の有機物を分解
、処理する汚水処理方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

この種の汚水処理方法としては接触酸化法と嫌気性ろ床
法とが知られている。両方法とも反応槽内に浸漬された
充填材の表面上に付着した生物膜により汚水中の有機物
を浄化する点では同じであるが反応槽内が好気状態であ
るか嫌気状態であるかの点が異なる。すなわち接触酸化
法では何らかの酸素供給手段により反応槽内の汚水中に
酸素を溶解させ、好気性微生物が主体をなす生物膜によ
り汚水を浄化するものであり、嫌気性ろ床法では酸素の
供給を行なわず反応槽内を嫌気状態に保ち、嫌気性菌か
らなる生物膜により汚水を浄化するものである。

嫌気性ろ床法を接触酸化法と比較すると、酸素供給手段
を必要としないためエネルギー消費量が少ない、菌体収
率の低い嫌気性菌により生物膜が形成されているため汚
泥発生量が少ない、最終生産物としてメタンガスを発生
するためエネルギーの回収が可能である等の多くの利点
を有する反面、泥水を高度に浄化するには長時間を要す
るという欠点をもっている。このため実際には嫌気性ろ
末法の後段に好気性生物処理法を設けて、エネルギー消
費量の少ない嫌気性ろ床法で汚水中の有機物を大雑把に
除去し、エネルギーの消費量の多い好気性生物処理法の
負荷を軽減するプロセスを採用することが多い。ここで
嫌気性ろ床法を第１図に示す嫌気性汚水浄化槽の縦断面
図に基づき説明する。図において反応槽１は上部開口部
が覆蓋２によって密閉されており、内部には側壁に沿っ
てプラスチック製の波板または網などで製作された充填
材３が配置され、この充填材３の中心部に攪拌部４が形
成される。反応槽１の側壁上部を貫通して流入管５が設
けられ、この流入管５に対向した側壁に流入管５より僅
かに低い位置でかつ充填材の上面より高い位置を貫通し
て流出管６が設けられている。流出管６の一端は槽内の
充填材３を上部から内部を貫して充填材３の下面まで配
管されており、他方の流出側先端は槽外にて気液分離器
７に接続されている。覆蓋２を貫通する配管８は槽外に
設置された第１のコンプレッサ９の入側に接続され、こ
のコンプレッサ９の出側に接続された配管８ａは、覆蓋
２を貫通して槽内攪拌部４を通り槽底部に近い所で先端
が散気装置１０に接続されている。また槽底部に近い槽
側壁を貫通して槽内部に逆洗用散気装置１１が設けられ
、この逆洗用散気装置１１は槽外にある第２のコンプレ
ッサ１２に接続されている。また反応槽１の最底面には
排泥管１３が取付けられ、その先端には排泥弁１４が設
けられている。

この嫌気性汚水浄化槽における汚水の処理工程を説明す
ると、まず汚水Ｆは流入管５より槽内に流入し貯溜され
る。反応槽１内で生成するメタンガスを主成分とする嫌
気性ガスは第１のコンプレッサ９の作用で配管８より吸
入されて配管８ａに送出され、先端の散気装置１０より
攪拌部４に送出される。これにより汚水は攪拌され、充
填材３の表面に付着生育し、生物膜を形成した嫌気性菌
と接触することにより浄化される。浄化された水は充填
材３を貫通して配管された流出管６を通過して気液分離
器７に処理水Ｇとして流出する。かくてこのような処理
が成る期間連続して行なわれると、生物膜の厚さが厚く
なり、ついに生物膜自体を充填材３の表面上に支えきれ
なくなって剥離し、処理水Ｇに混入して水質悪化を招く
。また生物膜は充填材３の隙間に増殖するため次第に隙
間が少なくなり目詰まりを起こし槽内の水の循環が悪く
なり浄化作用が悪化する。この対策としては周期的に逆
洗を行なう。このために第２のコンプレッサ１２を運転
し、槽内の充填材３の下方に設けられた逆洗用散気装置
１１より空気を吹込む０これにより気泡が充填材３の隙
間を通過し、肥厚した生物膜を剥離する。剥離した生物
膜は、第２のコンプレッサ１２の停止後に反応槽２底部
に沈積するので、排泥弁１４を開弁すれば排泥管１３を
経て槽外に排出される。なお逆洗および排泥中は第１の
コンプレッサ９の運転は行なわない。

ところで上述の嫌気性汚水浄化槽を運転する方法として
従来は処理開始時より反応槽を嫌気状態にして運転する
という方法が行なわれていた。このような嫌気性ろ床法
では汚泥発生量が少ないという利点があるが、反面汚水
の浄化に必要な生物量に達するのが遅いという欠点があ
ることにもなり、処理効率が安定化するまでに長期間を
要して　５− いた。また生物膜の形成初期には充填材の表面粗度が重
要な因子となり、滑面への付着は粗面よりも遅れること
が知られている。そして充填材は大量生産される関係上
前述したように多くはグラスチック製であり、表面が滑
らかであるので、嫌生性菌による生物膜の育成が遅れる
という問題があった。このため嫌気性ろ床法では処理効
率が安定化するまでの長期間、十分に浄化されていない
汚水を流出させることになり、後続する処理施設がない
場合には環境を悪化させるという欠点があった。また後
続する処理施設がある場合には予め処理が安定するまで
の期間は負荷が増大することを見込んで余裕のある施設
を備えなければならないという欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の欠点を除去して嫌気性ろ床法の処理
効率安定化までに要する期間を短縮するとともに、この
期間の処理効率を向上させて後続する処理施設を小規模
にし得るような汚水処理方法を提供することを目的とす
る。

６− 〔発明の要点〕 この発明は、汚水処理開始に反応槽内を好気性に保つと
生物膜が短期間で生成されることすなわち接触酸化法の
方が嫌気性ろ床法よりも生物膜の生成が速いこと、およ
びそのときの生物膜内部は汚水中の溶存酸素が拡散して
いかないため嫌気状態になり嫌気性菌による有機物の分
解が行なわれること、さらに生物膜の形成初期には充填
材の表面粗度が重要な因子であり粗面の方が生物膜生成
速度が速いということに注目したもので、処理開始時に
反応槽内に酸素含有ガスを供給して好気状態に保ち生物
膜の生成を促進して汚水を処理し、しかるのち酸素含有
ガスの供給を停止させて生物膜内部の嫌気性菌により汚
水を処理するもので、充填材にはすでに生物膜が生成さ
れて粗面になっているため、新たな嫌気性菌が充填材に
付着し易く、処理効率安定化までの時間短縮と、この期
間の処理効率の向上を行なうことができる汚水処理方法
を提供するものである。

〔発明の実施例〕

第２図はこの発明の汚水処理方法に基づいて運転される
汚水浄化槽の縦断面図で、第１図に示す従来の汚水浄化
槽と同一の部分ｌこは同一符号を付し説明を省略する。

従来の汚水浄化槽と異なる点は、第１のコンプレッサの
入側配管８の途中にバルブ１５を設け、かつこのバルブ
１５の入側および出側に大気に通ずるバルブ１６および
１７をそれぞれ設けたことである。この汚水浄化槽にお
ける処理開始時にはまずバルブ１６および１７を開放し
、バルブ１５を閉じてコンプレッサ９を運転する。コン
プレッサ９はバルブ１７側より空気を吸込み、出側配管
８ａを経て散気装置１０より汚水中に空気を吹き込み、
反応槽１内を好気状態にするとともに汚水の循環を行な
う。排ガスは配管８を経てバルブ１６側より大気中に放
出される。

このような運転を行なえば好気性微生物の生物膜が充填
材３の表面上に速やかに発生し、次第に厚さを増してい
く。生物膜が一定の厚さ以上になると内部まで酸素が拡
散しなくなるので、生物膜内部では嫌気性菌による有機
物の分解が行なわれる。

この後にバルブ１５を開放し、バルブ１６．１７を閉じ
て大気の流入を遮断して反応槽１内部の発生ガスをコン
プレッサ９の作用により出側配管８ａを介して散気装置
１０より汚水中に吹き込んで循環させる。ガスの循環は
行なわなくても良いが、行なった方が充填材３表面の生
物膜と汚水中の有機物との接触する機会が多くなり浄化
が促進される。このようにして酸素の供給を停止すると
反応槽１内は嫌気状態をこなって前述の生物膜表面の好
気性微生物は死滅し、汚水の浄化には生物膜内部の嫌気
性菌だけが関与する。さらにこの生物膜上に新たに嫌気
性菌が付着し、その表面は粗面であるため生物膜の付着
していない新しい充填材の滑面に付着するよりはその付
着速度は大きい。槽内が嫌気状態になるとメタンガスが
発生するが、これはメタンガス排出管１８を通して図示
しないガスホルダーに貯留され、ボイラー等の燃料とし
て利用される。

〔発明の効果〕

本発明になる汚水処理方法により処理安定化ま　９　− での期間がどれ位短縮されるか、またこの期間内での処
理効率がどのように上昇するかを第３図により説明する
。図において横軸に１処理開始よりの経過時間”Ｔを、
縦軸に“処理効率”ηをとっており、特性曲線人は処理
開始時より反応槽を好気状態に保った場合すなわち接触
酸化法での処理効率を示し、特性曲線Ｂは処理開始時よ
り反応槽を嫌気状態に保った場合すなわち従来からの運
転方法による嫌気性ろ床法での処理効率を示す。特性曲
線ＡとＢを比較すると嫌気性ろ床法での立ち上がりの遅
さがわかる。なお処理効率が安定化してからも接触酸化
法（Ａ曲線）の方が嫌気性ろ床法（８曲線）より処理効
率が高いのは、好気性微生物は嫌気性微生物に比べて代
謝速度が大きいことによるものである。本発明ではこの
ような嫌気性ろ床法の立ち上がりの遅さを速＜シ、その
期間の処理効率を高めるようにするもので、処理開始時
には酸素含有ガス（空気）を供給して反応槽を好気状態
に保つため接触酸化法と同じ条件になって処理効率は、
時間零点より特性曲線Ａに沿って１０− 上昇する。その後、十分に生物膜が生成されてから（図
では時間Ｔ１経過後）、酸素含有ガスの供給を停止して
反応槽を嫌気状態にする。このとき処理効率は特性曲線
０に沿ってη　まで低下する。

この時点では汚水の浄化に関与するのは生物膜内部の嫌
気性菌だけであるため、この菌体量に応じてη、は決ま
る。さらに処理効率は特性曲線りに沿って上昇し時間Ｔ
ｓでη鵞に達し安定化する。

この特性曲線りは従来からの運転方法による嫌気性ろ床
法の特性曲線Ｂの立ち上がりの後期部分と相似であって
、生物膜に新たに付着した嫌気性菌によるものであり、
一度生育した生物膜上に付着するため、何も付着してい
ない充填材に嫌気性菌を付着させる場合の特性曲線、す
なわち従来からの運転方法による嫌気性ろ床法の特性曲
線Ｂの初期部分よりは上昇速度が大きい。このため最終
的な処理効率４重に達するまでの時間もＴ４からＴ１に
短縮される。また安定化するまでの処理効率も本発明で
は時間Ｔ、までは生物膜表面の好気性菌と内部の嫌気性
菌が関与し、時間Ｔ、からＴ、までの間は生物膜内部の
嫌気性菌が関与し、時間Ｔ２からＴ、までの間は生物膜
内部の嫌気性菌と新たに付着する嫌気性菌が汚水の浄化
に関与するため、従来の運転方法による場合より高くな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の汚水処理方法により運転される汚水浄化
槽の縦断面図、第２図は本発明による汚水処理方法に基
づいて運転される汚水浄化槽の縦断面図、第３図は汚水
浄化槽における処理効率の特性曲線図である。 １・・・反応槽、３・・・充填材、６・・・流出管、９
・・・コンプレッサ、ｌＯ・・・散気装置、１５，１６
，１７・・・バルブ、Ｆ・・・汚水、Ｇ・・・処理水。 第１頁の続き ０発　明　者　財　津　端　史　横須賀市長板所内 ２丁目２番１号　株式会社富士電機総合研究５５４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）内部に充填材を有する密閉された反応槽に汚水を流
   入させ、前記充填材の表面上に付着生育した生物膜によ
   り汚水を処理し、反応槽の側壁面より導出す、る流出管
   より排出する汚水処理方法において、処理開始時には前
   記槽内に酸素含有ガスを供給した状態のもとて前記充填
   材の表面上に生物膜を生成させ、しかる後酸素含有ガス
   の供給を停止した状態で汚水を浄化することを特徴とす
   る汚水処理方法。