JPS6019094A - 有機性廃水の生物処理方法 - 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】 本発明は有機性廃水の生物処理方法（Ｃ関し、生物処理
に要するエアレーション動力を著しく節減できる方法を
提供することを目的とするものである。

有機性廃水の好気性生物処理において最も多量にエネル
ギーを消費する工程は（１３気工程である。

このだめ従来より、動力効率の良いエアレータの開発に
多大の努力が注がれているが、省エネルギーの立場から
評価して泊足できるエアレータは未だ登場していない。

し尿のような高濃度の汚濁成分を有する廃水の生物処理
にはとくに大きな曝気動力を要するので、曝気工程の省
エネルギー化は極めて重要で急を要する課題となってい
る。

本発明は、この課題に兄事に答える、従来の方法とは全
く異なった新発想に基づくプロセスを袂供するものであ
る。

従来、し尿は１０〜２０倍という多量の希釈水を加えて
生物処理されるのがふつうであったが、最近水資源の節
約を主な目的として無希釈ないし低希釈処理が行われる
ようになってきた。

しかし、し尿や畜産汚水のような発泡性の有機性廃水を
希、黙倍率を少なくして生物処理する場合、曝気槽で激
しい発泡が起シ消泡対策をこうじないと泡が溢れだすと
−いう重大トラブルを招く。このため、従来は第１図の
ように消泡機１を設けるか消泡剤２を添加しなければ安
定してプロセスが裁能しなかった。しかも第１図の曝気
槽３底部から供給される空気４についての酸素吸収効率
は約８チ程度と少ないため、例えばし尿１００ｋｅ／日
を生物学的硝化脱窒素処理するのに必要な空気量は約１
００万η日という膨大な値となり、必然′的に曝気フ゛
ロワー５の所要動力が膨大なものとなっていたのである
。さらに前述した消泡機の動力、消泡剤注入経費も無視
できないものである。なお、第１図中６は原水゛、７は
散気管、８は水相部、９は泡、１０は処理水である。

未発明者は、し尿の無り釈処理の実験遂行中に曝気槽の
発泡現象を詳しく観察した結果、次のように極めて重要
なアイデアに到達し得た。

即ち、発泡がおきない液の場合曝気槽底部に８（給され
た空気泡は曝気槽内を高速度で上昇し、瞬時のうちに水
面に到達し大気中に散逸してしまうつこのため空気泡か
ら酸素が水中に溶解する機会はわずか数秒という極めて
短時間にすぎない。この結果酸素吸収効率が著しく小さ
い。本発明者はＥｌｌ気槽水面か６大気中に散逸してし
まう空気泡をなんとか大気中に散逸させることなく捕捉
できれば酸素吸収効率が向上するはずであると考え種々
検討中、次のような重要な現象を見い出した。

つまり、発泡性有機廃水の場合は曝気槽水面に到達した
気泡は、そのまま大気中に散逸することなく泡沫を形成
し泡沫内部に閉じこめられてしまう。しかも第２図に示
したように、泡沫内の空気気泡Ａの界面には活性汚泥な
どの好気性バクテリアＢが湿潤状態で多量に付着してい
ることを発見した。

好気性生物反応が進行するだめの必須要件は微生物、酸
素及び基質を含んだ水の王者が共存することであるので
、第２図の泡沫は好気性生物反応が進行する条件を揃え
ているという重要な認識に到達した。この認識から導き
出される工栗上最も重要４な事実は、泡沫内は酸素含有
気泡が閉じこめられているだめ何らＵ曝気を行なうこと
なく、バクテリアの呼吸に必要な酸素が泡沫内の気泡か
ら自動的に供給される点にある。

つまシ第１図のような従来の生物処理法が曝気槽内のバ
クテリアにとって不可欠の酸素を供給するためには曝気
操作の継続が絶対条件でおり、もしも曝気を止めるとた
ち１ちのうちに溶存酸素が消費され好気性生物反応が停
止してしまうのに対し、本発明方法では一旦泡沫が形成
されれば曝気を続ける必要がなく好気性バクテリアの呼
吸に必要な酸素は泡沫内に閉じこめられた気泡から充分
に供給される。このことが、本発明が曝気動力の著しい
節約が可能になる理由であり、従来考えられなかった新
しい概念である。

このよう（で、本発明は従来生物処理を行なう上で極め
て好陳しくないｇｌ象としてしか認識されていなかった
発泡による泡沫形成作用を逆に視点を変え、曝気動力の
節減という見地からは極めて好ましい現象であると認識
し、泡沫自体を好気性微生物反応の進行の場として積極
的に利用するという新規な着想に基づいて完成されたも
のである。

従来の技術思想が泡沫の利用という発想に到達しえなか
ったのは、発泡即トラブルという一睨野の狭い見方しか
出きなかったためであると考えられる。

泡沫を利用する本発明の効果は倉異的といってよく、曝
気動力が従来の届〜署。で済むのである。

しかも、発生した泡沫をラシヒリング、テラレットなど
の粒状充填材または波板、〕・二カムチューブなど散水
Ｐ床法で多用されている部材による充填層に進入させる
と、泡沫界面に付着している微生物と充填部材表面に付
着している微生物の両者によって、さらに効果的に生物
反応が進行することが認められた。

さらに興味深いことには、泡沫が充填層内を通過する過
程で泡沫が変形を受け泡沫の気泡界面の更新が起きるた
めか、一層良好に生物反応が進行する。

すなわち本発明は、生物処理対象液を発泡生起部にて好
気性バクテリアの共存下で酸素含有ガスと気液接触させ
て泡沫を形成し、該泡沫を好気性バクテリアの付着用媒
体を充填して形成した充填層内に進入せしめ、前記泡沫
の界面及び前記付着用媒体の表面に付着した好気性バク
テリアによって前記生物処理対象液中の汚染成分を除去
することを特徴とする有機性廃水の生物処理方法である
。

ここで、本発明において「発泡生起部」とは、処理対象
液が好気性微生物の共存下で酸素含有ガスにより曝気さ
れて、該微生物が酸素含有ガスの気泡の界面に付着した
泡沫を発生する作用を行なう部位を言う。なお、発泡生
起部に液相部が存在しない場合もある。つまり、曝気を
強力に行なうと液相部が消滅して発泡生起郡全体が泡沫
のみとなる場合である。

次に、本発明の一実施態様を、［７尿処理を例にあげて
説明する。第３図においてし尿１１を希釈水を加えると
となく発泡生起部１２（液相部）に流入させ活性汚泥の
共存下で空気１グで曝気し、激しく発泡させる。曝気方
法としては散気式の他に水面を機械攪拌する方法、散気
と機械攪拌を併用する方法などが採用でき、要するに処
理対象液と好気性バクテリアと酸素含有ガスの三者が気
液接触口発泡する方法ならばよい。

し尿の希釈倍率は発泡に影響を与える重要因子で、無希
釈処理が最も発泡し易いので最適であり、これに対し希
釈倍率が５を超えると（希釈水量がし尿の５倍量を超え
ると）発泡し難くなるので避けるべきである。なお、起
泡剤を添加して発泡を促進させてもよい。

また、発泡生起部１２における微生物の濃度も発泡に大
きな影響を与える因子であり、高濃度であるほど発泡し
易くなるので好ましい。

しかして、発泡生起部１２において微生物の付着した泡
沫１３が形成され、充填層１４に進入してゆく。

充填層１４内を泡沫１３が進入してゆく過程でし尿中の
汚染成分（ＢＯＤ　、　ＮＨ３−Ｎなど）が、泡沫に付
着している微生物および粒状固体表面に付着している微
生物の両者ならびに泡沫内−の空気によって除去される
。

なお、泡沫１３は、それ自身が上昇力をもっているので
充填層１４内に自動的に進入しそゆくため７１ｆンプ動
力は不要である。

充填層１４において微生物の呼吸に必要な酸素は泡沫内
部に閉じこめられた空気泡から供給されるので、従来プ
ロセス（ｆ＜１図）のように強制的ンよエアレーション
を継続する必要がないという著しい効果がある。

し尿の無希釈ないし低希釈処理に訃いて発生する泡沫の
安定度は高く、数日間放置し７ておいても、泡の破壊は
殆ど進行せず、空気泡は安定して好気性バクテリアと接
触状態で維持でき、したがって酸素の供給が不足になる
ことはない。

本発明における発泡生起部１２は、ここで液相に溶存酸
素を供給し好気的生物処理の大部分を進行させるのでは
全くなく、単に＠泡を生起させるだけでよく、また水深
は浅くてよい。従ってい気ブロワ−１５の動力は従来プ
ロセスよシ著しく少なくてよい。

しかして、し尿１１中の汚染成分は泡沫が充満された充
填層１４において生物処理され、充填層１４の上部よシ
流出する泡沫１６は浮上分ｈ［ｔ、遠心分錐などの固液
分ｍ部１７において、汚染成分が除去された生物処理水
１８と濃縮汚泥１９に分離される。

濃縮汚泥１９は発泡生起部１２にリザイクルされる。

２０は余剰活性汚泥であシ、管路２０′から抜き出して
もよい。生物処理水１８は目標水質により各種の高度処
理工程で高度処理されることもある。

なお、この実施態様においては充填層１４を発泡生起部
１２の上方に位置させたタイプを示したが、各々別個の
４ｆＪにしてもかまわない。

以上のような本発明によれば、次のような工梁上重要な
効果が得られ、有機外局水処理プロセスを革新できる。

■　好気性生物処理において、従来必須安住であった水
相に溶存酸素を供給するための強制的なエアレーション
操作が不要になり、所要空気は発泡を起こすだめのわず
かの量でよいので、著しい０気動力の節減ができる。

すなわち本発明の所要動力は、従来プロセス（曝気イｆ
ｆでエアレーションする第１図のタイプ）に比べ電〜暑
。に節減される。

■　泡沫に付着した微生物および充填材表面に付着した
生物膜の両者によって有機性汚染成分が除去されるので
、反応速度が促進される。

■　泡沫が充填層内を流通するときに泡沫内の気泡が変
形を受けるため気泡界面の更新が起とシ、気泡内の酸素
の微生物への拡散が促進される。

■　従来プロセスでは発泡を防止するための消泡対策が
不可欠であり、との／ζめの消泡機動力、消泡剤添加コ
ストが太きかっだが、本発明ではむしろ意図的に発泡さ
せるので、このような問題点は全面的に１・１１消する
。

なお本発明は、し尿だけでなく畜産汚水など種々の高濃
度有機性廃水にも適用でき、好気性バクテリアを利用す
る発酵工業にも応用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法のフローシート、第２図は泡沫の構造を
示す断面図、第３図は本発明の一実施態様を示すフロー
シートである。 １１・・・し尿、１２・・・発泡生起部、１２′・・・
空気、１３　、１６・・・泡沫、１４・・・充填層、１
５・・・Ｕ語気プロワ−１１７・・・固液分離部、１８
・・・生物処理水、１９・・・Ｌｌ縮汚泥、２０・・・
余剰活性汚泥、２０’・・・管路。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
千　１）　捻 回　丸　山　隆　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、生物処理対象液を発泡生起部にて好気性バクテリア
   の共存下で酸素含有ガスと気液接触させて泡沫を形成し
   、該泡沫を好気性バクテリアの付着用媒体を充填して形
   成した充填層内に進入せしめ、前記泡沫の界面及び前記
   付着用媒体の表面に付着した好気性バクテリアによって
   前記生物処理対象液中の汚染成分を除去することを特徴
   とする有機性廃水の生物処理方法。