JPS605291A - 有機性廃水の生物処理装置 - 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】 本発明は有機性廃水の生物処理方法に関し、生物処理に
要するエアレーション動カ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ら１゜にエ
ネルギーを消費する工程は曝気工程である。

このため従来より、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
評価して満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提供するものであ
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
希釈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
てプロセスが機能しなかった。しかも第１図の曝気槽６
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１００ｋｌ／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１００
万４日という膨大な値となり、必然的に曝気プロワ−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。

本発明者は、し尿の無希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供給された
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。

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。本発明者は曝気槽水面から大気中
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
だ。

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
どの好気性ノ（クチリア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
出される工業上量も重要な事実は、泡沫内は酸素含有気
泡が閉じこめられているため何ら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。つまり第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あ
り、もしも曝気を止めるとたちまちのうちに溶存酸素が
消費され好気性生成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、従来者えられなかった新しい概念である。

このように、本発明は従来生物処理を行なう上で極めて
好ましくない現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、発泡部トラブルという視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驚異的といってよく、曝
気動力が従来の届〜署。で済むのである。

即ち、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、前
記発泡生起部の液相部の容積以上の容積を有する、好気
性バクテリアが気泡界面に付着した泡沫層を形成せしめ
て該泡沫層内の好気性バクテリアによって好気性生物反
応を遂行せしめ、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。

本発明で前記発泡生起部とは、廃水が好気性徴生物の共
存下で酸素含有ガスによシ曝気されて、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
行なう部分を云う。なお、発泡生起部に液相部が存在し
ない場合も有シ得る。

すなわち、曝気を強力に行なうと液相部が消滅して発泡
生起部全体が泡沫のみとなる場合がある。

次に、本発明の一実施態様を、し尿処理を例にあげて説
明する。第３図においてし尿１１を希釈水を加えること
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１２′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
液接触し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やすいので最適であり、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ことは言うま
でもない。また、発泡生起部１２における好気性バクテ
リア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２込。

しかして、発泡生起部１２におりて気泡の界１ｆｎの周
囲に活性汚泥フロックと処理対象液（シ尿）が付着した
泡沫１３が形成されるので、この泡沫１３を泡沫層部１
４において所要時間滞留させる。

泡沫層部１４において活性汚泥などのバクテリアがＢＯ
Ｄなどの汚濁成分を資化除去するのに必要な酸素は泡沫
内部に閉じこめられた空気泡から（１（給されるので、
従来プロセスのように強制的に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。従って泡沫層部
１４においてはエアレーション動力が不要になシ、単に
泡沫を滞留させるだけでよい。し尿の低希釈処理におい
て発生する泡沫の安定度は高く、数日間放置しておいて
も泡の破壊はほとん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される。

本発明にお込ては泡沫層の容積っｔ　Ｄ　ｉｔｙ沫が占
める空間の容積ｖ１と、発泡生起部１２の液相部の容積
つまり液相部を形成する液体の貯留量■２との関係は極
めて重要で、■≧Ｖ２の条件を満足しなければならない
。なぜなら、本発明においては泡沫層部１４を好気性生
物処理反応が進行する主領域とするので、仮にＶ、　＜
　Ｖｚであると好気性生物処理反応が進行する主領域が
液相部となり、従来の曝気槽を用いるプロセスとほぼ同
様な状態となってしまうためである。

本発明における液相部（１２）は、ここで液相に溶存酸
素を供給し好気性生物処理の大部分を進行させるのでは
全くなく、単に発泡を起すだけでよいこと及び水深は浅
くてよく、従って曝気ブロワ−の動力が著しく少なくな
るという重要な効果かある。

しかして、し族１１中の汚濁成分は泡沫層部１４に滞留
する過程で好気的に生物処理される。また泡沫層部１４
の上部よシ泡沫を抜き出して（例えばポンプ１５による
）、発泡生起部１２ヘリサイクルすると処理対象液の希
釈効果及び泡沫発生の向上効果があるので好ましい。な
お、泡沫１３は泡沫層部１４に滞留する間に一部が破泡
し液状となって流下し発泡生起部１２に再び流入し再度
発泡して泡沫となって上昇するという内部循環現象もお
きている。

しかして、液相部（１２）の生物処理液１６または泡沫
層部１４上方の泡沫１７は固液分離工程１８において好
気性微生物すなわち活性汚泥１９と生物処理水２゜に分
離される。なお、泡沫１７中の水分は生物処理によシ充
分浄化されているが、消泡してから固液分離工程１８に
流入させてもよい。

前記固液分離工程１８としては、破泡と固液分離が同時
に行なえる遠心分離機または泡沫の浮上性を利用した浮
上分離機が好適な型式であり、分離された活性汚泥１９
などの微生物を発泡生起部１２ヘリサイクルすると、発
泡がさらにおき易−ので非常に好ましい。

なお、この実施態様においては泡沫層部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、泡沫層部
１４と発泡生起部１２を別個の槽にしてもよいことは申
すまでもない。この場合、泡沫層の容積ｖ１は発泡生起
槽内で泡沫が占める空間の容積と泡沫層部１４が形成さ
れる槽内で泡沫が占める空間の容積の和であり、発泡生
起部１２の液相部の容積Ｖ２は発泡生起槽内の液体の貯
留量（ゼロのときもある）となる。

以上のような本発明によれば、次のような工業上著大な
効果が得られる。

■　好気性生物処理において、従来必須要件であったエ
アレーションが不要になり、必要な空気は発泡を起させ
るためのわずかの空気量だけでよいので、著しい省エネ
ルギー化が可能となる。

本発明による場合、所侠空気量は従来プロセス（曝気槽
でエアレーションするタイプ）に比べ１１５〜１／ｉｏ
に節減される。

■　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、このための消泡機の動力、消泡剤の添加
コストが大きかったが、本発明は意図的に発泡させるの
で消泡機、消泡剤が不要になる。

なお、本発明はし尿だけでなく畜産汚水など種々の発泡
性の有機性廃水にも問題な（適用でさ、また廃水処理分
野でなく好気性バクテリアを利用する発酵工業にも応用
できることは当然である。

実施例 生し尿（ＢＯＤ　１５０００〜２００００　ｒａｙ／ｌ
　）　全希釈水を加えることなく発泡生起部容積５００
／＝、泡沫層部容積３０００　ｔ、発泡生起槽内深１ｍ
の第３図に示した装置に処理し尿＊５００ｔ／日の条件
で供給し、発泡生起部に２．４靜・ａｉｒ／Ｈｒの空気
を供給したところ激しく発泡した。

固液分離部にはデカンタ−型遠心濃縮機（無薬注タイプ
）を採用して濃縮汚泥（濃度４〜５グ）を発泡生起部に
リサイクルした。発泡生起部の水温は微生物の発酵熱に
よって生し尿の温度よシも２０〜３０℃上昇した。なお
、発泡生起部内のＭＬＳＳ濃度は２００００〜２５００
０１ｎｆＡに維持した。

以上の条件で３ケ月間運転を続けた結果、遠心製縮機分
離水（これがし尿の無希釈生物処理水に相当する）のワ
ットマンＧＦＢ　Ｐ紙によるＰ液のＢＯＤは３０〜４３
■、／１と、極めて高度にＢＯＤが除去されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法の７０−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（液相部）　、
　１２’・・・空気、１３．１７・・・泡沫、１４・・
・泡沫層部、１５・・ポンプ、１６・・・生物処理液、
１８・・・固液分離工程、１９・・・活性汚泥、２０．
＝生物処理水、Ａ・・・空気気泡、Ｂ・・・好気性バク
テリア。 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)

1. 【特許請求の範囲】 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、前記発泡生起
   部の液相部の容積以上の容積を有する、好気性バクテリ
   アが気泡界面に付着した泡沫層を形成せしめて該泡沫層
   内の好気性バクテリアによって好気性生物反応を遂行せ
   しめ、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。 ２、前記泡沫層の泡沫の一部を前記発泡生起部ヘリサイ
   クルする特許請求の範囲第１項記載の処理方法。 ３、　前記生物処理対象液が、し尿であって希釈水量が
   その５倍量以下のものである特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の処理方法。