JPS61209090A

JPS61209090A - 廃水処理法

Info

Publication number: JPS61209090A
Application number: JP60047289A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Niwa; 千明丹羽
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1985-03-09
Filing date: 1985-03-09
Publication date: 1986-09-17
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH0636917B2

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】「技術分野」この発明は、微生物が付着あるいは包蔵された粒子（微
生物担体）を懸濁して廃水を生物学的に処理する廃水処
理法に関するものである。

［従来技術およびその問題点１有機性廃水を処理する方法として、活性汚泥法がある。

活性汚泥法は、フロック化した微生物（活性汚泥）を廃
水中に浮遊させながら廃水の有機性物質を処理する方法
である。この活性汚泥法にあっては、処理槽内の活性汚
泥濃度を７，０００　ｐｐｍ未満（通常はそれより低い
２，０００〜４゜０００ｐｐｌに維持しなければ、沈澱
槽で汚泥分離ができないため、実質的に運転できない。

この結果、処理槽の負荷は１　ｋＱ−ＢＯＤ／ｍ　３　
／日程度が実用上の上限になるため、活性汚泥法の容積
効率の低いものであった。

また、活性汚泥法は、全汚濁物の余剰汚泥への転換率が
４５％〜６０％と高いので、汚泥を沈澱分離して処理水
を得るのに大きな沈降槽を必要とするうえ、余剰汚泥の
処理、処分に多額の費用がかかる欠点があった。このた
め、活性汚泥法で廃水処理を行うには、大形の処理施設
が必要となり、広い用地と多額の建設コストを要すると
共に、汚泥処理に多額の費用を要する問題があった。

このような問題を解決できる廃水処理法として、近年、
懸濁粒子法あるいは流動床法と称される（以下、懸濁粒
子法と記す。）処理法が注目されている。この懸濁粒子
法は、微生物担体を被処理廃水中に懸濁して、生物学的
に廃水を処理する方法である。ここで用いられる微生物
担体とは、微生物に分解されない物質からなる粒子の表
面に微生物を付着させるか、粒子中に微生物を包含させ
るか、粒子の細孔中に微生物を捕捉させるなどして、中
に微生物が棲息せしめられている粒子である。懸濁粒子
法では、この微生物担体が、収容されている処理槽の中
に被処理廃水を流入させ、これらを混合撹拌して被処理
廃水中に微生物担体を分散し、流動状態の微生物担体に
被処理廃水を接触させて廃水を処理する。被処理廃水（
以下廃水と記す）と微生物担体とを混合撹拌するには、
酸素富化ガス、空気、装置の上部ガス等を散気装置で槽
底部から吹込む方法や、ポンプ、撹拌羽等を用いた機械
的な方法が用いられる。

この懸濁粒子法には、次のような利点がある。

■特定の微生物を優占種として保持しやすい。■処理槽
からの微生物担体のウォッシュアウトが起きずらい。■
処理槽中の微生物濃度を高くすることができる。そして
、なかんずくこの懸濁粒子法には、処理槽に３〜４ｋ（
１−ＢＯＤ／Ｉ！１３　／日という高い負荷をかけるこ
とができ、高い容積効率を実現できる長所があるので、
上記活性汚泥法の欠点に対処できる。

しかしながら、従来の懸濁粒子法にあっては、微生物担
体の表面に発生した汚泥が剥離して、微細な、あるいは
コロイド状の性状を有する非常に沈降し難い剥離汚泥と
なって被処理廃水中に混入する不都合があった。

この剥離汚泥は、そのままの状態では沈降分離しずらい
ものであるので、従来は、これを硫酸アルミニウム等の
凝集剤を用いた凝集沈澱法や膜分離法によって除去して
いた。第２図は、従来の懸濁粒子法で廃水を処理した後
、凝集沈澱法で汚泥を除去した場合に得られた処理水と
、凝集沈澱法を行わない場合に得られた処理水のＢＯＤ
を比較したものである。この図から懸濁粒子法で廃水を
処理した場合には、自然沈澱分離によっては除去し難い
汚泥が多量に混入していることがわかる。

処理水の水質を向上するためには、この除去し難い汚泥
を分離しなければならないが、それに用いられる上記汚
泥除去方法は、面倒な処理工程を要するうえ、多額のラ
ンニングコストを必要とする（凝集沈澱法では、２０〜
５０円／廃水ｍ３、膜分離法では１００〜２００円／廃
水ｌ１１３）。

このように、従来の懸濁粒子法にあっては、沈降分離で
きない剥離汚泥が発生するため、その汚泥除去に多額の
費用がかかり、廃水処理コストが高騰してしまう問題が
あり、同処理法の普及を阻んでいた。

「問題点を解決するための手段」そこで、本発明にあっては、廃水を処理する際に微生物
を包蔵された有機性粒子と共に無機性粒子を懸濁させる
ことにより、上記問題点を解決した。

「作用」微生物を包蔵された有機性粒子と共に無機性粒子を懸濁
させると、発生する剥離汚泥は沈降性の良いものとなる
。この剥離汚泥は、沈降分離で容易に除去できる。

「実施例」以下、この発明の廃水処理法を実施例に沿って説明する
。

第１図は、この発明の一実施例に好適に用いられる処理
装置を示すものである。この処理装置は、流動槽１と沈
澱槽２とからなるものである。流動槽１は、その中心に
ドラフトチューブ３が立設され、上部に越流せき４が設
Ｇノられ、このせぎ４とチューブ３との間に汚泥分離用
円墳６が設けられてなるものである。ドラフトチューブ
３の下部には、プロア７につながる散気装置８が設けら
れている。この流動槽１の廃水は、散気装置８によって
図中矢印方向に流動せしめられている。処理された廃水
は、越流せき４と汚泥分離用円墳６の間の固形物分離部
１３で、粒子を除去された後、越流せき４を越えて流出
水となって沈澱槽２に送られる。沈澱槽２では、流動槽
１からの流出水に含まれている汚泥を沈澱除去して、処
理水を得る。

この発明の廃水処理法にあっては、流動ＭＪ１の微生物
を包蔵された有機性粒子（以下、微生物担体と略称する
）のみでなく、無機性粒子を収容しておき、これらを流
動させながら廃水処理を行う。

微生物担体としては、微生物により分解されない高分子
物質からなる粒子の中に、あるいはその細孔に微生物が
包蔵されているものが用いられる。

ここで、用いられる高分子物質としては、ポリアクリル
アマイド、アルギン酸ソーダ、ポリビニールアルコール
など種々のものがある。また、包蔵される微生物にも、
脱窒菌、硝化菌、活性汚泥性生物（Ｚ　ｏｏｇｌｅａ、
　ｆｖｌ　１ｃｒｏｃｏｃｃｕｓ、　ｅｔｃ、　）など
多種のものが利用できる。この微生物担体の大きさとし
ては、一般に８〜２７Ｍ３程度が好ましいようである。

また、その比重は１．１〜１．３程度がりｔましい。

無機性粒子は水に不溶の無機物からなる粒子であって、
ケイソウ土、砂、活性炭、炭酸カルシウムからなる粒子
などの種々のものを利用できる。

無機性粒子としでは、粒径０．１〜０．５ｍ＋程［のも
のが好ましい。粒径が００１Ｍ未満のものは、運転休止
時に槽１の下部に沈降したとき固く締った状態になるの
で、運転を再開する時、粒子を流動化するのに多くのエ
ネルギを要し好ましくない。

また、粒径が０．１＃未満であると、単位重量に対する
表面積が大きくなるので、粒子表面に発生りる微生物に
よって粒子の比重が小さくなりすぎて、流動槽１から流
出し易くなり、好ましくない。

また、粒径が０．５ｔｒｔｔａを越えると、粒子を流動
化させるのに大きなエネルギが必要になるので、不経済
である。この無機性粒子は、上記微生物担体と比重が異
なるものであることが望ましく、微生物担体の比重の１
．２倍以上の比重のものが好ましく用いられる。また、
この無機性粒子の比重が３を越えると、流動化させるこ
とが困難になるので好ましくない。

この発明の廃水処理法にあっては、微生物担体中の微生
物や、無機性粒子の表面に生じた微生物によって、廃水
の生物学的処理がなされる。そして処理後の流出水には
、グラニューレーション（柔らかい粒状化）が著しく進
行して粒状あるいはフロック状になった汚泥が混入され
で出てくる。

この粒状あるいはフロック状になった汚泥（以下粒状汚
泥と称する）は、沈降性の良いものなので、沈澱１２で
容易に除去される。なお、この粒状汚泥にも廃水を生物
学的に処理する能力があるので、流動槽１中ではこの粒
状汚泥も廃水の処理に寄与している。

無機性粒子を懸濁させることによって、発生する汚泥の
グラニューレーションが進行する理由は解明されていな
いが、本発明者は、次のような理由によるものと考えて
いる。

（１）廃水に懸濁されたものが微生物担体のみの場合で
も、無機性粒子のみの場合でも、粒子の表面にはもやの
かかったように微生物層が生長し、流出水中には沈降し
難い汚泥が混入する。これに対して、廃水に微生物担体
と無機性粒子とを共に懸濁ぼしめると、各粒子の周囲は
いつも粒子自体が露出しており、微生物層で覆われるこ
とがない。

そして、流出水中に混入する汚泥は、グラニューレーシ
ョンした汚泥となる。

このことから、本発明の処理法にあっては各粒子の表面
に剪断力が作用しており、この剪断力によって生長する
前に微生物膜が削り取られてしまうため、微生物膜が微
細なあるいはコロイド状の汚泥となることがなく、流出
水に混入する汚泥は粒状のものになると考えられる。上
記剪断力は、無機性粒子と微生物担体が衝突することに
より生じると考えられる。この衝突は流動Ｎ１３内での
各粒子の流動状態（流動速度、挙動）が異なっているた
めに生ずると思われる。

（２）また、無機性粒子としてケイソウ上等を用いた場
合などは、粒子中の成分が徐々に溶解し、あるいは触媒
作用を果し、汚泥のグラニューレーションを進行させて
いることも考えられる。

「実験例」本発明の廃水処理法の効果を確かめるため人口下水と生
活廃水を用いて実験を行った。比較のため活性汚泥法に
よる廃水処理も同時に行った。

本発明の廃水処理法は、第１図に示した装置を用いて行
った。また、流動槽１に投入する微生物担体および無機
性粒子には次のものを用いた。

■無機性粒子；ケイソウ土、粒径０．３〜０．４ｍＭｏ ■微生物担体；ポリアクリルアマイドからなる粒子に微
生物を包蔵せしめたもの。３１１！ＩＩＩＸ　３ｆｆｉ
ｌｌｌＸ　３層ｍ。

製法・・・・・・カラギーナンを加温して溶かしこれに
微生物を添加する。これを冷Ｍ１１．固化ないしゲル化
せしめた後、粉砕する。これをアクリルアマイド、架橋
剤、重合開始剤などの混合液と混合する。

次に、液温を４０℃以下に保ってアクリルアマイドを重
合させる。これを冷却し固化せしめた後、成形あるいは
切断して微生物担体とする。カラギーナンは微生物によ
って徐々に分解され、カラギーナンのあった部分は、空
孔となり、この部分に微生物は捕捉された状態になる。

次に、本発明の方法による処理条件を示す。

■流動槽１の容積　　　５，５Ｊ ■滞留時間　　　　　　　２時間 ■沈澱処理時間　　　２．５時間 ■廃水処理」　　　約６６１／日 ■微生物担体充填ｍ　　　　１．７Ｊ（みかけ容量）■
無機性粒子充填ｆａ　　　　０．６Ｊ（みかけ容重）次
に、比較例としての活性汚泥法の処理条件を示す。

■曝気槽容量　　　　　　　５ノ ■滞留時間　　　　　　　２時間 ■沈澱処理時間　　　２，５時間 ■廃水処理ｍ　　　約１７Ｊ／日以上の条件で廃水を処理した結果を次表に示す。

上記の結果かられかるように、本発明の廃水処理法にあ
っては多量の廃水を高度に処理することができるうえ、
発生する余剰汚泥は濃縮されており、汚泥発生量が少な
いことがわかる。

［発明の効果１以上詳しく説明したように、本発明の廃水処理法にあっ
ては、微生物を包蔵された有機性粒子と無機性粒子を懸
濁せしめて廃水を処理するので、発生する汚泥はグラニ
ューレーションの進行した粒状汚泥になる。この粒状汚
泥は沈降性の良いものなので、一般の沈澱池を利用した
沈澱分離によって容易に除去できる。この結果、得られ
る処理水のＳＳ値を生活廃水では５〜８　ｍＱ／　ｊ以
下にすることが可能になる（因みに、従来の懸濁粒子法
では３０〜７０ｍａ／ｊが限界であった）。また、処理
水のＢＯＤ、ＣＯＤなどは従来の懸濁粒子法により廃水
処理した場合の３０〜４０％程度にまで低減することが
できる。例えば、ＢＯＤなどは４〜１０１１Ｊ／Ｊ程度
にすることかできる（因みに、生活廃水を従来の懸濁粒
子法で処理し、一般的な沈澱池で処理するとＢＯＤは３
０〜５０ＩＤｇ／Ｊになる）。

また、本発明の廃水処理法で発生する粒状汚泥は、凝縮
した状態であるので、」が少なく、従来の懸濁粒子法の
場合の約１／２以下になる。このように、処理しなけれ
ばならない汚泥の量が大幅に削減されるので、本発明の
廃水処理方法によれば、ランニングコストの大幅な低減
を実現できる（因みに、一般的な活性汚泥法で廃水を処
理した場合の余剰汚泥発生量は、廃水の流入量に対して
約１ｖ／ｖ％、除去ＢＯＤに対しＴ２Ｏ〜６０ｗｔ／ｗ
ｔ％であるが、本発明の方法にあっては、前者で０．２
〜０．５Ｖ／Ｖ％後者で２０Ｗｔ／ｗｔ％にできる）。

さらに、本発明の処理法にあっては、発生する汚泥が沈
降性に優れたものなので、一般的で安価な沈澱分離法に
より容易に除去できる。従って、本発明の処理法によれ
ば、汚泥の除去に費用のかかる凝集沈澱法や膜分離法を
用いる必要がなく、従来懸濁粒子法で問題になっていた
、汚泥除去費用により廃水処理コストが上昇する問題を
解決できる。

すなわち、本発明の方法によれば、微生物担体を懸濁さ
せて廃水を処理するｌ！！濁粒子法の廃水処理コストを
大幅に引き下げることができる。

懸濁粒子法は、元来、容積効率が高く、小形の装置で実
施できる長所がある。本発明によれば、そのうえに廃水
処理コストの低減を実現できる。

従って、本発明の廃水処理法は従来処理コストの問題か
ら活性汚泥法が主流であった有機性廃水の処理を一新す
るものと思われる。そして本発明の方法によれば、処理
装置の小型化が図れ、処理施設の用地を縮小でき、建設
コストを低減できる。

特に、その効果は、地価が高く、土地のｈ効利用が求め
られる都市部の事務所ビルにあっては莫大なものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の廃水処理法の一実施例に好適に用いら
れる装置を示す概略構成図、第２図は従来の懸濁粒子法
で得られる処理水の水質と８０Ｄ容積負荷との関係を示
づ゛関係図である。第１図

Claims

【特許請求の範囲】廃水に粒子を懸濁して生物学的に処理するに際して、微生物を包蔵された有機性粒子と共に無機性粒子と懸濁
せしめることを特徴とする廃水処理法。