JPS6171892A - 三相流動層水質浄化方法 - Google Patents

三相流動層水質浄化方法

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JPS6171892A JP59192626A JP19262684A JPS6171892A JP S6171892 A JPS6171892 A JP S6171892A JP 59192626 A JP59192626 A JP 59192626A JP 19262684 A JP19262684 A JP 19262684A JP S6171892 A JPS6171892 A JP S6171892A
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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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は汚水の水質浄化方法に関する。
［従来の技術ｌ 近年工場排水による内海や湖沼の富栄養化あるいは河川
の汚染が問題になってきている。工場排水については公
害規制で厳しく規制されているが、小規模の生活排水に
ついては水質規制がなく野放状態である。これら環境汚
染対策が社会ニーズとしてクローズアップされてさてお
り、効果的な汚水浄化方式の１１１発が待たれていると
ころである。
汚水浄化方式としては物理化学的処理方式もあるが、最
近特に微生物を利用した生物化学的処理方法が注目され
てきた。生物化学的処理方法は微生物を利用して汚水中
の溶解性有機物、窒素、燐を主に除去するものであり、
その方法は活性汚泥法、生物膜法、酸化池法等に大きく
分けられる。これら生物化学的処理方法の内で生物膜法
は固体表面に生物膜を付着させ、その付着した生物膜が
水中の汚染物質を分解し無害化する方式であり、下記の
６Ｍｉに大別される： （１）散水置床法　　　（２）回転円盤法（３）固定床
法　　　　（４）チューブ接触酸化法（５）礫開接触酸
化法　（６）流’ｍＭ法生物膜法の浄化能力は生物膜の
表面積を如何に大きくし安定運転をするかにより決定さ
れる。
生物膜法の６種の方法の内で（１）〜（５）の方法では
１ｍ３当たりの生物膜は４０〜５００＋ｓ２であるが、
流弾Ｊ刑法は３０００〜５０００ｍ”にも達し、約１０
倍の生物膜の表面積を取れることになる。このことは設
備として考えた場合流動層方式は設置面積当たりの処理
能力が大きいため、コンパクトな設備で対応でさること
になる。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし１、現状では流動層方式は水質浄化設備として広
く普及するに至っていない、その原因としては下記の点
が挙げら八る： １、生物膜の肥厚化により粒子の飛出しが起り易い、特
に高負荷条件下でこの傾向は顕スである。
２、酸欠が起り易い。
３、生物膜を付着させる担体に比重、強度等の諸物性及
びコスト面で十分満足すべきものが得られていなかった
。
従って、本発明は上述の従来の流動層生物膜法の欠点を
解決して生物膜の過度な付着を行い、生物膜の肥厚化に
よる粒子の飛出しを防止して酸欠を起こさず高負荷の処
理と大容量の汚水処理にも対応でき、比重、強度、コス
ト的にも満足でさる生物膜付着担体を使用する三相流！
ＩＩＩＪ層法による汚水の水質浄化方法を提供するにあ
る。
こうして本発明の目的は固体−液体一気体の三相流動層
を使用する極めて効率の良い長期間安定運転可能な汚水
の水質浄化方法を提供するにある。
［問題点を解決するための手段１ 本発明は　汚水と、珪酸アルミニウムを主体とする黒磯
材料粉末を造粒焼成した粒状焼結体と、気体とからなる
固体−液体一気体の三相で形成される三相流動層中で汚
水の水質を浄化することを１Ｓ徴とＶる二相流動層汚水
浄化ｌｊ法にある。
本発明で対電とする汚水とは産又排水、家ａ排水、汚湖
沼水、養殖池、水、汚河川水、汚海水等である。
本発明方法で使用する、生物膜担体である粒状焼結体（
以下、単に担体という）は珪酸アルミニウムにバインダ
ーを混合し造粒したものを焼成焼結して遺られる。即ち
珪酸アルミニウムを主体とするｇＢ１材料粉末として火
山灰、凝灰岩、シラス、ゼオライト、杭大石あるいは７
ライアフシエから選ばれた少なくとも１ｍに水硬性セメ
ントあるいは有８１系パイングーでを混合し成形した後
高温たとえば　７００℃〜１２００℃で焼成焼結して得
られる。
水硬性セメントまたは有機バイングーの量は骨材の重量
を基準として３％〜３０％である。水硬性セメントとし
てはポルトランドセメント、高炉セメント、７フイアツ
シエセメント、シリカセメント、ノエットセメント及び
アルミナセメント等を使用できる。　骨材の内、７ライ
７ツシエは中空の球体を大量に含有しているため担体の
比重を軽くすることが容易なこと、また担体表面の７ラ
イアフシユの中空部分が担体を焼成するとさに穀が破れ
て多孔質となり、生物膜形成時に生物の付着な容易にす
るために極めて好ましい、担体の造粒には一般的にはパ
ン型ペレタイザーが用いられるが押出し成形機を用いて
もよい、また粒径が１１以下の担体を造粒する場合には
スプレードライヤーを用いることが好ましい、担体の焼
成には回転窯、竪窯あるいはフラッシュ力ルサイナーが
用いられる。
担体は０．１　ｍｍないし　５　ｌｉｍｂ好ましくは０
．１１ＩＩ１１〜２．５　ｌ、更に好ましくは　０　、
１　ｍ＠〜０．６鴫簡の粒径に調製される。０．１ｍ＋
ｏ未満では担体の単位ｉｔ当たりの表面積は増加するが
生物膜が付着した状態での比重が小さくなり担体の飛出
し現象が起り易くなり、これを防ぐとすれば液速度を小
さくしなければならない、そうすると同じ処理量に対し
て所要断面積を大きくする必要が生ずることになり、装
置の規模を大量クシなければならない。５　、　Ｏｍ＋
＊を越えると担体の表面積が小さくなる上に流動化に必
要な液速度を大きくとらなければならず、必要な浄化を
行うためには所要層高を大きくする必要があり、このた
め装置の規模を大きくする必要が生ずる。担体の比重は
１．２〜２．０の範囲に選ばれる。１．２未満では上記
単体粒径が０．１ｍｍ未満の場合と同様な理由により好
ましくない、比重が　２．０　を越えると担体粒径が５
、Ｏｌを越える場合の理由から好ましくない、所定の範
囲内への比ｍｌ４ｇは珪酸アルミニウムを主体とする無
機材料粉末とバインダーとの混合割合を調節することに
より容易に行うことができる。
本発明は珪酸アルミニウム系黒磯物質を造粒焼成した粒
状物を生物酸化用担体とし被処理汚水中に懸濁させ、流
！ＩｊＪＪ層装置下部から空気、純酸素、オゾンあるい
は酸；ｌ含有がスを吹き込む三相流動層を使用する０本
流動層は汚水中の好気性細菌を利用したものであり、下
部から供給される空気により下記の作用で浄化される： ｉ８Ｍ性有１蔑物処理の場合； １、好気性細菌の呼吸： ［有様物］＋０２＋ＣＯ，＋Ｈ２Ｏ ２、好気性細菌の同化： ［有様物］　＋　Ｎ　Ｈ３＋　０１→ ［増殖菌体］＋　ＣＯ２＋　８．０ ３、好気性細菌の自己分解： ［菌体］　＋　０２−４ＣＯ２＋　Ｈ２０＋　Ｎ　Ｈｓ
アンモニア！！！窒素処理の場合； ４、硝化反応：　　　　　ＮＨ，”＋３／２０□→ＮＯ
２−＋Ｈ２０＋２Ｈ“ ５、　同上　　　　　　ＮＨ，”　＋２ｏ、→Ｎｏ！−
＋８２０＋２８” 従来の流１１ｔ［方式では負荷の増加とともに酸欠が生
じ易いが、本方法のように流動層内汚水に酸化性気体を
吸収させることにより非常に大きな表面積をもつ担体表
面の生物膜上で上記反応が効率的に進行するため、酸欠
を生じさせないで高負荷運転をすることが可能となった
。
流動層内の液速度は最小流動化速度と担体粒子沈降速度
との範囲内のものであろが、汚水の浄化の程度で痕速度
をｗ４節する。液速度は遅すぎると処理能力が小さくな
り、また早すぎると浄化能力が減少するし、大きな所要
層高を必要とする。液速度は一般的には０，０５〜１０
．０ｃａ／秒、好ましくは０．１〜２．０　ａｍ／秒で
ある。またそれに伴う気体速度は所要酸素量で調節され
るが、一般的には０．０１−１０．０ｃｍ／秒、好まし
くは０．１〜１　、　Ｏｃｍ／秒である。空気気泡の大
きさは水中に酸素を効果的に溶解させるために小さい方
が好ましい、また、汚水のｙ＆置円内滞留時間一般的に
０．０１〜０．８時間程度で処理することが好ましい、
流動層装置内の生物膜が付着した担体のホールドアツプ
は１０〜６０％、好ましくは３０〜５０％である。
本発明によれば、上記担体を三相流動層による生物酸化
処理システムと組合わせることにより極めて高能率の汚
水処理システムが得られる。汚水処理に当たり生物膜付
着に関しては他にも良好なものが見られるがそれらは比
重が大きすぎたり、また生物膜の付着により浮かび上が
り流失したりするので適切でない。本発明の担体は生物
膜の付着が適度であり、また三相流動層に使用した場合
微生物膜の増殖により肥大化し粒子の見掛は比重が小さ
くなっても処理水と共に飛び出すことはなく長期間安定
な操業が得られる。生物酸化用担体としては一般的に活
性炭、砂が用いられが、本発明者らは以下の実施例にお
いて示すように本発明で使用する担体が単位面積当たり
の生物膜表面積に対して７エ７−ルの処理速度が活性炭
に比べて極めて高いことを見出だした。
以下に、図を参照して本発明の詳細な説明する。
三相流！１！ＩＩ層（１）の下部送入口（２）より調整
された汚水が汚水タンク（７）より流量計（８）を経て
装入され、一方、エアーポンプ（３）より流量計（９）
を経て流！Ｔ！ＪＪＷＪ装置下端より流動層内に空気気
泡を分散混入させる。担体（４）は層内で流動層を形成
し、表面に生物膜を付着させる。なお、分散混入位置は
一般的に上記のように層下部であるが、汚水の種類、度
合によっては層中間部や何箇所に分ける場合もある。汚
水は担体表面の微生物被膜によって浄化され排出口（５
）より溢流し沈降槽（１１）で同（！Ｉ’されることの
ある担体を分離し浄化された水は配管１２から浄化水と
して取出される。
なお栄養塩タンク（６）から微生物に必要な塩類をポン
プ（１０）を経て三相流動層装置下部に供給する。
［′：Ａ施例］ 以下に実施例を掲げて本発明方法を説明する。
実施例１ ７９４７７２１９０重量％（石炭火力発電所で発生した
もの）とセメン）１０ｆｆｉ量％との配合物を直径７０
ＩＩ＋ｉ＋、Ｉｉさ１５０醜−のパン型ベレタイザに連
続的に投入しつつ水を７ライ７ツシエとセメントの合計
量の約２０％散水し造粒し造粒後１日２０℃湿空型生後
内径４５ｃ−１長さ８ｃ−の小型ロータリーキルンで最
高温度９８０℃で滞留時間５０分にて焼結して担体を造
った。使用したプライアフシエ、セメントの性質をそれ
ぞれ第１表及び第２表に示す： 血±ｊ− ｉ成分Ｏ／ 付着水分１！ｆｌｏｓｓ　ＳｉＯ，＾１ｔ０３　Ｆｅｚ
ｅｓ　ＣａＯＭｇＯＯ１２４，４５５，２２８，６４，
３３，３１，１８８μ残分　０．９％ 比表面積　３６４０ｃＩｍ’／ｇ Ｉｇｌｏｓｓ　　５ｉ０２　Ａｌ２Ｏ３ＦｅｚＯ３Ｃａ
Ｏｓ０３　　ｆ−ＣａＯＯ，９２１，９５，３３，２６
４，８２，００，９８８μ残分　比表面積　　圧　強　
Ｋｃ輸−（２区つ一一免二二ｌＪ−７日　　２８日１．
０　　　３３１０　　　　２３２　４０５得られた担体
を７エ／−ル（ＰｈＱｌｌ）汚水の浄化剤として内径５
　、Ｏｃ＋ａ、高さ３２０ｃｍの三相流動層に使用した
０条件と結果とを下記第３表に掲げる：第３表 担体粒径−ｍ　　　Ｏ０４，６０，７７０，２７０，３
８０，１８液速度ｃｍ／ｓ　　　００２３　０．５８０
．２４０．２４　０．４０空気速度ａｍ／ｓ　　Ｏ，２
５０，３６０，３３０，２５０，３５Ｐ　ｌ＋　ＯＩｆ
濃度１．。
入口　　　　１０９．７’　５８．４９０，６５４，０
　５６．。
出口　　　　２２．９１０．０１６．５１６．５　２２
．５Ｐ　ｌ＋　Ｏｌｌ除去率％　　７９．１８２．９８
１Ｊ　６９，４　　、５９．８Ｐ　ｈ　ＯＩ＋処理度速
度 ｋｇ−ＰｈＯＩＩ／…コ・日５，３９７．５８４．８０
２゜４３　３．６２実施例２ 実施例１と同じ装置を用い、実施例１で使った２種の担
体のうち粒径０，７７＋ｉ−のものを用い、櫃速度を０
，５３ｃ＋ｏ／秒とし、空気速度な０１２５ｃｍ／秒と
して実施例１のフェノール廃水の代りワに硫酸アンモニ
ウム７８？ａを用いアンモニア！！！窒素の硝化試験を
９ｉっなところ第４表に示す結果を得た； 亀Ａ点− ７ンモニア想濃度ｐｐｍ 入口　３．０１　１．６６ 出口　０．３Ｇ　　Ｏ，１４９ ７ンモニア態除去率％ ９０．０　９１．Ｑ ［発明の効果ｊ 本発明によれば汚水の機械的攪拌などの付帯装置を何ら
用いずに長期に互ワ汚水の浄化が実施でき、特に７エ／
−ル、７ンモニ７！！等の汚染物を高効率で除去でるる
。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の三相流動Ｍの概略装置図である。 図中二

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、汚水と、珪酸アルミニウムを主体とする無機材料粉
    末にバインダーを混合造粒し、次いで焼成した粒状焼結
    体と、気体とからなる固体−液体−気体の三相で形成さ
    れる三相流動層中で汚水の水質を浄化することを特徴と
    する三相流動層水質浄化方法。 ２、気体として空気、酸素、オゾンあるいは酸素含有ガ
    スを使用する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、珪酸アルミニウムとして微粉炭燃焼ボイラーより排
    出される石炭灰を使用する特許請求の範囲第１項記載の
    方法。 ４、造粒に際しバインダーとしてセメントを使用する特
    許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、粒状焼結体の粒径が０．１ｍｍないし５ｍｍの範囲
    にある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、粒状焼結体の比重が１．２ないし２．０の範囲にあ
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。
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