JPS62227500A

JPS62227500A - 深層曝気による廃水の活性汚泥処理法

Info

Publication number: JPS62227500A
Application number: JP61072213A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kimoto; 和雄木本; Kiyoshi Takada; 清高田; Katsutoshi Nakayama; 勝利中山
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1986-03-28
Filing date: 1986-03-28
Publication date: 1987-10-06

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】産業上の利用分野本発明は深層曝気による廃水の活性汚泥処理法に関し、
さらに詳しくは、汚泥と上澄水との分離が容易な深層曝
気による活性汚泥処理法に関する。

藍胆へ遺紅活性汚泥処理法は、都市廃水、工場廃水、畜産廃水等、
種々の有機廃水の処理法として広く採用されている。

近年、省資源、省エネルギーの見地から効率の高い処理
技術が求められており、超深層曝気または深層曝気法（
以下、単に深層曝気法という）は動力が節約でき、かつ
設備に要する敷地が狭いこと、曝気槽の規模を縮小しう
ろこと、等の利点を有することから極めて注目されてい
る。

かかる深層曝気法にて用いられる曝気槽本体のうち代表
的なものをを第２〜４図に示す。第２図は５ｐｅｅｃｅ
型と称され１．Ｕ字管からなる曝気槽（２）に廃水を導
入し、該Ｕ字管の比較的水深の浅い地点に散気管（９）
により空気を供給する。また、第３図の曝気槽（２）で
は空気を下降管（７）と上昇管（８）の２ケ所で供給し
得るようになっており、最初に上昇管に空気を吹込んで
水流を発生させ、ついで徐々に下降管の方の吹込みに変
えろものであって、吹込口は比較的水深の深い所にある
。さらに第４図の曝気槽（２）では、ポンプにより上昇
管（８）と下降管（７）との間に水位差を設けて水流を
発生させ下−管（７）中に空気を導入する。

このような曝気槽の深さは、一般的にはｌｏ。

ｍ程度である・が、処理装置の必要能力等に基づき、こ
れより浅いもの深いもの各種が存在する。

つぎに、゛該曝気槽内で空気と混合され、生物的処理が
行なわれた廃水原水は脱気装置（図示せず）を経て沈降
槽（ともに図示せず）にて汚泥と上澄液に分離され、汚
泥は再び曝気槽（２）へ返送され、一方上澄液はＳＳを
除去後、放流される。

発明が解決しようとする問題点　　゛かかる従来の深層曝気法において、曝気槽′内に吹込ま
れた空気に含まれる窒素のほとんどは、廃水中に溶解せ
ずに、ガス状にてそのまま槽外へ放出される。他方、吹
込まれた空気中の窒素？一部は、曝気槽下部の高圧部に
おいて溶解しているものの、廃水が槽内を上昇し常圧と
なると再び析出（再気泡化）する。かかる析出した気体
は微細気泡として汚泥フロックに付着し、汚泥の比重を
低下させる。

したがって従来の深層曝気法では、処理水を汚泥から効
率よく分離するため、真空脱気塔、脱気槽等の脱気装置
を設けて廃水混合液中の微細気泡を破壊し、汚泥フロッ
クへの気泡の付着を防止する必要がある。また、廃水中
へ溶解Ｕ−ず、ガス状にてそのまま槽外へ放出される窒
素は悪臭を同伴し、二次公害を生ずる恐れが大きい。

これに対し、気泡の破壊を行わず、汚泥フロックに気泡
を付着させたまま汚泥フロックを分離する加圧浮上法も
あるが、かかる方法では処理水と　　　〜汚泥フロック
との分離が充分ではなく、処理水中へのＳＳの流出が増
加するという問題がある。

また、従来の深層曝気法では、いずれも槽内で処理廃水
を循環させるためのエアリフト、ポンプ等、大きな動力
が必要である。

さらに槽内λ（完全混合槽であるところから、特に食品
廃水などの場合、糸状性細菌によるバルキングが発生し
、生成フロックの比重か低くなって処理水との分離効率
が低下する。

問題点を解決するための手段本発明者らは、かかる従来の深層曝気による廃水処理法
の問題点を解決すべく種々検討を重ねたところ、深層曝
気槽中の廃水の上昇プラグフローに高濃度酸素を吹込む
ことにより前記の問題点が解消しうるとの知見を得て本
発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、深層曝気槽に廃水原水を導入して
、廃水の槽内上昇プラグフロー（栓流）を形成し、かつ
該上昇プラグ７０−に高濃度酸素を導入して廃水の処理
を行なうこζを特徴とする深層曝気による廃水の活性汚
泥処理法を提供するものである。

本発明の処理法においては、曝気槽内の廃水原水中への
高濃度酸素の吹込み、および曝気・槽内原水の上昇プラ
グフローの形成により、槽内底部においては気体が過飽
和であっても、上昇中に微生物により消費され、槽上部
では濃度が低下し、再気泡化がない。

本発明方法にて使用される深層曝気槽は、一般の深層曝
気槽と称される水深を有するもののほか超深層曝気槽と
いわれるものであっても良く、その水深は通常２０ｍ以
上、好ましくは５０ｎ以上である。。また、曝気槽の断
面積／深さの比は、０゜３ｍ＊／ＩＩ＋以下で２あるの
が好ましい。かかる比がこれより太さいと槽内での液の
逆混合が生じ、プラグフローが７維持できない恐れがあ
る。また、より完全なプラグフローを確保するためには
、多孔板などの整流手段を槽内に設けてもよい。曝気槽
の断面形状は円形、正方形、長方形など、いかなる形状
であっても良く、鋼管、コンクリート等の適宜の材質に
て作製しうる。

本発明方法にて処理される廃水原水は１．従来の活性汚
泥処理法によって処理可能な廃水がいずれも処理可能で
あり、例えば都市廃水、工場廃水、。

食品廃水、畜産廃水などをいずれも処理しうる。

前記曝気槽底部へ導入された廃水原水および返送汚泥は
、槽内に上昇プラグフローを形成する。

本発明方法にて曝気槽内に形成される流速は、０゜０２
　ａｍ／　ｓｅｃ以上であるのが好ましい。該曝気槽内
の処理水の流速が、これより小さいと槽内での汚泥の沈
降分離により槽内の汚泥濃度が異常に高くなる。

なお、特に廃水原水の濃度が高い（ＢＯＤＩＯ００ｍｇ
／（２以上）場合、原水の槽内への導入は、槽底部だけ
でなく、槽底部から上部にわたる複数の箇所で導入を行
なう分注方式を用いてもよい。

さらに、曝気槽へ導入される返送汚泥は事前に廃水原水
と混合し槽内に供給してもよく、また直接、原水の配管
に導入して原水の導入ラインを介して供給してもよい。

また、原水の槽内滞留時間は、廃水原水の処理量、水質
、汚泥濃度、吹込み酸素濃度および量により大きく変わ
るが、一般的に１〜３０時間である。

一方、本発明にて用いられる高濃度酸素は、曝気槽の水
深が深くなるに伴い高濃度であることが必要である。す
なわち、使用される酸素の濃度は、水ｆｆｌｏＯｍ程度
の場合は約９５％以上、５０ｍ程度の場合は約８７％以
上、さらに水深２０ｍ程度においては濃度８０％以上で
ある。酸素濃度がこれより低い場合は、曝気槽上部にお
いて溶解した酸素の再気泡化が生じる。

かかる高濃度酸素としては、液化酸素の気化により得ら
れる気体酸素ガス、ＰＳＡ酸素発生装置または酸素富化
膜等により得られる酸素がいずれら好適に用いられろ。

液化酸素を用いる場合は、その気化に上り昇圧が可能で
あるため酸素の吹込み用動力を必要としない。

曝気槽底部の廃水原水中への酸素吹込みは、散気管等を
用い、原水中ＢＯＤ１ｋｇ当たり、酸素０゜５〜１　、
２　ｋｇの吹込み蛍にて行なう。また、酸素の吹込みは
槽上部の溶存酸素の濃度が２〜５ｍｇ／ｅとなるように
行なうのが好ましい。酸素の吹込みｍが、これより少な
いと、充分な活性汚泥処理による効果が得られず、長期
間このような状態が継続すると汚泥の沈降分離が正常に
行なえず、プロセスの操業が不可能になる。一方、酸素
吹込み量が、これより多いと、過剰の酸素が放出され、
経済的に不利となるばかりか、過飽和の酸素か槽上部に
おいて微細な気泡として再気泡化し、従来の深層曝気法
と同様の問題を生ずる。さらに、過飽和の非常に溶存酸
素濃度が高い状態では汚泥フロックの解体か起こり処理
水質の悪化も生ずる。

なお、原水のＢＯＤ濃度の変動が大きい場合は、曝気槽
上部にて溶存酸素濃度を検知し、吹込み酸素濃度を自動
的に制御するのが好ましい。

つぎに本発明方法を図面を参照して詳しく説明する。第
１図は、本発明方法の一具体例を示す概略図である。

本発明の処理方法において、廃水原水（１）は深層曝気
ＷＩ（２）の底部に導入され、沈降槽（３）底部から返
送汚泥ポンプ（４）により返送された返送汚泥（５）と
ともに曝気槽（２）底部より上方に向かうプラグフロー
を形成する。該廃水原水のプラグフロー中に高濃度酸素
（６）を散気管（９）を介して供給する。廃水原水と返
送汚泥の混合した廃水中に吸収溶解された酸素は深層曝
気槽（２）底部において過飽和あるいは高濃度に溶存し
ているが、槽内上昇中、微生物により消費され、槽上部
では飽和濃度以下となり気泡の再発生はない。前記深層
曝気槽（２）底部へ供給された酸素は、槽内の高い水圧
により、その９５％以上が吸収され微生物により利用さ
れる。

ついで、該微生物的処理の行なわれた原水は沈降槽（３
）にて汚泥と上澄水とに分離される。汚泥（５）は再び
曝気槽（２）に返送され、一方、上澄水（１０）はＳＳ
を除去後、曝気槽（２）へ導入される原水とバランスす
る放流型にて河川へ放流される。

発明の効果本発明方法によれば、深層曝気槽内を上昇する廃水のプ
ラグフローに高濃度酸素を供給し溶存させるため、装置
の設置面積が少ないだけでなく、液循環用動力が不要と
なり、電力消費虫が著しく低下する。−１１ままた、廃
水中に溶解されずガス状にてそのまま槽外へ放出される
窒素がないため、これに随伴する悪臭に基づく二次公害
の発生する恐れがない。さらに、曝気槽内がほぼプラグ
フローであるため、食品廃水を対象とする場合も、従来
の完全混合流による処理の場合のごとき糸状性細菌によ
るバルキングの発生は全くない。また、槽内の汚泥濃度
を高くすることができ・、曝気槽がコンパクトとなる。

実施例つぎに本発明の実施例を示し、本発明をさらに詳しく説
明する。

実施例１ポーリング工法により地中に設置した第１図に示す鋼製
の超深層曝気槽（直径０．５ｍ、深さ８０ｍ）を用いて
団地廃水を活性汚泥処理した。該曝気槽底部に各々２Ｂ
の配管を用い廃水原水（ＢＯＤｌ　８５　ｍｇ／Ｑ、ｐ
Ｈ７，２、水温１８〜”２２℃）１０ｍ３／ｈ、および
返送汚泥（汚泥濃度的１６，０００ｍｇ／Ｑ月Ｏｍ３／
ｈを連続的に導入した。曝気槽のＭＬＳＳは８，０００
ｍｇ／１２であった。これに対して液化酸素貯槽から気
化器および散気管を介して酸素ガス（９ｋｇ／　ｃｍ’
　Ｇ　ｓ純度１００％）０．９Ｎｍ３／Ｈを前記曝気槽
底部へ吹込んだ。槽内のＤｏ実測値は、水深７０ｍで５
５　ｍｇ／Ｑ、　５０　ｍで３８ｍｇ／１２．　３０ｍ
で２３ｍｇ／ｆ２．　１０ｍで７ｍｇ／Ｑ。

曝気槽出口で２＋ｎｇ／Ｑであった。滞留時間は、９５
分であった。曝気槽上部よりオーバーフローした処理水
を沈降槽（容ｆｆ１４０ｍ’）にて処理し、上澄水と汚
泥とに分離した。

運転開始後、３箇月間、定常状態の運転を継続したとこ
ろ、脱気槽など汚泥と上澄水との分離効率向上のために
気泡を破壊する装置を用いなかったにもかかわらず、上
澄水の平均水質は、ＢＯＤｌ　２ｍｇ／Ｑ、　Ｓ　Ｓ　
Ｉ　Ｏｍｇ／１２．　ｐＨ６，３と汚泥との分離がよく
なされていた。また、曝気槽から悪臭を伴う廃ガスの発
生ははほとんどなく、供給した酸素はほぼ１００％が利
用された。廃水混合液は、汚泥の沈降性の指標であるＳ
ＶＩが８７であり、非常に汚泥の沈降性が良好であった
。

実施例２直径１ｍ、水深５０ｍの深層曝気槽を有する実施例１と
同様の装置を用いて食品工場廃水の活性汚泥処理を行な
った。該曝気槽底部に廃水原水（Ｂ　ＯＤ　８００　ｍ
ｇ／ＱＳｐＨ６、９、水温２５°（：）　３．７ｍ’／
ｈ、および返送汚泥（汚泥濃度１２，０００ｍｇ／２）
４ｍ３／ｈを導入した。これに対して該曝気槽底部へＰ
ＳＡ酸素発生装置よりえられた高濃度酸素ガス（純度９
０％）を散気管を用いて吹込んだ。

曝気槽内上部における溶存酸素は２〜３ｍｇ／Ｑ、滞留
時間は１０．６時間であった。曝気槽上部よりオーバー
フローした処理水を沈降槽にて処理し、上澄水と汚泥と
に分離した。

活性汚泥を顕微鏡観察したところ、通常完全混合槽の標
準活性汚泥法にてしばしば観察される糸状菌は存在しな
かった。

汚泥と上澄水との分離効率向上のために気泡を破壊する
脱気槽などの装置を用いなかったにもかかわらず、廃水
混合液の沈降性は良く、汚泥の沈降性を示すＳＶＩは７
６と良好であり、上澄水はＢＯＤ　１４ｍｇ／Ｃ，Ｓ８
１２ｍｇ／Ｑと汚泥との分離がよくなされており、また
悪臭の発生も感知されなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一興体例を示す概略図、第２〜４
図は従来の深層曝気法による曝気槽を示す概略図である
。図中の主な符号は、つぎのとおりである。Ｉ：廃水原水、２：曝気槽、３：沈降槽、４：返送汚泥
ポンプ、５：返送汚泥、６：高濃度酸素。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）深層曝気槽に廃水原水を導入して、廃水の槽内上
昇プラグフローを形成し、かつ該上昇プラグフローに高
濃度酸素を導入して廃水の処理を行なうことを特徴とす
る深層曝気による廃水の活性汚泥処理法。
（２）高濃度酸素の純度が８０％以上である前記第１項
の処理法。