JPS63147598A - 好気性生物処理方法 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、有機性廃水の処理、バイオテクノロジーにお
ける各種の液媒の処理、湖沼水の浄化処理等における好
気性生物処理方法に関し、より詳しくは、被処理水に対
して極めて効率よく酸素を供給しつつ生物処理を実施す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

有機性汚濁物質を含む廃水等の被処理水を好気性生物処
理する場合には、被処理水全体に対してててきる限り均
一にかつ高濃度で酸素を溶解させる必要がある。酸素の
供給が不十分であったり、不均一である場合には、好気
性生物処理の処理効率が低下するとともに、目的としな
い嫌気性生物が増殖する等の不都合が生ずる。

従来、被処理水に対して酸素等の気体を供給する方法（
散気方法）としては、散気管を使用する方法、機械曝気
法、気泡噴射法、水中エジェクター決算各種の方法か知
られている（例えば、実公昭５７−４２５６０号、実公
昭３９−５！１３３号、特公昭５７−４１２９０号、実
開昭５４−８６７７７号、特開昭５６−１５８３１号）
。

例えば散気管を使用する方法では、生成する気泡が比較
的太きく（１０ｍｍ〜数＋ｍｍ）　、酸素の溶解効率（
酸素供給量に対する溶解量の割合）は最大でも７％程度
、通常は２％程度にしかならず、かつ大きな水槽内の被
処理水中の溶存酸素の均一化を図ること並びに微生物、
有機物、酸素の接触を効率よく行うことは困難であった
。水と酸素を含む気体とを予め混合したものを気泡含有
流として放出するエジェクタ一方式は、比較的微細な気
泡を水平流として放出できるので、散気管法や機械曝気
法に比べると酸素の溶解効率は比較的高く、かつ被処理
水全体に対して均一に散気することができる。しかし、
従来のエジェクターにおいては、酸素の水中への溶解を
目的とした微細な気泡を含む気泡含有流を放出できる空
気と水の混合比は高々　ｌ／ｌ程度であり、供給する気
体の量を増加させるにつれ、気泡径が大きくなったり、
含泡して気泡が大きくなりやすく、水中への気泡の分散
が極めて悪くなると同時に酸素の溶解効率が低下し、そ
の結果、生物処理効果が十分でなく、そのため全体の空
気の吹込み量を著しく増加させる必要があった。

〔発明か解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、微細な気泡を被処理水全体に対して均
一に供給し、酸素の溶解効率が高く、水流による撹拌効
果と微生物と汚濁物質との接触効率が高く、結果として
処理効率のよい好気性生物処理方法を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、気液混合装置に対して気体／液体
の混合比が容積比で３７１となるような大量の空気を混
合しても水槽内で含泡現象を起すことなく効率よく散気
して好気性生物処理が可能な方法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明の好気性生物処理方法は、気体と液体
とを混在状態でノズルより噴出させる噴流発生機と、ノ
ズルから噴出した気泡含有流を周辺水と混合して放出口
から放出する管状の整流器とを有してなる気液混合装置
であって、該噴流発生機は、液体入口、気体入口、外部
ノズルおよび内部ノズルを有し、液体入口は内部ノズル
を介して噴流発生機の内部と連通しており、該整流器は
その入口から放出口ヘ向け少なくとも途中まで内径が減
少するような管形状を有し、外部ノズルと整流器とがほ
ぼ同軸上で外部ノズルの先端が整流器の入口の近傍に位
置するよう配置されてなる気液混合装置を、水槽内の少
なくとも水深２ｍの位置であって、整流器の放出口から
気泡含有流の流れ方向に向った水槽の壁面までに３ｍ以
上の距離をもち、かつ放出口から放出される気泡含有流
にほぼ平行で５ｍ以下の間隔の領域を形成するよう隔壁
を配設して気液混合装置が該領域のほぼ中央に位置する
よう配置し、かつ該放出口での気泡含有流の流速が１．
５ｍ／分以上となるよう気泡含有流を放出して水槽内の
被処理水を好気性生物処理する方法である。

ここでいう好気性生物処理とは、好気性の菌を利用した
被処理水中の有機物質の分解を目的とした処理をいう。

〔発明を実施するための好適な態様〕

本発明に用いる気液混合装置を図面参照しつつ説明する
。第１図および第２図は、気液混合装置の一例を示す模
式断面図であり、第１図は整流器が単一の管からなるも
のを、第２図は二重管からなるものを図示している。

この気液混合装置は、噴流発生器１と整流器２とから構
成される。噴流発生器１は、液体入口３、気体入口４、
内部ノズル５および外部ノズル６を有しており、液体入
口３は内部ノズル５を介して噴流発生機の内部と連通し
ている。

各ノズル５．６は、細い直管状であってもよいが、ノズ
ルの先端側が細くなるように口径が連続的に変化してい
るものであることが好ましい。また、図においては、内
部ノズル５と外部ノズル６は、向きを揃え一直線状に配
置されているが、必ずしもこのように配置する必要はな
く、各ノズルが、例えば１２０度の角度をもって配置さ
れていてもよい。

噴流発生器１に供給される液体は、液体入口３から内部
ノズル５を経て噴流発生器１の内部へ噴射され、通常１
〜４０Ｋｇ／ｃｒｒＩ″Ｇ、好ましくは１．５〜２５に
ｇ／ｃｍ”Ｇの圧力で供給される。気体入口４は、空気
、純酸素、あるいは酸素富化空気等の酸素含有気体を導
入するための入口であるが、酸素を高度に溶解した水を
導入してもよい。内部ノズル５から噴射された液体と気
体入口４から供給された気体とは、噴流発生器内で混合
され、微細な気泡を含有した液体が形成される。この気
泡含有液体は、外部ノズル６から噴流発生器１の外部へ
噴射される。

噴流発生器への液体の供給圧力を１．５〜４０ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ　、気体の供給圧力を０．２〜０．７ｋｇ／　ｃ
ｍ２Ｇとすると液体中への気体の分散溶解が良好に行な
われ、整流器から噴出する流体が非常に微細な気泡（１
１以下）を含有し、処理水槽内の広い範囲にわたって微
小な気泡が分散するので好ましい。

整流器２は両端が開口した管からなり、入ロアが最も内
径が大きくなっており、入ロアから放出口８にむけて少
なくとも途中まで連続的に内径が減少している。すなわ
ち、入ロアから放出口８まで連続的に内径が減少してい
てもよく、また、途中まで連続的に内径が減少している
ものでもよい。この場合、途中まで連続的に内径が減少
していればその先は直管状であっても、逆に先が再び内
径の大きくなる傾向にあってもよい。入ロア　１）１ら
連続的に内径が減少している部分の長さは、整流器の全
長しの１７４以上であることが好ましく、１７２〜１７
３程度であることがより好ましい。

この気液混合装置において、噴流発生機１の外部ノズル
３の内径をＡとし、整流器２の最も内径の小さい部分の
内径をＢとしたとき、Ａ／Ｂは０．１〜０．５を満たし
ていることが好ましく、かつ整流器２の全長しは、外部
ノズルの内径Ａに対して２０Ａ〜１００　Ａの範囲にあ
ることが好ましい。

Ａ／Ｂの値が０．１未満の場合には、放出口８から放出
される気泡含有流の流速が遅くなり、周辺水の吸引力が
弱まるため気泡分散効果がなくなり、気泡の径が大きく
なる。また、　０．５を超える場合には、整流器２内部
での渦流か増加し、気泡同士の衝突が起り気泡が大きく
なる。

全長しか２０Ａ未満の場合には、気泡を周辺水と混合分
散してして含泡を防止するとともに、溶存酸素の局部的
なピークをなくして酸素の溶解効率を高めるという整流
器２の役割が十分発揮できなくなる。また、Ｌが１００
Ａを越え必要以上に長くなると、再度含泡が生じやすく
なり、かつ放出口８から放出される気泡含有流の流速が
低下するため不適当である。

また、整流器２は、入ロアから放出口８にむけて少なく
とも途中まで連続的に内径が減少するような管形状を有
していることが極めて重要であり、この形状により、気
泡含有流の液体／気体の混合比を１７２〜１７３にまで
高めても含泡を生ずることなく、気泡の微細化状態を保
つことかできる。整流器の入口の内径は、最も内径の小
さい部分の内径Ｂの１．４〜４倍程度であることが好ま
しい。

噴流発生機１と整流器２との位置関係は、外部ノズル６
と整流器２とがほぼ同軸上に位置し、外部ノズルの先端
が整流器の入口Ｉｔの近傍に位置するよう配置される。

外部ノズルの先端が整流器の内部の奥の方まで挿入され
る必要はなく、外部ノズルから噴射された気泡含有流が
もれなく整流器によって受は入れられる状態にあればよ
い。ｇ！端な場合には、外部ノズルの先端が整流器の入
口１１よりやや外側に位置してもよいが、通常は整流器
の入口１１よりやや整流器の内部側に位置するように配
置されるのが適当である。

第２図は、気液混合装置の他の例を示す模式断面図であ
り、管状の整流器２が、内管９を内蔵する二重管状の形
状を有したものである。この場合、整流器本体（外管）
２は上述の形状のものであり、内管９についても外管２
と同様な形状の両端が開口した管からなっている。外管
２と内管９とはほぼ同軸に配置され、かつ外管の入ロア
と内管の入口１０とは、図示されるようにほぼ揃って位
置する。また、内管の最も内径の小さい部分の内径をＣ
としたとき、Ｃ／Ｂが０．５〜０．７５で、内管！３の
全長Ｌ′が整流器本体の全長しより短く、かつＡの１０
〜５０倍であることが好ましい。このような三爪管構造
の整流器を用いると第１図に示したものと比べると、気
泡含有流の噴出距離をさらに遠くまで延ばせる利点があ
る。

また、気液混合装置としては、上記の気液混合装置の改
良タイプである第３図に示したような噴流体発生機が内
部ノズル５を二段に有するもの、第４図および第５図に
示したような気液混合装置に供給する液体を前処理する
ための混合破砕手段１２を一体化したもの、あるいは第
６図および第７図に示したような外部ノズルと内部ノズ
ルとの間に邪魔板１３が設けられたものを用いてもよい
。

気泡含有流を生物処理槽内に送液する目的は、基本的に
は水槽内に酸素を溶解させることと、水槽内を水流によ
り撹拌し、溶存酸素の均一化を図ることにある。気液混
合装置から放出される気泡含有流は、気液混合装置に供
給される液体の量と気体の量とによって決定されるが、
気泡含有流は、できるたけ水槽の深層帯を長手方向に放
出距離を長くとるようにして流すことが望ましい。

水槽内の酸素溶解量を高くするためには、噴流発生機内
で酸素がすでに溶解していることが好ましく、噴流発生
機の外部ノズル近傍で酸素が３ｍｇ／ｌ以ト溶解じ一′
ていることが望ましい。

本発明の方法は、上記の気液混合装置を使用して気泡含
有流を形成す灸とともに、好気性生物処理を実施する水
槽の大きさと、気液混合装置の設置位置と、気液混合装
置から放出される気泡含有流の流速とを特定することに
より、気泡含有流を上記のような望ましい流れとして形
成しつつ生物処理する方法である。

本発明の方法では、先ず第一に、気液混合装置を水面下
２ｍ以下の位置に設置して使用する。ここでいう気液混
合装置の設置位置（水深）とは、水面から整流器の中心
軸に至る距離をいう。気液混合装置から放出された直後
の微細気泡は高い酸素分圧を有しているので、被処理水
との接触時間が長い捏水中への酸素溶解量は増加する。

気液混合装置の位置が水面下２ｍ未満の場合には、放出
される気泡含有流の水平流速を速くして見掛は上の撹拌
力を大きくしやすい。しかし、水圧が低いので気泡の径
は増大しやすく、また水面への逃散も速いため、酸素の
溶解効率が低下しやすく、かつ溶存酸素濃度の均一化も
図り難い。

また、本発明の方法は、被処理水の収納された水槽を隔
壁で特定の寸法に仕切ワた状態で実施する。すなわち、
隔壁（水槽の壁面でもよい）を設けることによって、は
ぼ平行で５ｍ以下の間隔で仕切られた領域を形成し、こ
の領域内の仕切り（隔壁または水槽の壁面）間の中央部
に気泡含有流が仕切りに対してほぼ平行に流れるよう気
液混合装置を配置し、かつ放出口８から気泡含有流の流
れ方向に沿って水槽の壁面までに５ｍ以上の距離をもた
せた状態下で気泡含有流を流して好気性生物処理を実施
する。なお、気液混合装置と気泡含有流の流れとは逆方
向の水槽の壁面までの距離はできるたけ短かいことか好
ましい。

より具体的には、長辺が３ｍ以上で、短辺が５ｍ以下の
矩形の水槽であれば、特に隔壁で仕切ることなく、その
短辺に接する位置に気液混合装置を設置し、長辺に平行
な方向に向けて気泡含有流を放出して実施できる。しか
し、両辺の長さが共に５ｍ以上の矩形の水槽の場合には
、第８図あるいは第９図に示すように水槽１４を隔壁１
５で５ｍ以下の間隔をもつ幾つかの矩形の領域に仕切り
、その仕切られた領域に気液混合装置１８〜２１を放出
口８から水槽の壁面までの距離が３ｍ以上となるよう設
置して処理すればよい。気液混合装置は、図示されるよ
うに、仕切られた領域のそれぞれに一つづつ設置しても
よいが、先の領域での酸素の溶解効率か十分であれば、
気液混合装置を設置しない領域が生じてもかまわない。

なお、ここでいう隔壁１５とは、もちろん水槽の壁面で
あってもよい。また、隔壁１５は、水槽内の被処理水の
自由な流動をある程度防止できればよく、先の図面に示
されるように、必ずしも一つの領域内の被処理水が他の
領域へ移動できないような完全なかたちで仕切るもので
ある必要はない。

すなわち、仕切られた一つの領域内の被処理水が気泡含
有流により十分撹拌され、均一に散気されるように機能
できればよい。

かかる水槽の寸法は、本発明の処理方法において極めて
重要な意味をもつ。放出口８から気泡含有流の流れ方向
に沿ワた水槽の壁面までに３ｍ以上の距離がない場合に
は、気泡同士の衝突の頻度が増加し、激しい乱流による
気泡の水面への逃げが生じ、酸素の溶解が不十分なもの
となる。水槽の流れ方向に沿った壁面までの距離として
は、幅方向との関係があるものの７〜１８ｍ程度の距離
があることか実用上好ましい。

また、気泡含有流の流れに平行な隔壁がない場合あるい
は隔壁があってもその間隔が５ｍを超える場合には、気
泡含有流の水槽内への拡散は方向性を失い不均一になり
やすく、局部的に散気が不十分な箇所が発生しやすい。

平行な隔壁の間隔は、　０．７〜３ｍ程度であれば流れ
方向の流速が比較的大きくなり、実用上好ましい。

本発明の方法を実施する場合、噴流体発生機１には、気
体としては酸素を含む気体、例えば空気や酸素富加空気
を供給して気泡含有流が形成されるが、液体／気体の混
合比を容積比で１７３程度まで気体を増加させても気泡
含有流中の気泡は含泡することなく微細な状態を保つこ
とができる。液体／気体の混合比は、Ｉ７２ないし１７
３程度の範囲で実施すると微細な気泡を大量に散気でき
るので好ましい。

また、特に本発明の方法においては、気液混合装置へ供
給する液体として水槽内の被処理水を通常用いるが、被
処理原水を用いてもよい。被処理水を気液混合装置に供
給すると、水槽内の好気性生物が凝集して形成されたフ
ロックが、気液混合装置内で微細化されて水槽内へ戻さ
れるので、生物処理がより効率的に実施できる。なお、
気液混合装置へ供給する液体を予め加圧空気で処理して
液体中に酸素を高濃度で溶解させておいてもよい。

気液混合装置から放出される気泡含有流はできるだけ大
きな流速を存することが好ましい。この気液混合装置か
ら放出される気泡含有流中の気泡は極めて細かいものな
ので、上昇速度は遅く整流器内での含泡は生じ難いが、
あまり遅い場合には、水槽全体に対して気泡を均一に分
布させることが困難になるとともに、浮遊物質の部分的
な滞留や底部や隅の部分での沈降性物質の堆積が生じや
すい。したがって、整流器の放出口での気泡含有流を少
なくとも１．５ｍ／分以上の流速で流す必要があり、　
］、８ｍ／分以上の流速で流すことが好ましい。

被処理水の有機汚濁物質の濃度が高い場合や該有機汚濁
物質が生物により分解しにくい場合には、噴流発生機へ
の空気の供給量を増加させ、生物処理槽内への溶解酸素
の量を増加させる条件をとることができる。

また被処理水の有機汚濁物質の濃度は、発生源の種類や
性格によって時間、日、週、月やシーズンにより大幅に
変動する。したがって、低濃度の時と高濃度の時の酸素
の供給量は、生物処理の状況を把握しながら決める必要
がある。

実施の容易性等の観点から生物処理槽での酸素供給量の
変動幅をある範囲内に制限したが有機汚濁物質が高濃度
になると充分処理しきれない場合や、あるいは単に生物
処理槽内への溶解酸素の量を増加させるだけでは有機汚
濁物質を充分処理できない場合には、別途縁曝気槽を設
け、有機汚濁物質を含む被処理水をこの緩曝気禮内で緩
やかな酸素供給と緩やかな撹拌作用の下で処理すること
も可能である。

ここでいう緩やかな酸素供給とは、酸素の溶解効率が高
々　７％程度の散気管を緩曝気槽内に配設し、気泡によ
り酸素を供給すると同時に生物処理槽中で処理の進行に
伴なって発生したフロック（好気性微生物、無機物質、
有機汚濁物質の集合した物）同志を気泡の上昇流によっ
て衝突させ、凝集成長させる作用を発揮するよう供給す
るものである。このようにして酸素を与えながら成長し
たフロックは、水と分離し易いために、簡単な沈澱分離
によって分離することができる。

緩曝気槽における酸素の供給量は、緩曝気槽内の水Ｑ　
１ｍ’に対して０．１〜２ｒｎ′／ｈｒ、より好ましく
は０．６〜１．２ｒｎ’／ｈｒとすることが望ましい。

０．１　ｍ’／ｈｒより少ない場合には、被処理水の性
状によっては生物処理内で繁殖した好気性微生物の活動
能力が低下し、代わって嫌気性微生物が増加し、有機物
の分解処理能力が低下し、水質が悪化する場合も生ずる
。また、　２ｒｎ”／ｈｒ以上の場合には、酸素の水面
からの逃散が多くなり、酸素の供給動力費が無駄となり
、長時間続けるといわゆる過曝気状態となって、フロッ
クの分散が著しく困難となる場合もある。

生物処理槽の処理水や緩曝気檀の処理水中のフロックを
分難除去するために１重力による沈澱分課糟、加圧空気
による加圧浮上槽、濾過機等が利用ができる。沈澱法に
おいては、フロックの凝集分離効果を高めるために凝集
剤や、生物環境状況を改善するための各種の助剤の添加
が可能である。

沈澱法を始めとして機械的に分離したフロックの濃縮集
合物である汚泥には、まだ相当量の好気性微生物が活動
しており、これを生物処理槽に返送し、槽内に分散して
やると、槽内の好気性微生物の濃度が高まり、有機汚濁
物の分解速度、能力の改善が可能である。全体のバラン
スから考えて生物処理槽への汚泥返送量は発生汚泥量、
すなわち分離汚泥量の６０％以下にとどめるのが望まし
い。５０％より多くなると生物処理槽内の汚泥中の無機
物質の濃度が高くなり過ぎ、微細気泡の含泡の促進を招
くので避けるべきである。

返送汚泥は、例えば返送汚泥ポンプにより、気液混合装
置に供給すると、ここで微細化されると同時に生物処理
槽内に均一に分散され、好気性生物処理効果を改溌でき
る。

ｔｔＬＡ機等によって！遇した場合には、濃縮分離した
高濃度液はその中に好気性生物処理に必要な好気性微生
物を多量に含んでいるので、生物処理槽へ戻すか、ある
いはまず気液混合装置に供給してフロックを微細化した
後生物処理槽へ戻すことにより好気性生物処理をより効
率的に実施することができる。

これらの汚泥は生物処理槽内に直接供給しても良いし、
あるいは気液混合装置を利用して供給しても良い。

第１１図は、生物処理槽に他の処理設備を付設した工程
例を示すフローシートで、生物処理システムは、調整Ｍ
！２日、生物処理槽２７、緩曝気槽２Ｂ、やよび沈＆ｉ
槽２９とから構成されている。

調整槽２６は、熱源を配設して温度コントロールをした
り、ｐＨを生物処理に適した範囲にコントロールするた
めに酸やアルカリを必要量供給したり、油脂類を浮上分
離したりするのに用いることかできる。

被処理水中の懸濁物質やｐＨ調整により析出する無機物
類の量が多い場合には、無機凝集剤や高分子凝集剤を添
加することにより凝集フロックとし、加圧浮上分離もし
くは沈降分離する方法を用いることができる。

被処理水は、調整槽２６で必要とする処理を受けた彼、
生物処理！２７へ送られ、好気性生物処理を受けた後、
Ｍ＠気槽２８で緩曝気処理され、次いで沈降分離のため
の沈ｉｌ槽２９に送られる。このような工程を経た処理
水は、微生物を含むフロックの混入の少ない質の良いも
のとなる。

沈降槽２９から排出した汚泥のうち返送分を除いた余剰
汚泥は、脱水機によって含水率を低くし、体積を減少す
ることもできる。返送汚泥は、生物処理槽２７および／
または必要により調整槽２６に送り込んでも良い。

本発明の方法は、食品、化学薬品、鉄鋼、油脂工業等に
おける工業廃水、ビル、学校、病院等から排出される産
業廃水、都市や農村から排出される所謂下水道などの天
然もしくは人工の有機化合物を含む有機性廃水の処理に
用いられるばかりでなく、バイオテクノロジーにおける
各種の液媒の処理、湖沼水の浄化処理等における好気性
生物処理に適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、微細な気泡を含泡を生ずること
なく被処理水全体に対して大量かつ均一に供給できるの
で酸素の溶解効率を極めて高くすることができる。した
がって、効率のよい好気性生物処理ができ、処理能力を
増加させることが可能である。また、気液混合装置への
液体の供給と気体の供給が個々に調整でき、かつ水／空
気の容積比をＩ７２ないし１７３程度まで高めても水中
への気泡の分散性が低下しないので、原水の負荷変動に
応じて必要量に見合った酸素の供給が行うことができ、
また省エネルギー効果も発揮できる。更に、水槽内の被
処理水を気液混合装置に供給して循環させると、被処理
水中の好気性生物のフロックが微細化され、好気性生物
処理の効率がより向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の好気性生物処理方法を実施例に従いより
具体的に説明する。

実施例１ 第９図および第１０図に示した処理設備により、牛乳、
果実ジュース、コーヒー牛乳等のビンの洗浄排水の好気
性生物処理を実施した。この有機性廃水のＢＯＤは８０
０〜１４００ｐｐｍ　、　５５は８６〜１９０ｐｐｍの
範囲で激しく変動していた。

生物処理槽１４は、有効水源６．２ｍ、長さ１２．５ｍ
、幅９．０ｍの水槽であり、この生物処理ｔｆ１８を長
さ１２ｍの隔壁で第９図のように幅２．２ｍの領域が４
個隣接し接続するように仕切った。

生物処理槽１４の各領域の底部には第１図に示した構造
の気液混合装置１８〜２１をそれぞれ設置した。これら
の気液混合装置１８〜２１は、噴流発生機のノズルの内
径が５０ｍｍ、整流器の全長２０００ｍｍ、直管部の長
さｌＱＯＯｍｍ、入口内径４９０ｍｍ、放出口内径２４
０ｍｍの寸法を有するもので、液体として水槽１２内の
被処理水を取水口２２から取水し、吐出水量０．７ｒｎ
’／分、圧力２．１Ｋｇ／ｃｒｎ’　Ｇのポンプ２４で
給水し、気体として空気を気体供給ライン２２により２
．１ｍ’／分の割合で供給し、気泡含有流を放出した。

含泡による気泡の逃散は殆んど無く、微細な気泡の水槽
内への良好な分散が観測された。この時、整流器の放出
口における気泡含有流の流速は０．４ｍ　７秒であり、
水槽内の水深３ｍにおける気泡含有流の放出方向の水流
分布を観測したところ、整流器の放出口８より　３ｍ先
で０．４ｍ／秒、４ｍ先で０．２ｍ／秒、　５ｍ先で０
．０８ｍ　７秒であった。

この処理設備において、以下のような条件で有機性廃水
を処理した。有機性廃水を有機性廃水入口から２５０１
／分の流量で水Ｎｌ１４に供給した。有機性廃水は、ま
ず第１の領域の気泡混合装置１８によって放出された気
泡含有流により散気されると同時に混合撹拌された後、
第２の領域へ送られ、ここでも気液混合装置１９によっ
て散気、撹拌され第３の領域へ送られ、最終的には第４
の領域へ気液混合装置２１から放出された気泡含有流で
処理された後、水槽１４から排出された。

当初、　８００〜１４００ｐｐｍあった有機性廃水のＢ
ＯＤは、最終的には２５ｐｐｍまで低下し、極めて良質
の処理水か得られた。

実施例２．３および比較例１〜８ 魚油加工工場から排出される廃水を気液混合装置を設置
した生物処理槽で処理した。この有機性廃水のＢＯＤは
平均１ｌ１００ｐｐ　、　ＳＳは２２０ｐｐｍで、温度
は２５〜３０℃であった。

生物処理槽は、有効水深３．８ｍ、長さ２５ｍ、幅５ｍ
の寸法を有するもので、仕切り板により、整流器の放出
口８から気泡含有流の流れ方向に向った水槽の壁面まで
の長さを１８ｍ、　１２ｍおよび２ｍの３段階、幅方向
の長さを５ｍ、　２ｍおよび１．５ｍの３段階で仕切り
変化させた。

気液混合装置は実施例１で用いたと同じものを使用した
が、気液混合装置の設置位置は、底部の場合（水深３．
５ｍ　）と、水深１．５ｍの場合とに変化させた。

気液混合装置には、吐出水量１．０５ｒｆ／分、揚程２
５ｍ１ｌのポンプで水槽内の被処理水を送液し、また３
、２Ｎｍ′／分、　０．５にｇ／ｃｒｎ”　Ｇの能力の
ブロアで空気を気体と液体の容積混合比が３７１となる
よう供給して気泡含有流を放出した。

このようにして有機性廃水の好気性生物処理を２０時間
維続した後の処理結果を第１表に示した。

各評価は下記に従った。

（１）　ＢＯＤ　　：　ＪＩＳ　Ｋ−１０２に従い測定
した。

（２）溶存酸素＝Ｄｏメーター（東京電気化学■製）を
使用して測定した。

（３）酸素溶解効率：水槽内の気泡を採取し、この気泡
を集合させて得たガス中の酸素濃度を測定して算出した
。

（４）流速：プロペラ流速計により測定した。

（５）気泡の状況：水面における気泡の泡立ち状態を目
視で評価し、下記の基準で評価した。

「含泡あり」　：水面上に数ｍｍ程度の気泡の破裂が均
一に見られるもの。

「含泡あり」二上記の均一な気泡の破裂以外に２〜３ｃ
ｍ、ときには５〜７ｃｍ程度の大きな気泡の破裂が見ら
れるもの。

「含泡多し」：水面の一箇所以上において、大きな気泡
の破裂が連続的または周期的に見られるもの。

実施例４ 廃水処理設備の全体の工程が第１１図で示され、生物処
理槽が第１０図で示され、気液混合装置としては第４図
に示されるタイプのものを用いたシステムにより、アイ
スクリーム製造工場の廃水処理を実施した。

この有機性廃水のＢＯＤは５０（１〜１４００　ｐｐｍ
、　ＣＯＤは１７０〜２７０　ｐｐｍ、　５５は２９０
〜６２０　ｐｐｍ、　ｎ−ヘキサン抽出物質は９１〜４
１０　ｐｐｍの範囲で激しく変動していた。

工場からの廃水排出量は３００ｒｎ３／日であり、終日
はぼ平均して排出されており、時間当りの排出量は１２
．５ｍ′／ｈｒであった。

調整槽はコンクリート製で、　２．９ｍ　Ｘ　　６．２
ｍ　Ｘ５．０ｍ　（有効水深４．５ｍ　）で容量が８０
．９ｒｎ’のものとした。被処理水は調整槽に１２．５
ｔｎ”／ｈｒの流量て流入し、　６時間強滞留する。こ
の調整槽の底部に５＋＋ｕｎ径の孔を多数あけたパイプ
を張りめぐらし、槽容積ｌゴ当り　ＩＩＴ＋３／ｈｒの
空気を送り、禮内が嫌気性となるのを防ぐと同時に７′
％上性成分、特に油分を分離した。その結果、調整槽出
口のｎ−ヘキサン抽出物質の濃度は平均５０ｐｐ［ａに
低下した。

調整槽の後段に、　１．５ｍφｘ　　２．ｌ３５ｍ　（
容量３、Ｉｒｒｒ’）のポリエチレン製の筒型のｐＨ調
整槽を連設してｐＨの調整を行なった。このｐｉ（調整
槽の滞在時間は１５分で、この糟にはｐ）Ｉ計、ミキサ
ー、分配管等を付設した。

生物処理槽の容量は、ＢＯＤの負荷量から決定した。有
機性廃水の設計ＢＯＤを１０００　ｐｐｍとすると、Ｂ
ＯＯ負荷量ハ３００ｋｇＢＯＤ／日トナル。ＲＯＤ容禎
容性負荷量物処理槽１ｒｒｒ′当りの１日の１３０Ｄｊ
ｌ）を１．３ｋｇ／ｒｎ’・日とおくと、生物処理槽の
必要容量は２３０ｍ’となった。そこで３．７ｍ　ｘ　
１５．Ｏｍ　Ｘ　　５．Ｏｍ（容量２５０ｒｒｒ’　）
の鉄筋コンクリート製の生物処理槽を建設し、　４．５
ｍの水深に気液混合装置を設置した。

また、　３．５ｍＸ　　８．２ｍＸ　５．Ｏｍ　（容ｆ
ｉ９７ｒｎ’）の鉄筋コンクリート製の緩曝気槽を生物
処理槽に連設して建造した。

この結果、被処理水の滞在時間は、生物処理槽では２０
時間、緩曝気槽と生物処理槽の合計で２７．８時間とな
った。

生物処理槽内の空気供給量は、溶解効率を２５％として
、［１００の負荷３００　ｋｇＢＱＤ７日より４３３２
　＃　７日、すなわち３ｒｎ’／ｍｉｎ、と算出した。

また、緩曝気槽については、糟容ｉ　１ｒｎ’当り　１
ｒｎ”　／　ｈ　ｒの空気供給として、槽容量が９７ハ
なので１．６２ｒｎ’／ｍｉｎ、と算出した。

気液混合装置は、第４図の構造のものでノズル内径５０
ｍｍ、整流器の全長２０００ｍｍ、直管部の長さ１１０
００ＩＯ、入口内径４９０ｍｍ　、放出口内径２４０ｍ
ｍの寸法を有するものを用いた。標準の空気供給量はブ
ロアにより１．５Ｎｒｎ’／ｍｉｎ、とした。液体は、
生物処理槽内より取水し、吐出量０　、７　ｒｎ’　／
　０１　ｉ　ｎ　、　、揚程２５ｍ１ｌの５．５ｋＷの
循環ポンプにより供給した。

以上の気液混合装置、循環ポンプを２セツト用意し、第
８図に示した関係になるようにセットした。

緩曝気槽の処理水は、フロックを取り除くと充分透明に
なっていた。ここでの処理水は、フロックを含んだ状態
でオーバーフロ一方式により沈澱槽へ流入させた。

沈澱槽は鉄筋コンクリート製で、寸法は縦横各々　６．
２ｍ、深さ３．０ｍで、実容積が１１５ｒｎ’のものと
した。また一部分、フロックがスカムとして浮上してく
るため、金属製スカム集めのレーキとスカムのピットを
付属設備として配設した。沈澱槽の底部には圧密化した
汚泥を引抜く孔を設け、返送汚泥ポンプによ）て生物処
理槽へ返送できるように配管接続した。ポンプとしては
吐出ｊｌｏ、４５ｒｎ’／ｍｉｎ、揚程１０ｍＨ１動力
２．２ｋＷのスラリーポンプを用いた。

余剰汚泥は２．５１ｆ／ｈｒ能力のへルトプレス型脱水
機で脱水した。

以上のシステムでの有機性廃水の処理結果は以下の通り
であった。

（１）気液混合装置 噴流発生機吐出直後の溶解酸素量　　８　ｐｐｍ（発生
機内溶解） 噴流発生機吐出直後の酸素溶解効率　３１．２％（水槽
内効率） （２）水質（沈澱分離処理後） ［１００１，７〜２．９　ｐｐｍ Ｃ０Ｄ　　　　　　　　　　　　８．９〜１０．０　ｐ
ｐｍ５５　　　　　　　　　　　　２．０〜９．３　ｐ
ｐｍｎ−ヘキサン抽出物質　　〈！、０〜１．５　ｐｐ
ｍ（３）生物処理槽内の微生物の状況 活性汚泥中の生物として、Ｅｐｉｓｊｙｌ　ｉｓ属、（
：ａｒｃｈｅｓｉｕｍ属、輪虫類、Ｅｕｐｌａｔｅｓ属
、Ａｒｃｅｌ　ｌａ属等が多数発見され、良好で多少曝
気過剰気味なくらいに活動していた。

以上から明らかなように、本発明の好気性生物処理シス
テムは極めて良好な処理機能を有していることが明らか
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は、本発明の方法に用いる気液混合
装置の例を示す断面図であり、第８図および第９図は、
本発明の方法に従い生物処理槽を隔壁で幾つかの領域に
仕切った様子を示す模式！ド面図であり、第１０図は、
第９図の生物処理槽の模武断面図である。第１１図は、
生物処理槽に、更に調整槽、緩曝気槽等を組合わせた処
理工程を示すフローチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）気体と液体とを混在状態でノズルより噴出させる噴
   流発生機と、ノズルから噴出した気泡含有流を周辺水と
   混合して放出口から放出する管状の整流器とを有してな
   る気液混合装置であって、該噴流発生機は、液体入口、
   気体入口、外部ノズルおよび内部ノズルを有し、液体入
   口は内部ノズルを介して噴流発生機の内部と連通してお
   り、該整流器はその入口から放出口ヘ向け少なくとも途
   中まで内径が減少するような管形状を有し、外部ノズル
   と整流器とがほぼ同軸上で外部ノズルの先端が整流器の
   入口の近傍に位置するよう配置されてなる気液混合装置
   を、水槽内の少なくとも水深２ｍの位置であって、整流
   器の放出口から気泡含有流の流れ方向に向った水槽の壁
   面までに３ｍ以上の距離をもち、かつ放出口から放出さ
   れる気泡含有流にほぼ平行で５ｍ以下の間隔の領域を形
   成するよう隔壁を配設して気液混合装置が該領域のほぼ
   中央に位置するよう配置し、かつ該放出口での気泡含有
   流の流速が１．５ｍ／分以上となるよう気泡含有流を放
   出して水槽内の被処理水を好気性生物処理する方法。 ２）外部ノズルの内径をＡ、整流器の放出口の内径をＢ
   としたとき、Ａ／Ｂが０．１〜０．５であり、整流器の
   全長Ｌが２０Ａ〜１００Ａである気液混合装置を使用す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）前記噴流発生機の液体入口へ水槽内の被処理水を供
   給して気泡含有流を形成する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ４）水槽内の被処理水を一旦緩曝気槽で該緩曝気槽内の
   水量１ｍ＾３当り０．６〜１．２ｍ＾３／ｈｒの気体供
   給量で曝気処理した後、該被処理水から分離した汚泥の
   多くとも６０％を水槽内に供給する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ５）水槽内に供給する前記汚泥を気液供給装置を経由し
   て供給する特許請求の範囲第１項記載の方法。