JPS63171697A - 汚水浄化装置 - Google Patents

汚水浄化装置

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JPS63171697A
JPS63171697A JP62249095A JP24909587A JPS63171697A JP S63171697 A JPS63171697 A JP S63171697A JP 62249095 A JP62249095 A JP 62249095A JP 24909587 A JP24909587 A JP 24909587A JP S63171697 A JPS63171697 A JP S63171697A
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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】 本発明は、特に都市下水、工業廃水のごとき汚水の処理
、またときには上水を飲料水にする処理において生１勿
学的処理分用いる水浄化方法に係る。
例えば水の生物予約処理においては、細菌、酵母、原生
動物、後生動物のごとき種々の微生物を３むＮ　Ｒ１状
態又は固定状態の浄化用バイオマスの作用によって有機
不純物の濃度を低下させる。遊離バイオマスを用いる活
性汚泥法においては、バイオマスの濃縮を沈降によって
行なうので、沈降し難い種々の微生物を大幅に濃縮する
ことはできない。従ってかかる方法では、ＣＯＤ　＜生
化学的酸素要求量）及びＣＯＤ　（化学的酸素要求ｆｆ
１）の処理可能量（ｃｈａｒ）（ｅ　ａｐｐｌ　１ｃａ
ｂｌｅ）が制限される。固定状態のバイオマスシステム
においては、（細菌による）バイオマスの濃縮は支持体
に対する付着によって行なわれる。この場合には沈降適
性は重要基準でなく、従来の方法に比較してはるかに優
れた浄化能力をもつ。
本発明は、生物リアクター自体の内部に生成される余剰
汚泥と処理すべき汚水中に存在する懸濁物質とを１呆持
するための一過機能を果たす生物リアクター内で、固定
状態のバイオマスを用いる生物学的浄化方法、好ましく
は、粒状固定床に固定されたバイオマスを用いる方法に
係る。蓄積した余剰汚泥と懸濁物質とを除去するために
リアクターは定期的に洗浄される。
この固定状態バイオマスの浄化原理に基づく最も性能の
よい方法は、所謂ｒ　［１１ｏｃａｒｂｏｎｃ　Ｊ　（
登録商標）方法である。この方法は出願人が開発した方
法であり、処理すべき水を］二から下にパーコレ−１へ
して粒状ｐ材の浸漬固定床を通過させ、濾床の中間レベ
ルに酸素添加ガス流を吹き込むことを主特徴とする。こ
の方法では水の流量、酸素添加ガスの流量、ｆ床の種類
及び構造、除去すべき汚染量等について極めて厳重な臨
界条件な維持する必要がある（例えばフランス特許第７
６．２１２４６号（公開第２３５８３６２号）及びフラ
ンス特許第７８．３０２８２号（公開＊第２４３９７４
９号）及び夫々の対応外国出願参照）。
本発明の目的の１つは、上記方法に基づいて発想され、
粒状マス中で通気フィルタを用い、予備−次沈降処理を
要せずに未処理廃水を簡単な選別（ｄｃｇｒｉｌｌａＨ
ｅ）処理後に直接処理し得る方法を提供することである
。
以下の記載より明らかにされるであろう本発明の別の目
的は、エアレーション用酸素添加ガスの節約とフィルタ
洗浄水の所要量の節約とを達成し、しかも汚染率（ｃｈ
ａｒＢ　ｄｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ）の高い水、例えば
毎日濾床１鞘３当たりＣＯＤ１５ｋｇ以上の水を高い効
率で処理し得る方法を提供することである。
本発明方法の基本的特徴によれば、浄化処理は単一リア
クターにおいて行なわれ、処理すべき水が該リアクター
内の粒状材料マス（即ち濾床）を下から上に通過し濾床
の２つの連続領域即ち嫌気性第１ゾーンと第１ゾーン上
方の好気性第２ゾーンとを順次通過する。該第２ゾーン
にはエアレーション用酸素添加ガスが噴射される。
以下の記載において、「嫌気性」ゾーンなる用語は遊離
酸素がなく、硝酸塩が除去された処理すべき水が放流に
よって供給される領域を意味する。
放流中に含まれた炭化水素分子がこのゾーンで脂肪酸に
変換されるときはこのゾーンは「酸発生ゾーン」とも指
体される。
公知の６゛（末技１４？を入念に検討すると、１つ又は
複数の固定床に水を上昇流として注入する、濾床の複数
の場所から空気を導入する、濾過のために嫌気性ゾーン
を使用する、笠の措置を用いる方法又はそれらの変形が
記載されてはいるが、本発明で開示した臨界的な処理パ
ラメータ及び処理フェーズは全く教示されていない。
上記のごとき炉殻方法の好ましい実施態様によれば、粒
状材料床は多層型であり、ＪΔの粒度は下から上に向か
って漸減する０例えば好ましい非限定具体例によれば、
ｒ材は下から上に向かって粒度２０−６０ｍｍで高さ１
５ｃｍ以上の第１層（例えば小石）と、粒度６〜１０ｍ
ｍで高さ４０ｃｍ以上の第２層と、粒度１〜４ｍｍで高
さ５０ｃｓ＋以上の上層とを順次存する。前記のごとき
小石（又はその他の）支持体以外にもｐ材は、片岩、粘
土、活性炭、砂、発泡プラスチック材料のごとき物質又
はその混合物のいずれかから構成され得る。これらの物
質（又はその−・部）の密度は水の密度より大きくても
よく又は小さくてもよい。
実際には、例えば前記のごとき３層を使用するときの層
の平均高さは、リアクターの高さが約３．５伯の場合、
下部層は２５〜４０ｃ転中間層は６５〜８５　ｃ　＋ｎ
及び微細上部層は６０ｃｍ〜２…の範囲の値から選択さ
れ得る。
前記のごとき粒度勾配を用いる場合、処理が順調に進行
するなめには一般に、下部層として選択された粒子間の
間隙に上部層の粒子が侵入してはならない。従って、本
発明によれば、固定床での浄化中に異なる粒状材料層間
の混合が生じることなく重層する２つの生物集団が維持
され、好気性媒体及び嫌気性媒体に夫々特有の異なる効
果が相補的浄化効果として作用する。
本発明によれば、酸発生ゾーンとも指体される嫌気性下
部ゾーンで予備濾過が行なわれ、未処理水の複合有機物
が揮発性脂肪酸に変換されるので種々の利点が得られる
。代表的な利点を以下に列挙する。
一浄化が終了する好気性上部ゾーンでの通気濾過に必要
な酸素供給量がかなり節約できる。
−最初のＣＯＤ量が４０〜５０％程度（重量で）の減少
を示しまた懸濁物質の沈着効率がよい。
−酸発生ゾーンで有機汚染物を予め変換するので通気濾
過ゾーンでの生物酸化反応が実質的に促進される。本発
明によれば１つのりアクタ−内で上下に重層された完全
に別々の２つのゾーンにおいて２つの生物−過が順次行
なわれるので、前記のごとく例えば毎日濾床Ｌｍ’当た
りＣ０Ｄ３０ｋｙにも及ぶ極めて高い汚染導入Ｑ　（ｃ
ｈａｒｇｅ　ａｐｐｌｉｑｕａ’ｅ）の処理が可能であ
る。
これに関しては、簡単な嫌気性処理に従来から使用され
ているメタン発生細菌によるメタン化（脂肪酸をメタン
に変換）の最終段階の全部又は一部に代えて、好気性浄
化及び脂肪酸とより簡単な有（幾分子とのＣＯ２への変
換が行なわれることが理解されよう。
本発明によれば、例えば任意に酸素が富化された空気か
ら成る酸素添加ガスが、嫌気性ゾーンの上限として選択
されたレベルに噴射される。実際には、前記多層濾床の
場合、噴射位置は実質的に粒状床の全体の高さの下から
１／３又は１／２に対応する。ガス流が連続流のとき、
この空気の速度は一般に５〜４０　＋ｎ　７時に維持さ
れる。この空気は一方では好気性上部ゾーンの複数の場
所に分配され、他方では処理すべき水の汚染の程度に従
って当業者が還択したタイミングで間欠的に噴射される
。実際には、空気の旦は一般に、処理されるＢＯＤｌに
、当たり１０〜４０８ｍ’／時である。更に、本発明方
法の変形具体例においては、処理済みの放流中のリンの
割合を所望に応じて減少させるために、ｒ床の下部から
余剰バイオマス念排出するパージの直前に酸素添加ガス
を間欠的に供給してもよい。
本発明によって処理された水は一般に、リアクター上部
のオーバーフローから排出される。しかしながら、処理
済みの水の少なくとも一部を濾床の上端よりやや下方の
レベルから取り出してもよい。
フィルタの洗浄は一般に、空気と水とを同時に（２５〜
Ｌｏｏｍ／時の速度で）供給して洗浄し、次に速度２０
〜１２０ｓ＋／時の水だけで洗浄することによって行な
われる９更に、処理中に濾床の下部層に沈着したバイオ
マスの一部をｆ床に含まれた水を上から下に放出するこ
とによって自動的（ｐｒｏｇｒａｍｍｅ）に除去し、処
理すべき汚水の汚染量に応じた１ｄｔ１！４量の活性バ
イオマスをフィルタ内に維持することが重要である。
ある場合には、未処理水を２つの濾過ゾーンに上昇流と
して導入する前に少量の凝結剤を添加するのが有利であ
る。硫酸アルミニウム、第二鉄塩、有機ポリマー等のご
とき公知の注意の物資を凝結剤として使用し得る。
処理の別の詳細及び処理パラメータは、方法及び装置の
実施例及び具体例に関する非限定的な以下の記載より明
らかであろう。
及１１ 多数の実験を行なった。その代表例を以下に説明する。
これらの実験では、直径４５ｃｎ＋及び高さ約３．６Ｏ
ｎ＋の管状パイロットリアクターを使用した。
該リアクターの概略図を添付図面に示す。
粒状濾床は、支持格子１の上に直径３０〜４０ｍｍ及び
高さ約３０ｃｍの小石から成る第１層へと直径６〜８Ｉ
ＩＩ＋６及び高さ約７０ｃｏ＋の砂利から成る第２Ｎ１
Ｂと粒径２〜５ｍｍ及び高さ約１＋ａの発泡片岩から成
る第３ＮＪＣとが下から順次重層されて構成されている
。
酸素添加ガス、この場ご空気は、嫌気性ゾーンＸの上限
として決定されたレベルに多孔ラケッＩ−２によって供
給された。好気性ゾーンＹは勿論ラケット２の上方に位
置している。この場合、リアクターの底部１から約１糟
の高さの粒状第３層Ｃの下部に空気を噴射した。
処理すべき水の放流はパイプ３を介してリアクターの下
部から上昇流として導入された。浄１ヒ済みの水は、リ
アクターの上部のオーバーフロー４から排出されるか又
は変形例によれば片岩層Ｃの上端のやや下方に配置した
パイプ５がら排出された。Ｐ床の洗浄水はバイブロがら
供給され、またパイプ７は、バイオマスの一部を除去す
るためにｒ床に含まれた水を上から下に定期的に放流す
る。
（＾）第１試験シリーズでは、ふるいに通し砂を除去し
た後に（パイプ３から導入された）都市下水を処理した
。処理される水は以下の特性値を有していた。
ＣＯＤ　：５５０〜６５０ｚｇ／ｌ ［＋００　二２００〜２５０１圓＋ｇ／（ＩＭＥＳ：２
５０〜３５０ｙｙ＃（ＦＪ濁物買）以下の一般処理条件
を使用した。
一処理すべき水の上昇速度：２ｍ／時 −矢印８からの空気噴射速度：６〜９ｔａ／時−汚染導
入ｊｌＥ：毎日材料１ｉ当たりＣ００１４ｋｇ−約６時
間毎にｒ床の上から下に向がって４〜５秒間放水（パー
ジ）、これは浄化済みの水の生産量の約１％に相当した
。
一部４８時間毎に速度約４０ｍ／時の空気と約８０　ｍ
　７時の水、及び約８０ｍ／時の水の上昇流を順次用い
てｒ床を洗浄した。洗浄の合計時間は約１０分間であっ
た。
本発明方法によって未処理水を上記のごとく処理すると
、ＣＯＤが８０Ｂ７ｊ）まで低下しＭＥＳが２５Ｂ／ｊ
まで低下した浄水が得られた。
幾つかの試験ては変形例として矢印９で示す高さに第２
の空気ラケットを挿入し、幾つかの場合には結果の多少
の改良が得られることを確認した。
表１は前記のごとき処理によって嫌気性ゾーンＸだけで
得られた結果を示す、この表のすべての数値はｘｇＮｌ
を示す。
Ｋ１ 未処理水　嫌気性ゾーンをでた水 （酸発生ゾーン） 総ＣＯＤ　　　　　５５０　　　　　３３０溶解ＣＯＤ
　　　　２８０　　　　　２３０ＭＥＳ　　　　　　２
６０　　　　　　９０（ＮＨｉの）Ｎ　　　　　４２　
　　　　　４５総Ｐ　　　　　　　１１　　　　　　１
０．８オルトリン酸塩　　　　　　　８．５　　　　　
　　　　　１２．９揮発性脂肪酸　１２５５ 嫌気性ゾーンでエアレージョンのエネルギ消費を伴うこ
となく：　ＣＯＤの約４０％、ＭＥＳの６５％が既に除
去されていることが判明したく一次沈降処理では最高で
も除去率５０％である）、更に、有機窒素の無機化作用
によってアンモニアがやや増加し、総リンのうちのオル
１−リン酸塩の割合が増加した。
特に、有１３汚染物のかなりの割合が揮発性脂肪酸に変
換された。
（Ｂ）別の実験シリーズでは、Ｎ１１３の簡単な硝化に
よってアンモニアの窒素を同時に処理することを目的と
した。
図示のりアクタ−を用い、同タイプの粒状床でｆ床の高
さを（先の実施例の２ｍの代わりに）３ｍにし、（ＭＸ
　＃ＪＩｌ第３ＫＪを先の１ｍの代わりに２ｍにした。
実施例１と同じ一般条件を用いた。
一未処理水中のＣＯＤ　：６００ｚｇ／ｆ！−（８１１
，の）Ｎ：３０ａｇ＃ 一未処理水の上昇速度：２ｍ／時 一うゲットに対する供給空気の速度：１７ｍ１時処理済
みの水は以下の特性値を有していた。
ＣＯＤ　：６０ｘｙ／ｆｌ （ＮＨ，の）Ｎ：５ｚり／１ （ＮＯｌの）Ｎ：１４ｚｆＩ／ρ。
【図面の簡単な説明】
図は、実施例で使用されたパイロットリアクターの概略
図である。 １・・・・・・支持格子、２・・・・・・多孔ラケット
、３・・・・・・汚水導入パイプ、４・・・・・・オー
バーフロー。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）浸漬固定床の形態の粒状材料床において少なくと
    も部分的なバイオマスのエアレーションを伴うことを基
    本とする生物学的処理を用いる汚水浄化方法において、
    処理すべき水を単一リアクターの下部から上昇流として
    導入し、嫌気性第１ゾーンと第１ゾーン上方の好気性第
    ２ゾーンとを順次に含む粒状材料マスに通過させる工程
    を含み、前記第２ゾーンに酸素添加ガスを噴射すること
    を特徴とする方法。
  2. （２）粒状材料マスが下から上に向かって漸減する粒度
    をもつ複数層濾床から成ることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）濾床が、下から上に向かって、粒度２０〜６０ｍ
    ｍで高さ１５ｃｍ以上の第１層、粒度６〜１０ｍｍで高
    さ４０ｃｍ以上の第２層、粒度１〜４ｍｍで高さ５０ｃ
    ｍ以上の第３層を順次に含むことを特徴とする特許請求
    の範囲第２項に記載の方法。
  4. （４）嫌気性層即ち酸素欠乏層の上方の１つ又は複数の
    場所に酸素添加ガスを連続的又は間欠的に噴射すること
    を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の方法。
  5. （５）粒状材料が、支持体として機能する下部小石層（
    ２０〜４０ｃｍ）に加えて更に、片岩、粘土、活性炭、
    砂、発泡プラスチック材料から成るグループから選択さ
    れた少なくとも１種類の物質を含み、これら物質の密度
    は水の密度より大きくてもよく又は小さくてもよいこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれ
    か一項に記載の方法。
  6. （６）処理済みの水が上部オーバーフロー又は濾床の上
    端のやや下方のレベルから排出されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載
    の方法。
  7. （７）処理中に、導入される汚染量（ＣＯＤ）と活性バ
    イオマスとの最適比を得るために、濾床に含まれた水を
    上から下に向かって急激に放流することによって余剰バ
    イオマスを除去することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第６項のいずれか一項に記載の方法。
  8. （８）処理すべき汚水のリン濃度を低減するために酸素
    添加ガスを濾床の下部に間欠的に供給することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に
    記載の方法。
  9. （９）処理すべき水をリアクターに上昇流として導入す
    る前に凝結剤を添加することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第８項のいずれか一項に記載の方法。
  10. （１０）速度２５〜１００ｍ／時の空気流及び水流によ
    る洗浄と速度２０〜１２０ｍ／時の浄水による最終洗浄
    とを定期的に行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第９項のいずれか一項に記載の方法。
JP62249095A 1986-10-01 1987-10-01 汚水浄化装置 Granted JPS63171697A (ja)

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FR8613675 1986-10-01

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JPH0450880B2 JPH0450880B2 (ja) 1992-08-17

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US (1) US4800021A (ja)
EP (1) EP0265303B1 (ja)
JP (1) JPS63171697A (ja)
CA (1) CA1326078C (ja)
DE (1) DE3761970D1 (ja)
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