JPS63232892A - 浸漬濾床法生物学的処理装置の洗浄方法 - 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、有機物及び／又は窒素成分を含む被処理水を
生物学的に処理する浸漬濾床法生物学的処理装置に関す
るものである。

〈従来の技術〉 従来から廃水等の被処理水中に含まれる有機物（ＢＯＤ
又はＣ０Ｄ）の除去、あるいは窒素成分（Ｎ　Ｈａ　　
Ｎ　ＳＮ　Ｏ３−Ｎなど）の硝化又は脱窒を行う生物学
的処理装置の一つとして運転管理が容易で任意の除去率
が得られる浸涜濾床法処理装置（以下、浸漬濾床装置と
いう）が広く使用されている。当該浸漬濾床装置は砂利
、砕石、ラシヒリング、網状体等からなる充填材層の上
部又は下部から有機物及び／又は窒素成分を含む被処理
水を流入し、前記充填材層に着生した微生物（好気性微
生物又は嫌気性微生物）の働きによって被処理水中の有
機物を生物学的に分解除去したり、あるいは窒素成分を
生物学的に硝化又は脱窒したりするもので、いわゆる浮
遊式の生物処理装置に比べて槽内の微生物濃度を相当程
度高く出来、従って有機物あるいは窒素成分の高負荷処
理が可能であるという特長を有している。

しかしながら、このような浸漬濾床装置においては、被
処理水の処理を継続すると微生物の肥大化、被処理水中
の懸濁物質の堆積等により充填材層が目詰まりを起こし
、所定の通水量が確保出来なくなったり、好気性微生物
処理の場合は微生物の嫌気化が起こったりして処理水質
が悪化することとなるので定期的に充填材層の下部から
洗浄水及び／又は洗浄気体を流入して充填材層の目詰ま
りを解消する、いわゆる洗浄操作を行っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような浸漬濾床装置における充填材層の洗浄に際し
、洗浄効果を高めようとすれば、洗浄時に充填材層を円
滑に流動化させ、充填材を互いに離隔させることが必要
であるが、従来の浸漬濾床装置においては充填材として
天然砂利又は砕石等、比重の大きなもので、かつ少しで
も目詰まりを起こしにくくするために径の大きな（１０
〜３ｏ鶴程度）充填材が使用される場合がほとんどであ
るから、充填材層を流動化させるためには相当大きな流
速の水及び／又は空気が必要であり、そのため大きな動
力を必要とするという問題点があるとともに、往々にし
てその洗浄効果が不充分となる′欠点を有していた。更
に、このように大きな流速の水及び／又は空気を用いて
洗浄を行った場合には、充填材表面に着生している微生
物の過剰剥離が生じ、洗浄直後の通水処理における処理
水質が一時的に悪化するという問題点もある。

本発明は、従来の浸漬濾床装置におけるかかる問題点を
解決するもので、充填材層が目詰まりを起こした場合の
洗浄に要する動力を少なくすることが出来るとともに、
洗浄直後の通水処理における一時的な処理水質の悪化を
極力防ぎ、処理水質を安定化させることが出来る浸漬濾
床装置を提供することを目的とするものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、好気性微生物又は嫌気性微生物をその表面に
着生させた充填材を槽内に充填して充填材層を形成し、
当該充填材層に有機物及び／又は窒素成分を含む被処理
水を流入して前記好気性微生物又は嫌気性微生物の働き
によって、被処理水中゛の有機物の除去あるいは窒素成
分の硝化、脱窒を行う浸漬濾床装置に関するもので、前
記充填材層を形成する充填材として、被処理水中で７浮
上しかつ比重が０．９以上のものと、被処理水中で沈降
しかつ比重が１．１以下のものとの２種類の粒状物を混
合した充填材を使用することを特徴とするものである。

以下に本発明の実施態様の一例を図面を用いて詳細に説
明する。

図面は、好気性微生物を用いた浸漬濾床装置であって、
被処理水を充填材層内に上向流で流過させる構成とした
装置に本発明を適用した例を示す縦断面説明図であり、
断面が円形又は矩形の槽１の下部に多数の開口又はスリ
ットを有する床板２を設けるとともに槽ｌの上部に多数
のスリットを有するコレクター（集水機構）３を複数本
付設し、当該床板２と当該コレクター３との間の槽１内
に充填材４を充填する。当該充填材４は、被処理水中で
浮上しかつ比重が０．９以上のものと、被処理水中で沈
みかつ比重が１．１以下のものとの２種類の粒状物を混
合したもので、槽１内水中では図面に示す如く、水中で
浮上する充填材４Ａからなる浮上充填材層５及び水中で
沈降する充填材４Ｂからなる沈降充填材層６を形成する
。また、再充填材Ｎ５及び６の間には、洗浄を行った際
に充填材４が円滑に流動出来る程度の空所７を設けてお
く。

なお、以下の説明では、浮上充填材層５、沈降充填材層
６、及び当該空所７の全体をまとめて充填層部８という
。又、床板２の下部に原水管９及び洗浄水管１０に連通
ずる多数の穴を穿った散水管１１、及び空気管１２に連
通ずる多数の穴を穿った散気管１３をそれぞれ多数本埋
設し、更にコレクター３には出口管１４を接続する。

本発明に使用する充填材４には、例えば天然石を粉砕し
たものを比重を調整して造粒、焼成した多孔性の人工石
あるいは比重を調整して造粒、焼成した粒状の煉瓦等で
、粒径が１５〜３０ｍｍ程度のものを使用するのが望ま
しい。当該充填材４の形状は粒状物であれば他は特に限
定しないが、充填材４相互間の適度の空隙率の保持、洗
浄時における充填材４の円滑な流動を行うためにはほぼ
球形であることが望ましく、かつ目詰まりを少なくする
ために、その表面が滑面状で凹凸部がないものが望まし
い。

く作用〉 図面に示した浸漬濾床装置により、例えば有機物あるい
はＮＨ４−Ｎを含む被処理水を処理するには、原水管９
を介して散水管１１の穴より被処理水を流入して被処理
水を充填層部８内に上向流で流過させるとともに、空気
管１２を介して散気管１３の穴より空気を流入する。こ
のようにすると沈降充填材層５及び浮上充填材層６に着
生した好気性微生物の働きにより、被処理水中の有機物
の生物学的酸化分解あるいはＮ　Ｈ４−Ｎの生物学的硝
化を行うことが出来、処理水をコレクター３のスリット
から集水して出口管１４より得ることが出来る。なお、
コレクター３に代えて、多数の開口を有する押さえ板（
例えば金網）を槽１内に横設するとともに当該押さえ板
の上方に出口管１４を設けた構造としてもよい。

このような処理を続行するうちに、好気性微生物の肥大
化及び被処理水中のＳＳの若干の堆積により充填層部８
が目詰まりを起こすので、定期的に洗浄を行うが、本発
明においては洗浄を、比較的ゆるやかな洗浄条件で行う
充填層部８の部分的な洗浄（以下通常洗浄という）と、
比較的激しい洗浄条件で行う充填層部８全体の洗浄（以
下特別洗浄という）との２種類の方法で実施し、胃洗浄
方法を組み合わせることによって充填層部８の目詰まり
を効果的に解消するとともに洗浄後の通水処理における
処理水質の一時的な悪化を極力防止することが出来る。

すなわち、浸漬濾床装置における微生物の肥大化は、被
処理水が流入する側の充填材層、図面においては槽１下
部に形成されている沈降充填材層６内で激しく、一方、
流出側、図面においては槽１上部の浮上充填材層５内で
は肥大化の速度が遅いという特性がある。従って、通常
の洗浄においては前記通水処理を中断した後、洗浄木管
１０を介して散水管１１より洗浄水を通常処理時の通水
量の３〜６倍程度の流量で充填層部８内に流入し、一方
、散気管９からは空気を空気管８を介して通常処理時の
通気量のまま流入して５〜２０分間洗浄を行い、この時
には槽１白下部の、微生物の肥大化が顕著な沈降充填材
層６の洗浄を主として行う。これが前述の通常洗浄であ
る。この際、沈降充填材Ｎ６を形成している充填材４Ｂ
は、前述の如くその比重が１．１以下で、槽１内の水の
比重に近く、洗浄水及び空気の上昇流により容易に浮上
し、充填材４Ｂは互いに離隔して沈降充填材層６はゆる
やかな流動を起こす。当該流動による充填材４Ｂ相互の
軽度の衝突によって充填材４Ｂの表面に着生した余剰の
好気性微生物を剥離させることが出来、剥離した微生物
は沈降充填材層６の上方に追い出され、当該充填材層６
の目詰まりは大部分解消する。更に、剥離した微生物は
当該空気と洗浄水との混合流によって細かく破砕されて
槽１内を上昇し、浮上充填材層５に達するが、当該充填
材層５を形成している充填材４Ａは前述の如く、その粒
径が１５〜３０ｍ程度と比較的大きなものを使用するの
で、剥離した微生物は一部当該充填材層５に捕捉される
ものの、大部分は当該充填材層５の間隙を通過してコレ
クター３に達し、出口管１４を経て系外に排出される。

従って、当該洗浄により浮上充填材層５が急激に目詰ま
りするようなことはない。

この際、浮上充填材層５を形成していζ、被処理水中で
浮上する充填材４Ａはその浮力によってほとんど流動す
ることがなく、当該充填材４Ａに着生している微生物は
ほとんど剥離しない。従って、充填材層全体を流動化さ
せて洗浄を行う従来の浸漬濾床装置に比べて洗浄後の槽
内微生物保有量を高く維持することが出来、よって洗浄
直後の通水処理における処理水質の一時的な悪化を防ぐ
ことが出来る。

上述のような通常洗浄を定期的に行うことにより、微生
物の肥大化の激しい、従って目詰まりを起こし易い沈降
充填材層６の目詰まりを解消することが出来るが、この
ような洗浄を定期的に繰り返すうちに、槽１内の上部に
形成した浮上充填材層５内でも微生物の肥大化が進行し
、また、前記通常洗浄によって剥離した微生物の一部が
浮上充填材層５内で捕捉されることにより、遂には浮上
充填材層５も目詰まりを起こすこととなる。従ってこの
場合には、充填層部８全体を流動化させる洗浄方法、す
なわち、前述の特別洗浄を行う。当該特別洗浄は、以下
のような方法で行うのが最も効果的である。すなわち、
通水処理を中断した後、先ず空気管１２を介して散気管
１３より洗浄空気のみを通常処理時の３〜６倍程度の流
量で３〜１５分間流入し、当該洗浄空気の上昇流により
、槽１内に沈降している充填材４Ｂを互いに離隔せしめ
るとともに沈降充填材１６を流動化させるが、この時、
本発明においては当該洗浄空気の上昇流によって浮上充
填材層５をも流動化させることが出来る。というのは、
当該洗浄空気の上昇流がもたらすエアリフト効果によっ
て槽１内に循環流が生じ、浮上充填材層５に下向きの流
れが作用することとなり、一方、浮上充填材層５を形成
している充填材４Ａは、被処理水中で浮上するものでは
あっても、その比重が０．９以上のも″ので、槽１内の
水の比重に近く、浮力がそれほど大きくないので、前記
下向きの流れによって、浮上充填材層５を容易に流動化
させることが出来る。なお、当該充填材４Ａの比重を０
．９未満としたのでは、浮力が大き過ぎてエアリフト効
果によって流動化させることが難しくなり、好ましくな
い。

前記洗浄空気のみの洗浄により、再充填材層５及び６を
流動化させるとともに充填材４を互いに衝突せしめ、充
填材４間に堆積した若干のＳＳを浮遊状態にするととも
に充填材４の表面に着生した余剰の好気性微生物を剥離
する。次いで洗浄空気を流入させたまま、あるいは洗浄
空気の流入を一旦停止した後、再び散気管１３より洗浄
空気を流入し、同時に洗浄水を洗浄水管１０を介して散
水管１１より通常処理時の３〜６倍程度の流量で流入し
、洗浄空気と洗浄水との同時流入による洗浄を５〜２０
分間行って当該混合流体の上昇流によって前記洗浄空気
のみの場合と同じような作用を生せしめるとともに、浮
遊状態としたＳＳ及び剥離した微生物を洗浄水の流入に
よって充填層部８から違い出し、コレクター３を介して
出口管１４より糸外に排出する。以上のように、当該特
別洗浄においては、はじめに洗浄空気単独の洗浄工程、
次いで洗浄空気及び洗浄水併用の洗浄工程を設けること
により、充填材４間に堆積した若干のＳＳの浮遊化、充
填材４の表面からの余剰の好気性微生物の剥離、充填層
部８からのＳＳ及び好気性微生物の追い出しを効果的に
行うことが出来、また洗浄空気単独の洗浄工程を設ける
ことにより、洗浄水の大幅な節減を行うことが出来る。

なお、当該特別洗浄においては、洗浄空気単独の洗浄を
行う前に、予め槽１内の水を、槽１の下部に付設した水
抜き管（図示せず）により引き抜いて、その水位を沈降
充填材層６の上面よりやや下の位置まで下降させ、その
後散水管１１より洗浄水を流入して槽１内の水位を再び
コレクター３の位置まで上昇させ、しかる後に洗浄空気
単独の洗浄を行うようにすると、より一層効果的な洗浄
が行える。

というのは、槽１内の水位の上下動に追随して浮上充填
材層５も空所７に相当する距離だけ上下動し、この間に
浮上充填材層５がほぐれて、当該層５を形成している充
填材４Ａを互いに離隔させることが出来るからである。

特別洗浄においては、充填層部８全体を流動化させて洗
浄するので、前述の如く充填材４表面に着生した好気性
微生物の過剰剥離が生じる恐れがあり、従って当該洗浄
直後の通水処理において一時的に処理水質が悪化する場
合もあるが、本発明においては、通常は洗浄直後の処理
水質の悪化が少ない前述の通常洗浄を実施し、これを数
回繰り返した後に、前記特別洗浄を一度行うようにすれ
ばよく、従って毎回当該特別洗浄と同様な強力な洗浄を
必要とする従来の浸漬濾床装置に比べて、処理水質を飛
躍的に安定させることが出来、かつ洗浄に要するエネル
ギーを従来より低下させることが出来る。

本発明において使用する充填材４は、被処理水中で浮上
しかつ比重が０．９以上のもの（充填材４Ａ）と、被処
理水中で沈降しかつ比重が１．１以下のものく充填材４
Ｂ）とを混合したもので、被処理水中で浮上するもので
あってもその比重が０．９未満のものは、前述の如く浮
力が大き過ぎて洗浄時に流動化させることが難しく、又
、沈降するものであっても比重カ月、１を超えるものは
重過ぎてやはり流動化させるのに大きな動力を必要とす
るので好ましくない。なお、混合するそれぞれの充填材
４Ａ、４Ｂは上記条件を満たすものであればいかなるも
のでもよく、単一比重のものであっても、一定の比重幅
をもったものであってもどちらでもよい。

又、被処理水中で浮上する充填材４Ａと、被処理水中で
沈降する充填材４Ｂとの混合割合は、被処理水中で浮上
するものが３０〜７０％、被処理水中で沈降するものが
７０〜３０％となるように混合するのがよく、望ましく
はそれぞれの充填材を半々に混合して充填するのがよい
。このような混合割合とすることにより、充填材層の効
果的な洗浄が行え、かつ、洗浄直後の通水処理における
処理水質の一時的な悪化を極力少なくできる浸漬濾床装
置を得ることが出来る。

上述の実施態様においては被処理水を充填材層内に上向
流で流過させる構成としたが、本発明は被処理水を下向
流で流過させる構成とすることも可能である。

以上、好気性微生物を用いた浸漬濾床装置に本発明を適
用した一例を説明したが、嫌気性微生物を用いた浸漬濾
床装置、例えば嫌気性醗酵装置に本発明を適用した場合
も、槽１の上部を密閉して発生するガスを集め、その集
めたガスを空気の代わりに散気管１３の穴より流入する
以外は好気性微生物を用いた浸漬濾床装置と同じである
ので、詳細な説明は省略する。

く効果〉 以上説明した如く、本発明においては浸漬濾床装置の充
填材として、被処理水中で浮上しかつ比重が０．９以上
のものと、被処理水中で沈降しかつ比重が１．１以下の
ものとの、いずれも槽内の水の比重に近い２種類の粒状
物を混合した充填材を使用するので、洗浄において、充
填材を流動化させるための水あるいは空気の流量が少な
くてよく省エネルギー的である。更に、当該充填材は槽
内において浮上充填材層と沈降充填材層とを別個に形成
するので、通常の洗浄においては被処理水が流入する側
の、微生物の肥大化が激しく目詰まりの頻度が高い一方
の充填材層のみを選択的に流動化させて秩浄することが
出来、当該洗浄を繰り返して両充填材層ともに目詰まり
を起こした場合にのみ、充填材層全体を流動化させる洗
浄を行えばよいので、洗浄毎に充填材層全体を強力に洗
浄しなければならない従来装置に比べて着生微生物が過
剰に剥離する度合が少なく、槽内の微生物保有量を高く
維持することが出来、従って、洗浄直後の通水処理にお
ける処理水質の一時的な悪化を極力防止し、処理水質を
飛躍的に安定化させることが出来る。

〈実施例〉 以下に、本発明の効果をより明確とするために実施例を
説明する。

粒径１５〜３０ｍでほぼ球形の人工石からなる、比重の
０．９５の粒状物と比重１．０５の粒状物とを半々に混
合した混合粒状物を充填材とし、その実質充填層高（図
面において空所７を除いた、充填材のみの層高）を３．
４ｍとした図面に示したような浸漬濾床装置Ａ（本発明
例）と、粒径１５〜３０寵Ｓ比重１．５の人工石を充填
材とし、その充填材層高を３．４　ｍ　Ｌした浸漬濾床
装置Ｂ（従来例）とを使用し、それぞれ以下のような条
件で洗浄を定期的に行いながら食品加工廃水の好気性処
理を継続して行い、定常状態における再装置のＣＯＤ除
去性能を比較した。

五１束作 （１）浸漬濾床装置Ａ（本発明例） 通常洗浄＝１日１回、２０分間 特別洗浄＝１０日に１回、（洗浄空気単独の工程：１０
分間、洗浄空気、 洗浄水併用の工程：２０分間） （２）浸漬濾床装置Ｂ（従来例） 前記特別洗浄と同じ洗浄を１日１回 その結果、本発明例である浸漬濾床装置Ａにおいては、
特別洗浄直後の通水処理においては処理性能の低下が見
られたが（ＣＯＤ除去率５０〜６０％）、その他はＣＯ
Ｄ除去率７０〜８０％の性能が安定して得られ、かつ、
充填材層の目詰まりは充分に解消されていた。これに対
し、漫漬濾床装置Ｂにおいては、通常処理時のＣＯＤ除
去率が６０〜７０％であったのに対し、洗浄直後の通水
においてはＣＯＤ除去率が毎回４０〜５０％に低下した
と同時に、洗浄時の目詰まり解消がやや不充分であった
ために、充填材層は常に多少閉塞傾向にあり、そのため
通常処理時のＣＯＤ除去能力自体も前記の如く本発明例
に比べて低下している。

【図面の簡単な説明】

図面は好気性微生物を用いた浸漬濾床装置に本発明を適
用した一例を示す縦断面説明図である。 １・・・槽　　　　　　　　２・・・床板３・・・コレ
クター　　　　４・・・充填材５・・・浮上充填材層　
　　６・・・沈降充填材層７・・・空所　　　　　　　
８・・・充填層部９・・・原水管　　　　　１０・・・
洗浄木管１１・・・散水管　　　　　１２・・・空気管
１３・・・散気管　　　　　１４・・・出口管手　続　
補　′正　書　（自発） 昭和６３年６月６日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第６２７５０号 ２、発明の名称 浸漬濾床法生物学的処理装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都文京区本簿５丁目５番１６号名　称　
　（４４０）　　オルガノ株式会社代表者　　　前　　
１）　容　　克 ４、代理人〒１１３ 置、　８１２−５１５１ ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 Ｘ　　　ノ 明細書中の下記事項を訂正順います。 １、第８真下から４行目に「散気管９からは空気を空気
管８を介して」とあるのを［散気管１３からは空気を空
気管１２を介して」と訂正する。 ２、第１７真下から５行目に「比重の０．９５の」とあ
るのを「比重０．９５の」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微生物をその表面に着生させた充填材を槽内に充填して
   充填材層を形成し、当該充填材層に被処理水を流入して
   被処理水を生物学的に処理する浸漬濾床法生物学的処理
   装置において、前記充填材が、被処理水中で浮上しかつ
   比重が０．９以上のものと、被処理水中で沈降しかつ比
   重が１．１以下のものとの２種類の粒状物を混合した充
   填材であることを特徴とする浸漬濾床法生物学的処理装
   置。