JPS63252591A - 汚水の処理方法 - 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、汚水の生物学的処理方法に関する。

〔従来の技術〕

汚水の生物学的処理方法は、処理反応槽内における生物
の存在様式によって、浮遊生物法と固着生物法とに大別
される。浮遊生物法における代表例としては、活性汚泥
法を挙げることができる。

また固着生物法における代表例としては、散水濾床法、
接触酸化法等を挙げることができる。なお、固着生物法
に準する方法として、微生物を天然の多８１１９１　（
寒天、Ｋ〜カラギーナン等）や合成高分子（アクリルア
ミド、ポリビニルアルコール等）に包括固定化し、処理
反応槽内に充填して微生物を作用させる固定化微生物法
があり、この方法は近年注口されている。

浮遊生物法においては、反応槽内の微生物濃度を維持す
るために、反応槽から流出する汚泥混合液を重力沈殿に
より固液分離し、分離した汚泥の少なくとも一部を、反
応槽へ返送する。この場合、重力沈殿分離によって得ら
れる返送汚泥の浮遊物濃度は、１０．００（１＋＋ｇ／
　１程度であり、これが反応槽においては、浮遊物濃度
の比較的低い（下水の最初沈殿池越流水の場合、１００
〜２００ｍ１ｇ／ｌ程度）原汚水によって希釈されるこ
とになる。下水処理における標準活性汚泥法の場合を例
にとれば、反応槽内ＭＬＳＳは通常１５００〜２０００
ｍｇ／　ｌ　ｆｉ度であり、反応槽滞留時間は６〜８時
間程度を必要とするため、反応槽が大となるという問題
がある。

反応槽をコンパクト化するには、返送比を大とするか又
は返送汚泥濃度を大とすることにより、反応槽内ＭＬＳ
Ｓを大とする必要があるが、前者の方法では返送動力が
大となり、後者の方法では重力沈殿性以外の固液分離法
、例えば、加圧浮上法や遠心分離法を作用する必要があ
るため、やはり運転費が大となるという問題を生ずる。

さらに何らかの方法で反応槽内のＭＬＳＳを大とし、固
液分＾Ｕに重力沈殿法を用いたとしても、高濃度汚泥の
沈降速度が小さくなるため、効率よく固液分離するため
には沈殿池の水面積を大とする必要を生ずる。

固着生物法においては、反応槽内の担体に固着した微生
物の作用を利用するため、基本的には反応槽流出液を固
液分離して得た汚泥を反応槽に返送する必要はない、し
かしながら、反応槽流出液のＳＳ濃度は、下水処理の場
合１００〜３００　ｍｇ／　１と活性汚泥法の場合に比
して少なく、微細なＳＳと汚泥との共沈効果が少ない、
このため１．固着生物法における沈澱処理水は、活性汚
泥処理水に比して白濁しており、清澄度が低いという問
題点がある。また固着生物法における沈殿汚泥は、活性
汚泥法のように常に引き抜かれるということがないため
、ややもすれば沈殿池下部は嫌気的となり、汚泥の腐敗
による悪臭の発生やガス発生に伴う汚泥の浮、上と浮上
汚泥の処理水への汚泥混入による処理水の悪化を招く。

このような問題は、反応槽と沈殿池とを分離した場合も
一体型とした場合も共通である。この処理水中の濁度を
高度に除去するには、凝集沈殿処理や砂濾過等の特別な
処理を行う必要があるが、特別な装置の設置、凝集剤に
よる汚泥の発生、運転費の増大といった新たな問題を来
たす結果となっていた。さらに、固着生物法における担
体と微生物との結合は、微生物の生産する粘性物質ある
いは直系によるものであり、せん断力に対して弱い、し
たがって、汚水の通水処理あるいは洗浄の過程で固着生
物膜がはく離し、汚水処理性能が低下するという問題も
ある。

固着生物法における上記のような問題点の一部を解決し
たものが、固定化生物法である。この方法は、高分子に
よる立体的な篭状の担体の中に微生物を封入し、反応槽
内の微生物濃度の向上とぜん断力に対する抵抗化をはか
ったもので、処理の高速化と安定化をはかったものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この固定化生物法においても、沈殿処理
水の白濁化と沈殿汚泥の腐敗化、ＳＳの浮上・流出とい
う問題を解決することはできなかった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、以下に示す汚水の処理方法を得ることを目的
とする。

（１）、処理装置のコンパクト化が可能で、かつ反応槽
流出汚泥混合液の固液分離に重力沈殿分離を用いる。

（２）、清澄度の高い処理水を得る。

（３）、通水処理あるいは洗浄の過程での担体からの汚
泥のはく離による処理への影響が少なく、安定した処理
を行う。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
汚水を生物学的に処理するに当り、まず固定化微生物に
よる処理を行った後浮遊生物による処理を行うか、又は
固定化微生物と浮遊生物の共存する反応槽において生物
処理を行った後固液分離を行わせて沈降汚泥と処理水を
得るとともに、沈降汚泥の少な（も一部を浮遊生物反応
槽又は固定化微生物反応槽もしくはその両者へ返送する
汚水の処理方法を提供するものである。

〔作用〕

固定化微生物による汚水処理をおこなった後、浮遊生物
による処理を行なうか又は固定化微生物と浮遊生物とが
共存する反応槽において生物処理をおこない、その後固
液分離をおこなわせて沈降汚泥の少なくも一部を浮遊生
物反応槽又は固定微生物反応槽又はその両者へ返送する
。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明するための模式図である。

この設備は、固定化微生物を保持させた担体１を内在し
た反応槽２と、曝気槽３および沈５槽４とからなる活性
汚泥処理装置を順に配設し、処理すべき汚水５を反応槽
２へ導入して、好気的又は嫌気的条件下で生物処理を行
う。この場合、担体ｌは粒状、ヒモ状、板状、箇杖等襟
々な形状のものを利用することができ、また充填層は流
動層又は固定層とすることが可能で、板状担体の場合に
は回転円板状とすることも可能である。

なお反応槽２内の汚水の流れは、上閏流としても下向流
としても完全混合流としてもよい。反応槽２内の固定化
風体の立体的形状、粒径又はその両者を合理的に選定す
ることにより、反応槽２内に保持する微生物の濃度及び
性を高めて高速処理を行うことができる。

反応槽２からの流出液６は、溶解性ＢＯＤ、溶解性ＣＯ
Ｄの低いものとなるが、流出液６には担体ｌよりはく離
した微生物、原汚水５より持ち込んだＳＳ等のＳＳ成分
が含まれるため、濁度の高いものとなる。この流出液６
は、沈殿槽４より引き抜かれた沈殿汚泥７の一部である
返送汚泥８と共に曝気槽３へ導入され、曝気処理される
。曝気槽３より流出する汚泥混合液９は沈殿槽４へ導入
されて固液分離処理し、上澄水としての処理水１０と沈
＃汚泥７とを得る。曝気［３内での微生物作用および高
濃度汚泥混合液の共沈効果により、処理水１０は８８分
の少ない良好なものとなる。

汚水処理の大半は高濃度の微生物を保持した反応槽２を
通過する間に終了し、それに続く活性汚泥処理において
はいわば「仕上げ」としての短時間の曝気処理と、沈殿
分離処理を行う。したがって、反応槽２および曝気槽３
とより成る微生物反応処理部の容積のコンパクト化を行
うことができる。また、固液分離部には重力沈殿槽を用
いて充分清澄度の高い処理水を得ることが可能であり、
沈殿槽内での汚泥の滞留、腐敗による汚泥浮上のおそれ
はない、さらに、反応槽２における通水あるいは逆洗に
伴って汚泥がはく離し、処理能力が低下した場合におい
ても、これに続く活性汚泥処理工程でこれを補完し、未
処理の７ｒｉ濁成分の除去処理およびはく離汚泥の捕捉
、フロック化を行うことによって、安定化した処理を行
うことができる。

なお第１図において、反応槽２は曝気又は回転曝気によ
り好気処理槽とすることも可能であり、酸素の供給を制
限して、嫌気処理槽とすることもできる。また曝気槽３
は制限曝気又は無曝気として嫌気状態となし、続く沈５
槽４と合わせて嫌気性活性汚泥とすることも可能である
。運転動力の低減という観点からは嫌気性活性汚泥が好
ましいが、装置のコンパクト化及び処理水の高級化とい
う観点からは好気性活性汚泥が好ましい、また、流入水
量の時間変動の大きな小規模処理場、工場廃水処理場に
おいては、処理装置に導入する汚水の水量および水質を
平均化すべく、調整槽と反応槽２とを兼ねたものとする
ことも可能である。この場合の実施例を第２図に示す。

本実施例は、流水汚水１１を導入溝１２を通じて、固定
化微生物保持担体１３を少な（も容器内の一部に存在さ
せた調整反応槽１４に導入するものであって、水量の調
整は、調整反応槽１４の上水位レベル１５と上水位レベ
ル１６との間で、送液ポンプ１７のＯＮ、ＯＦＦによっ
て行う。調整反応槽１４の上水位レベル１６以下の部分
には常に汚水が存在し、流入量との比で定められる滞留
時間が確保されることになる。か（して、調整反応槽１
４よりの流出水１８は、水量、水質の調整および担体１
３上の微生物による処理を受けたものとなる。この調整
反応槽１４も好気状態又は嫌気状態とすることが可能で
ある。流出水１８を活性汚泥法等の浮遊生物処理工程へ
導入して処理することにより、本発明方法における処理
装置のコンパクト化、処理水質の高級化、処理成績の安
定化という効果をもたらすことが可能となる。

第３図は本発明の他の実施例を示す模式図である０本実
施例は、第１図で示した実施例における返送汚泥８の排
出先を変更し、反応槽２へ排出するようにしたものであ
る。この場合、第１図の実施例と比較すれば、反応槽２
を好気条件下で運転するにおいては反応槽２での必要酸
素量は大となるが、汚泥濃度が大となるため処理システ
ム全体の反応槽容積はより小さくなるという効果を生ず
る。この場合、酸素供給のための曝気風量の増加により
、微生物膜に作用するせん断力が大となるが、固定化微
生物を用いているため担体に保持された汚泥のすべてか
は（離し、処理に影響するというおそれはない。さらに
第３図の実施例において、反応槽２の容積及び反応槽２
内の微生物量が汚濁負荷量に比して充分大である場合に
は、曝気槽３を処理フローより削除することが可能であ
る。

この場合、高級な処理水水質を確保しまた反応槽２をコ
ンパクト化するという観点からは、反応槽２を好気条件
で運転することが好ましい。

第４図は本発明のさらに他の実施例を示す模式図である
。本実施例においては、嫌気条件下の微生物固定化担体
１を含む反応槽２、曝気槽３及び沈殿槽４を順に配設し
、処理すべき汚水５を反応槽２へ導入し、反応槽２より
の流出液６を曝気槽３へ導入して曝気処理する。曝気槽
３より流出する汚泥混合液９の少な（も一部を沈殿槽４
へ導入し、汚泥を沈殿分離することにより処理水１０を
得る。沈殿槽４によって得られた沈殿汚泥７の少なくも
一部は、返送汚泥８として反応槽２へ返送し、沈ｒｉ１
汚泥７の残部は余剰汚泥として別途処理する。また、曝
気槽３内の汚泥混合液又は曝気槽３より流出する汚泥混
合液９の一部を反応槽２へ返送する。

このような運転操作を行うことにより、反応槽２での嫌
気反応による汚泥からのリンの吐き出し処理及び脱窒処
理、曝気槽３での好気反応による汚泥へのリンの取り込
み処理及び硝化処理が行われ、嫌気反応及び好気反応に
よるＢＯＤ、ＣＯＤの除去と共に窒素・リンの除去処理
が可能となる一方、ＳＳ濃度が小さく高級な処理水をコ
ンパクトな処理装置で安定的に得ることが可能となる。

第５図は本発明方法の別の実施例を示す模式図である。

本実施例においては、嫌気条件化で運転される固定化担
体１を含む反応槽２及び反応槽Ｉ８ａと、曝気槽３と沈
殿槽４とを順に配設し、処理すべき汚水５を反応槽２へ
導入して嫌気処理し、反応槽２よりの流出液６を反応槽
１８ａへ導入して嫌気処理し、反応槽１８ａからの流出
液１９を曝気槽３へ導入して曝気処理する。曝気槽３よ
り流出する汚泥混合液９の少なくも一部を沈殿槽４へ導
入し、汚泥を沈殿分離することにより処理水１０を得る
。沈殿［４より得られた沈殿汚泥７の少なくも一部は、
返送汚泥８として反応槽２へ返送する。また、曝気槽３
内の汚泥混合液又は曝気槽３より流出する汚泥混合液９
の一部を反応ｆ！１８ａへ返送する。

このような操作を行うことにより、反応槽２での嫌気反
応による汚泥からのリンの吐き出し処理及び反応槽１８
ａでの嫌気処理による脱窒処理及び曝気槽３での好気反
応による汚泥へのリンの取り込み処理が行なわれ、ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤの除去と共に窒素、リンの除去処理が可能と
なる一方、ＳＳ濃度が小さく高級な処理水をコンパクト
な装置により安定的に得ることが可能となる。第４図の
実施例と異なり、本実施例において嫌気処理の工程をリ
ンの吐き出し処理のための反応槽２と、脱窒処理のため
の反応槽１８ａとにわけたのは、高濃度の窒素酸化物が
存在すれば汚泥よりのリンの吐き出し反応が抑制される
ため、曝気槽３により生成したＮ　Ｏｘ　、Ｎ　Ｏｘが
リンの吐き出し処理のための反応槽２へ導入されること
を避けたものである。

次に、本発明方法による処理装置と、従来方法による処
理装置とを用いて下水の処理を行った実験例について説
明する。実験用原水としては、某下水処理場の最初沈殿
池越流水を使用した。その成分分析例は、第１表に示す
通りである。

実験に用いた固定化担体はＰＶＡをベースとしたもので
、その作成法は下記の通りである。

ＰＶＡ２０重量％水溶液１容、アルギナン酸ナトリウム
３．０重量％水溶液０．５容及び活性汚泥の遠心濃縮液
（ＭＬＳ５９００００ｍｇ／　ｌ　）　　１容を混和し
、注射筒より０．２　Ｍ　Ｃａ　Ｃｌ　、水溶液へ滴下
してアルギナン酸カルシウムの一次ゲルを作成し、ゲル
化した担体を飽和ホウ酸液に移して２４時間放置した後
、水洗いしてＰＶＡをベースとした微生物固定化担体を
得た。

従来法における実験装置Ａは内容１ｉｏｘの反応槽で、
これに対して上記固定化担体を３．２ｅ（見掛は容量）
に加えたものでＤ０２ｍｇ／ｊ！以上となるように曝気
しつつ、毎時２．Ｏｌ（滞留時間５時間）の原水を導入
した。

従来法における実験装置Ｂは、曝気槽有効容１０１の活
性汚泥装置で、同様に曝気槽滞留時間が５時間となるよ
うに原水の通水を行った。曝気槽内のＤＯは２■ｇ／１
以上となるように散気し、曝気槽内ＭＬＳＳは２０００
ｍｇ／　１を目標に運転した。

本発明方法における実験装置Ｃは、従来法における実験
装置Ａと、曝気槽容２１の活性汚泥装置とを第１図にお
ける実施例のように配設したもので、毎時４．Ｏｌの原
水を通水しく全反応槽滞留時間３時間）、反応槽及び曝
気槽内のＤＯは２ｍｇ／Ｅ以上となるように散気し、曝
気槽内ＭＬＳＳは２０００ｍｇ／　Ｉ！となるよう運転
した。

本発明方法における実験装置りは、従来法における実験
装置Ａ２組と曝気槽有効容１０Ｚの活性汚泥実験装置を
第５図におけるように順に配設したもので、原水流量は
５１／時とし、曝気槽ＭＬＳＳ２０００ｍｇ／　ｌを目
標に、曝気槽内Ｄ０２ｍｇ／１以上となるように運転し
、曝気槽より汚泥混合液を第５図における反応槽１８へ
１ｏｆｆｉ／時の流量で返送した。

上記による各実験結果は第１表に示す通りである。実験
装置Ｃを用いた第１図の実施例に従ったフローでの処理
水は、実験装置Ａを用いた従来法による処理水より良好
であり、実験装置Ｂを用いた従来の処理水と同等であっ
た。実験装置Ｃにおける全反応槽滞留時間が、実験装置
Ｂにおける反応槽滞留時間より少ないにもかかわらず、
両者の処理水水質が同程度となったことは、本発明方法
が処理装置のコンパクト化に役立つことを示している。

また、実験装置りを用いた本発明方法での処理水の分析
結果は、本発明方法が、ＢＯＤ、ＣＯＤの゛除去処理の
みならず、窒素、リンの除去処理にも適用出来ることを
示している。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下に
示すような顕著な効果が得られる。

（１）、処理装置のコンパクト化が可能で、かつ反応槽
流出汚泥混合液の固液分離に重力沈殿分離を用いること
ができる。

（２）、清澄度の高い処理水を得ることができる。

（３）、通水処理あるいは洗浄の過程での担体からの汚
泥のはく離による処理への影響が少なく、負荷変動に対
しても安定した処理を行うことができる。

（４）、プロセスの選定により、有機物除去のみならず
、窒素、リンの除去処理を行うことができる。

（５）、生物の好気性反応処理のみならず、嫌気性反応
処理に対しても適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図及び第５図はそれぞれ
本発明の詳細な説明するための模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 汚水を生物学的に処理するに当り、まず固定化微生物に
   よる処理を行った後浮遊生物による処理を行うか、又は
   固定化微生物と浮遊生物の共存する反応槽において生物
   処理を行った後固液分離を行わせて沈降汚泥と処理水を
   得るとともに、沈降汚泥の少なくも一部を浮遊生物反応
   槽若しくは固定化微生物反応槽又はその両者へ返送する
   ことを特徴とする汚水の処理方法。