JPS6397293A - 循環水流接触酸化による畜舎汚水処理方法 - 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〕 この発明は畜舎養豚場などより排出される汚水を浄化す
る畜舎汚水の処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

畜舎汚水の浄化処理方法として、従来一般的に採用され
ている方法には、畜舎より排出される汚水から糞を含む
固形分やＳＳ（浮遊物質）を分離し、分離した固形分や
ＳＳ（浮遊物質）を醗酵させて堆肥化し、残りの汚水を
生物学的処理方法、主として活性汚泥方法などの好気性
処理によって浄化させるか、あるいは嫌気性処理によっ
て浄化させるかの方法にたよっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前者の活性汚泥方法とくに標準的な活性汚泥
方法による処理方法では、畜舎水は非常に濃度が高く、
一般のし尿汚水に比較し、そのＢＯＤ負荷が１５０〜２
００倍もあるので、効率的な、しかも安定した浄化が中
々できないといった欠点があった。

とくに処理水が高濃度でＢＯＤ負荷が高いため、多量の
希釈水を必要とし、また安定したしかも所定の水質基準
を満足させる浄化をするためには、エアレーション装置
などの装置面積を大きくとる必要があり、設備が大がか
りとなり、その上維持管理もきわめて煩雑となる欠点が
あった。

さらに活性汚泥方法による場合、窒素やリンなどの富栄
養化物の除去が困難で、脱窒、脱リンの２次処理が要求
されるなど、技術的側面、処理コストの経済的な側面か
らみても、まだまだ問題点が多く、その改善が要望され
ていた。

さらに後者の嫌気性処理方法は、メタン回収といった経
済的効果を狙ったものとして、注目を集めてきたが、ま
だまだその経済的メリットを確実に発揮できるまでには
至っていない。

いずれにしても、従来の処理方法では充分でなく、安定
した浄化処理と維持管理が容易な浄化方法の開発が要望
されているのが現状である。

本発明は、このような現状を踏まえ、とくに汚水浄化の
羞本は、自然な浄化作用すなわち自浄作用にあることを
再確認し、その自浄作用をふえんできるような環境状況
を方法的に形成し、より安定した効率的な畜舎汚水の浄
化処理方法を提供することを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成する手段として、次の四つの処
理行程をもって構成されているものである。

（イ）まず畜舎より排出される汚水に前曝気処理を施す
ことにより好気性醗酵による脱アンモニア処理を行う第
１次処理行程と、 （ＴＩ）第１次処理行程による処理水を再曝気処理して
汚泥を形成する第２次処理行程と、（ハ）第２次処理行
程の処理水から汚泥を分離するとともに、処理水の一部
を第２次処理行程に返送する第３次処理行程と、 （ニ）第３次処理行程による処理水を、充填材を詰め、
かつ底部中央附近に空気の放出口を備えた複数の酸化室
からなる循環水流接触酸化槽に導入し、この循環水流接
触酸化槽における各酸化室に空気を供給するとともに、
処理水を最終酸化室から最初酸化室へ返送し、各酸化室
を順に循環させて循環水流接触酸化槽内に、処理水の循
環水流を起し、その水流を前記各酸化室につめた充填材
に附着生成した生物膜と接触させる第４次処理行程から
構成したものである。

〔作用〕

本発明による処理方法は、以上説明したような構成であ
るため、まず第１次の処理行程において、前曝気処理を
施された汚水は、いわゆる高速曝気による好気性醗酵を
ともない汚水中のアンモニア分をガス化して放出すると
ともに汚水のＢＯＤを低減させる。

次に第２次処理による再曝気処理により、汚水中に汚泥
が凝集されるとともに、いわゆる汚泥のフロックが促進
される。すなわち処理水中に汚泥のフロック化が促進さ
れ、処理水は沈澱分離の容易な処理水に変質される。

ついで第３次処理行程において、汚泥が分離され、その
分離後の処理水の一部は、前記第２次処理行程に返送さ
れるため、第２次処理行程における処理水のＢＯＤ負荷
の低減化が図られる。

なお、前記第３次処理行程により分離した汚泥は、別途
汚泥処理設備へ供給してコンポスト化等の原料とする。

第３次処理行程において、汚泥を分離した処理水の大部
分は充填材をつめた複数の酸化室からなる循環水流接触
酸化槽へ導入される。すなわち第４次処理行程に移され
る。

ついで循環水流接触酸化槽の各酸化室に導入された処理
水は、その底部中央附近より空気が放出されているので
、その空気によりエアリフトされ、各酸化室内において
一種の散気方式による曝気処理を受けるとともに、旋回
流動されることになる。

同時に処理水は、最終酸化室から最初酸化室に返送され
各酸化室を順に強制循環されるため、循環水流接触酸化
槽内で、循環水流を形成する。そして、その循環水流は
各酸化室に充填された充填材に水流接触する。

その結果、充填材に微生物が附着し、生物膜を生成し、
この生物膜と処理水との接触によって処理水中に含まれ
る汚濁物質ないし有害物質を分解浄化する。

一般に、活性汚泥方法における微生物は、フロック化し
た汚泥の周囲に附着し、有機物を分解しながら処理水と
ともに、流動するが、生物膜は充填材の表面に耐着固定
し、処理水の滞溜時間と関係なく増殖するので、これに
処理水が水流接触すれば、より安定した浄化処理が可能
となる。

〔実施例〕

さらに本発明方法を実施する装置に基づいて、さらに具
体的に説明する。

第１図は本発明方法を実施する処理装置の概略を示す縦
断側面図、第２図は同じく平面図である。

まず第１図において符号Ａは、畜舎より排出された汚水
に前曝気処理を施し、好気性醗酵による脱アンモニア処
理を行う第１次処理槽である。１はこの第２次処理槽Ａ
への汚水導入口、２は前曝気処理のためのハソキレータ
、３は第２次処理槽Ａ内で発生ずる泡を消すための消泡
機である。

１３は前記第１次処理槽へによって脱アンモニア処理を
施された処理水を再曝気処理して汚泥を形成し、汚泥と
処理水との分離をよくするための第２次処理槽である。

この第１次処理槽Ｉ３は、前記第１次処理槽Ａと隣接し
て設けられており、４ば第１次処理槽よりの処理水を第
２次処理槽Ｂへ移送導入させるための連通管である。な
お第２次処理槽Ｂの底部に示す５は、前記第１次処理槽
へに設けたバソキレータ２と同様なバソキレータであり
、６は消泡機である。

次に前記第２次処理槽で再曝気処理され、汚泥を形成し
た処理液から汚泥を分離する、いわゆる第３次処理行程
を行う。この第３次処理を行う装置は、前記第２次処理
槽Ｂに隣接した沈澱槽７と汚泥濃縮槽１６と急速沈澱分
離機８をもって構成されている。

なお、急速沈澱分離機８は、上下を円錐状に絞った一見
そろばん玉をしたような凝集沈澱槽からなるいわゆるコ
ーンタイプのもので、特に槽内の上部円錐部は二重隔壁
構造とし、処理水の分離効果を高めるよう配慮した形状
構造のものである。

すなわち、処理水を前記上部円錐部の接線方向から二重
隔壁部に導入し、処理水が下に行くほど広がりをもって
、ゆっくりと流れ、その結果、槽内の滞留時間が長く保
持され、処理水中に浮遊する凝集物が効果的に捕捉され
るように配慮されたものである。

また、凝集分離されたものは、さらに槽内を沈降して行
く過程において、槽目体が円錐状であるため、今度は逆
に下に行くほど流速を増し、その沈降分離が効果的に行
われるように構成された、きわめて機能的特徴をもった
急速沈澱分離機である。

９は、その沈澱分離ａ８へ沈澱槽７より処理液を汲み上
げるためのポンプであり、１ｏは沈澱分離機８への処理
水の流量調整機である。

１１は沈澱分離機８より処理された処理水の排出管で、
沈澱分離機８を形成する凝集沈澱槽の頂部より上澄水を
流＠調整機１２へ排出させるようにしである。なおその
流量調整機１２には、一部を前記第２次処理槽Ｂへ返水
するための送水管１３が配管しである。

そして一定の処理水は、第４次処理行程を行う循環水流
接触酸化槽Ｃへ移送するよう処理水移送管１４が設けで
ある。

なお１５は、前記急速沈澱分離機８により分離した汚泥
の引抜き管で、第２図の平面図で示すように沈澱槽７の
横に設けた汚泥濃縮槽１６へ、その引抜き管１５を介し
て分離汚泥を排出させる構成となっている。

次に第４次処理行程を行う循環水流接触酸化槽Ｃは、第
２図の平面図で示すように、酸化室１７ａ、１７ｂ、１
７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ。

１１ｇの７つの酸化室で構成されている。そして各酸化
室１７ａ〜１７ｇの内部には、充填材１８がそれぞれ詰
め込まれている。

なお、その充填材１８は、プラスチック材、活性炭、竹
材など微生物が耐着し増殖しやすい材質のもので構成さ
れている。しかもその充填量は最初酸化室１７ａより最
終酸化室１７ｇに行くにしたがって、変化するＢＯＤ負
荷に適合出来るように設計し、充填しである。

すなわち各酸化室１７８〜１７ｇを、それぞれ独立した
酸化室として、それら各酸化室１７ａ〜１７ｇにおける
バッチ処理による段階的な酸化分解によるＢＯＤ負荷の
低減化が図られるよう配慮して構成しである。

さらに各酸化室１７ａ〜１７ｇには、底部中央附近に開
口する空気供給管１９が枝分れしてそれぞれ配管され、
かつ各空気供給管１９のまわりには、それぞれ導水筒２
０が設置されている。また、導水筒２０の各上端開口部
の上方位置に、遮板２１がそれぞれ配設され、いわゆる
エアリフト形式の散気装置が組込まれている。すなわち
処理水をエアとともに導水筒２０よりリフトアップし、
頂部の遮板２】にそれぞれ当接して反転させ、その過程
で効率的な気液接触と充填材１８の生物膜との接触によ
る処理水の酸化分解が促進される構成となっている。

２２は、各空気供給管１９へ空気を送り込むためのブロ
ワ−である。

次に最終酸化室１７ｇより処理水を最初酸化室１７ａへ
返送する手段として、本実施例では、一旦最終酸化室１
７ｇの処理水を、第２図で示すように、返送用処理水槽
２３に導入し、その返送用処理水槽２３の上澄水を放流
するとともに、この返送用処理水槽２３を介して最初酸
化室１７ａへエアリフト返送ポンプ２４で返送するよう
構成しである。２５はその送水管である。

以上が本発明処理方法を実施するための装置概要で、次
にこの装置による処理手順を説明する。

まずＢＯＤ負荷が２０，０００ｐｐｍ以°上のきわめて
濃度の高い流入原水を第１次処理槽Ａに導入し、前曝気
処理を施し、いわゆる高速曝気による酸化を促進し、好
気性醗酵を促した。

その結果１００時間程度の運転により、処理水温は５０
〜６０℃に上昇し、処理水中に含まれたアンモニアはガ
ス化され放出された。

次いで、第２次処理槽Ｂにおいて再曝気処理を行った結
果、処理中に汚泥のフロック化が促されるとともに、処
理水は冷却され、ＢＯＤは約６０％除去された。

さらに、この第２次処理槽Ｂの処理水を急速沈澱分離機
８に導入し、汚泥分離処理の結果、ＢＯＤはさらに軽減
され、６０％程度除去され、約２゜０００ｐｐｍとなり
、原水の約１００分の１までに浄化された。

そこで、さらに処理水を循環水流接触酸化槽Ｃに流量調
整機１２を介して移送した。その際、処理水は２４時間
平均して移送されるように、前記流量調整機１２でコン
トロールして送り込んだ。

循環水流接触酸化槽Ｃは、前述したように７つの酸化室
１７ａ〜１７ｇで構成され、しかも各酸化室１７２〜１
７ｇには、それぞれ充填材１８が詰め込まれ、さらに底
部中央附近にエアリフト形式の曝気装置が組込まれてい
るため、処理水は各酸化室１７ａ−１７ｇにおいて上下
に対流し、旋回流を起して流れ、それぞれ各酸化室１７
ａ〜１７ｇの充填材１８に接触する。

同時に各酸化室１７２〜１．７　ｇの処理水は、順に各
酸化室１７２〜１７ｇを経由して流れ、最終酸化室１７
ｇより返送用処理水槽２３に流入する。

次に、この返送用処理水槽２３より」二澄水の一部を最
終処理水として外部へ放流させるとともに、残溜分は具
体的には全流入水の３０倍以上を、この返送用処理水槽
２３を介して最初酸化室１７ａへ送水管２５内を流して
強制的に返送した。その結果、処理水は循環水流接触酸
化槽Ｃ内でエンドレスな循環水流となって流れた。

すなわち処理水は、循環水流接触酸化槽Ｃを形成する前
記各酸化室１７２〜１７ｇ内におけるエアリフトによる
曝気作用を受けて旋回するとともに、循環水流接触酸化
槽Ｃの各酸化室１７ａ〜１７ｇを順に循環する水流とな
って流れ、その過程において、各酸化室１７ａ〜１７ｇ
に充填された充填材１８に、それぞれ水流接触し、すな
わちその充填材１８に附着生成した生物膜と接触し、処
理水中に含まれる有機物を効率的に酸化分解させた。

なおこの装置による最終処理水、すなわち返送用処理水
槽２３からの放流水ＢＯＤ値は５０ｐｐｍ（放流基準１
０１００ｐｐであった。

〔発明の効果〕

本発明処理方法は、以上説明したように畜舎汚水という
きわめて高濃度の汚水を、まず第１次処理行程で前曝気
し、いわゆる高速曝気による酸化によって、処理水に好
気性醗酵を促し、処理水に含まれるアンモニアをガス化
して放出し、さらにそれを再曝気処理して汚泥を生成さ
せたのち、その汚泥を高速沈澱分離機にかけて前処理を
施し、しかるのち、そこからの処理水を複数の酸化室よ
りなる循環水流接触酸化槽に循環水流を形成するように
して流し、いわゆる生物膜法による水流接触酸化によっ
て浄化システムに構成されているため、従来の標準活性
汚泥法などに比較して、次のような独自の効果を有する
ものである。

（１）　　まず原水汚水中に多量に含まれるアンモニア
分を第１次処理行程において放出除去し、生物的処理方
法において、常に問題とされていた残溜窒素の抑制を可
能とした。

（２）前記第１次処理に続く、第２次処理および第３次
処理による前処理によって、ＢＯＤ負荷を著しく軽減さ
せ、しかるのち次行程において生物膜法による処理を施
すようにしたため、いわゆる従来の活性汚泥法による場
合に比較して曝気装置および希釈処理等に要する設備費
、維持管理費が軽減され、処理コストの大幅なダウンを
可能とした。

（３）　　とくに循環水流接触酸化槽を複数の酸化室を
もって構成し、各酸化室には充填材とエアリフト方式の
曝気装置を組込んで各酸化室において、それぞれ処理水
が段階的に接触酸化されるバッチ処理を受けるようにし
であるため、ＢＯＤ負荷に対する対応に無理がなく、安
定した浄化処理が可能となった。

（４）　　さらに上記（３）と相まって、各酸化室を処
理水が、循環水流を形成して流れ、その流れの過程にお
いて各酸化室における充填材に附着生成された生物膜に
水流接触し、有機物が酸化分解されるようになっている
ため、装置的にコンパクトであるにも拘わらず自然の自
浄作用に近似した浄化作用、すなわちＢＯＤ負荷に対す
る無理のない浄化作用が可能となった。

以上のように本発明処理方法は、従来の標準活性汚泥方
法などによって問題とされた高濃度畜舎汚水を効率的に
、しかも安定度よく浄化処理することができ、また設備
費、維持管理費の点でもコストダウンができ、畜舎汚水
の処理方法としてきわめて有効適切な方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明処理方法を実施するための装置概要を示
す縦断面図、第２図は同じくその平面図である。 Ａ・・・第１次処理槽　　　Ｂ・・・第１次処理槽Ｃ・
・・循環水流接触酸化槽 １・・・汚水導入口　　　　２・・・バソキレータ３・
・・消泡機　　　　　　４・・・連通管５・・・バソキ
レータ　　　６・・・消泡機７・・・沈澱槽　　　　　
　８・・・急速沈澱分離機９・・・ポンプ　　　　　　
１０・・・流量調整機１１・・・排出管　　　　　　１
２・・・流量調整機１３・・・送水管　　　　　　１４
・・・処理水移送管１５・・・汚泥引抜き管　　　１６
・・・汚泥濃縮槽１７ａ〜１７ｇ・・・酸化室　　１８
・・・充填材１９・・・空気供給管　　　　２０・・・
導水筒２１・・・遮板　　　　　　　２２・・・ブロワ
−２３・・・返送用処理水槽 ２４・・・エアリフト返送ポンプ ２５・・・送水配管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）畜舎汚水に前曝気処理を施すことにより好気性醗
   酵による脱アンモニア処理を行う第１次処理行程と、 （ロ）第１次処理行程による処理水を再曝気処理して汚
   泥を形成する第２次処理行程と、 （ハ）第２次処理行程の処理水から汚泥を分離するとと
   もに、処理水の一部を第２次処理行程に返送する第３次
   処理行程と、 （ニ）第３次処理行程による処理水を充填材を詰め、か
   つ底部中央附近に空気の放出口を備えた複数の酸化室か
   らなる循環水流接触酸化槽に導入し、この循環水流接触
   酸化槽における各酸化室に空気を供給するとともに、処
   理水を最終酸化室から最初酸化室へ返送し、各酸化室を
   順に循環させて、循環水流接触酸化槽内に、処理水の循
   環水流を起し、その水流を前記各酸化室に詰めた充填材
   に附着生成した生物膜と接触させる第４次処理行程、と
   からなる循環水流接触酸化による畜舎汚水処理方法。