JPS648599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の属する分野 本発明は、廃水を生物学的に浄化する水処理装
置に関する。

(2) 従来技術 廃水の生物学的処理方法を大別すると、活性汚
泥法と固着型生物処理法がある。活性汚泥法は通
常、微生物の保持量が2000〜6000mg／であるの
に対し、固着型生物処理法は8000〜40000mg／
と高濃度の微生物を保持できるため廃水を短時間
で処理することが可能である。固着型生物処理法
の中で流動床法は微生物の保持量が20000〜40000
mg／と高く注目されている。この流動床法は微
小粒子（以下担体と云う）に微生物を付着させ、
この付着生物担体と廃水を接触させ廃水を処理す
る。

このような付着生物担体は担体まわりに微生物
膜が形成されており微生物膜の厚みが増加すると
膜の内部まで酸素が拡散せずに嫌気的になり担体
と微生物膜とが分離する。いわゆる微生物のはく
離現象がおこりはく離した微生物は曝気槽から流
出するため微生物の保持量が減少し廃水の処理能
力が低下する場合がある。

上記の場合や負荷変動などの諸条件により処理
水質が悪化した場合には、曝気槽に活性が高い微
生物を投入することが考えられる。この方法とし
てははく離した微生物や余剰微生物を曝気槽に投
入することが考えられるが、すぐに曝気槽外に流
出し目的を達成できない。また担体とはく離した
微生物、余剰微生物とを曝気槽に投入することも
考えられるが、担体に微生物が付着するまでには
長時間かかり、悪化した処理水質の迅速な回復に
はならない。

(3) 発明の目的 本発明の目的は前記従来技術の欠点を解消し微
生物のはく離現象による廃水の処理能力の低下の
ない、また諸条件により処理水質が悪化した場
合、短時間で処理水質を回復することができる水
処理装置を提供することにある。

(4) 発明の要点 本発明は、廃水処理に用いる微生物を高分子担
体内部に固定化した固定化微生物を廃水処理槽に
充填し、廃水と接触させることにより、生物学的
に廃水を処理するとともに、発生した余剰微生物
を処理水から分離し、この微生物を固定化し、常
に新しい固定化微生物を廃水処理槽に補充できる
ようにしたものである。

(5) 発明の実施例 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の実施例に関する水処理装置の
構成を示す。第１図の実施例装置において、１は
固定化微生物を充填した廃水処理槽である。２は
排出される処理水中の固定化微生物を分離する固
定化微生物分離装置であり、分離した固定化微生
物は返送管３を通り廃水処理槽１に返送される。
４は固定化微生物分離装置２から排出される処理
水中に浮遊している微生物を分離する微生物分離
装置である。処理水は処理水出口５から排出され
る。微生物分離装置４で分離した微生物は固定化
微生物造粒装置６で固定化され、固定化微生物が
造粒される。造粒された固定化微生物は廃水処理
槽１に必要に応じて添加される。

運転開始時に廃水処理槽１に充填する固定化微
生物に含有する微生物は、細菌、カビ、酵母、放
線菌、藻類等の純粋培養したものまたは混合培養
した微生物であつてもよく、下水、産業廃水等の
活性汚泥であつてもよい。

本発明の固定化微生物の造粒に用いる高分子物
質および運転開始時に充填する固定化微生物の造
粒に用いる原料はアクリルアミド、アルギン酸ソ
ーダ、カラギーナン等があり常温または微生物が
死滅しない程度の温度で固化し、固化後には微生
物を液中に放出しにくいものであればよい。

固定化微生物造粒装置６の一例を第２図、第３
図に示す。第２図において、８は固定化するため
の原料（高分子物質の原料）と微生物を混合する
混合槽である。９はこの原料と微生物との混合物
を固定化反応させる固定化反応部であり、１０は
固定化微生物を成型する成型部である。固定化す
るための原料がアクリルアミドの場合、アクリル
アミド濃度５〜30％、微生物濃度4000mg／以上
を混合槽８で混合する。混合は５〜10℃で行なう
とよい。固定化反応は10〜40℃で行ない、重合反
応が終了した固定化微生物を成型部１０で成型す
る。

第３図において８は固定化するための原料（高
分子物質の原料）と微生物を混合する混合槽であ
る。１１はこの混合液の固定化反応と成型とを同
時に行う造粒部である。たとえばアルギン酸ソー
ダの場合、アルギン酸ソーダ0.5〜2.0％、微生物
濃度4000mg／以上を混合槽８で混合する。この
混合液を造粒部１１で塩化カルシウムと反応させ
固化と成型とを同時に行なう。また、カラギーナ
ンの場合、カラギーナン２〜４％、微生物濃度
4000mg／以上を混合槽８で混合する。この混合
液を造粒部１１で塩化カリウムと反応させ固化と
成型を同時に行なう。

尚、混合槽８には廃水の原液を10〜50％添加し
ておくと、固定化した後、担体内部で微生物の増
殖が早く、より活性の高い固定化微生物が得られ
る。

この他に、固定化微生物の成型は、固定化する
前に型に入れて成型する方法と、固化した後に成
型する方法等がある。このような成型方法により
担体を球、円柱、立方体、長方体等のペレツト状
に、あるいは板状、波板状、繊維状に成型するこ
とができ、表面積を大きくするために凹凸をつけ
てもよい。球や円柱等に成型する場合、粒子の平
均径（等体積球相当径）は0.1〜５mmであるのが
好ましい。固定化微生物の径が0.1mmより小さい
場合には、固定化微生物と処理水とを固液分離す
るのが困難になり５mmより大きいと、担体内部ま
で酸素が拡散しなくなり、担体内部の微生物の生
存が困難になる。

担体の種類としては、強度の点でアクリルアミ
ドが最適である。担体内部にMLSS2000mg／以
上を保持するためのアクリルアミド、アルギン酸
ソーダ、カラギーナンの濃度は前記した濃度がよ
い。担体中のこれらの濃度が低いと担体中の微生
物濃度が減少しやすく、また濃度が高いと、担体
中の酸素や有機物の拡散が小さくなるので、担体
の種類や形、処理すべき廃水の性質等を考慮し
て、適宜ゲル濃度を決定すべきである。

このようにして造粒された固定化微生物は廃水
処理槽１に充填される。廃水処理槽１での固定化
微生物の充填率が30〜80％で良好な処理水が得ら
れる。充填率が80％以上になつた場合、固定化微
生物を引き抜く。

第１図において固定化微生物分離装置２から分
離された固定化微生物は廃水処理槽１に返送する
ように構成されているが、廃水処理槽と固定化微
生物分離装置とが一つの槽に組みこまれたもので
あつてもよい。

また、固定化微生物分離装置２での固定化微生
物の分離および微生物分離装置４での微生物の分
離は沈降分離、加圧浮上分離、網目ろ布によるス
クリーニング等が考えられる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳述するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

実施例 Ｎ社食品廃水処理での実施例を示す。第１図の
装置フローを用い固定化にはアクリルアミド、固
定化微生物造粒装置６は第２図に示したものを用
いた。廃水処理槽１は３m³、固定化微生物分離装
置２は0.24m³、水面積負荷200ｍ／日で浮遊して
いる微生物を洗い出せるようにしたもので、沈降
した固定化微生物は廃水処理槽１にエアリフトで
返送した。微生物分離装置４は１m³、水面積負荷
24ｍ／日で沈降分離した。固定化微生物造粒装置
６は第２図の混合槽８が50で５℃に冷却でき、
固定化反応部９は内径４mmφ、10ｍのチユーブを
100本たばねたもので25℃で加温し、混合槽８か
らポンプで混合液をそれぞれのチユーブに送り込
み滞留時間約１時間で押し出され成型部１０で押
し出されたゲルを３mm長さに連続で切断し内径４
mmφ長さ３mmの円柱担体の固定化微生物を成型で
きるようにしたものである。

混合槽８にＮ社食品廃水で馴養した濃縮汚泥
（MLSS1200mg／）を流量5.83／時、アクリ
ルアミド225Kg、NN′メチレンビスアクリルアミ
ド2.4KgをＮ社食品廃水で溶かしたものを流量
5.83／時、５％ジメチルアミノプロピオニトリ
ルを流量0.39／時、2.5％過硫酸カリウムを流
量0.39／時で連続で混合した。混合槽８での混
合はすべて５℃で行なつた。この混合液を流量
12.4／時で100本のチユーブに連続で流し25℃
で重合させた。押し出されたゲルは成型部１０で
連続で切断し円柱担体の固定化微生物を成型し
た。

この成型した固定化微生物は連続で廃水処理槽
１に投入され、造粒開始４日目に充填率40％（固
定化微生物1200）まで充填した後、固定化微生
物の造粒をストツプした。

この廃水処理槽１にＮ社食品廃水（BOD＝290
mg／、標準偏差σ＝58）を送入し空気曝気で固
定化微生物を流動させ、滞留時間６時間で連続運
転した。処理中、曝気槽内のPHを７に調節し、溶
存酸素を３〜５mg／に維持した。

第４図に本法による処理結果及び従来法による
処理結果を示す。図中線Ａは本法での処理水
BOD、線Ｂは従来法での処理水BODである。線
Ｃは原水BODである。

従来法は流動床法であつて３m³の曝気槽と１m³
の沈殿池からなり曝気槽に粒径0.6mmの砂を０％
投入して運転した。第４図から判るように、従来
法は微生物の砂への付着に時間がかかり処理水質
が安定するまで３週間かかつたのに対し本法は３
日間で良好な処理水が得られた。従来法では29日
目、35日目、79日目に付着微生物のはく離現象が
みられ処理水が悪化したのに対し本法では安定し
た良好な処理水が得られている。40日目にＮ社食
品廃水の別系統の濃厚BOD廃水を原水に混入し
BOD480mg／、標準偏差σ＝60の廃水に切り変
えた。本法、従来法とも処理水質は悪化した。45
日目に本法においては固定化微生物の造粒及び廃
水処理槽１への添加を開始した。固定化する微生
物は微生物分離装置４で沈降分離した
MLSS14000mg／のものを用い造粒は先と同じ
条件で行なつた。24時間造粒し300の固定化微
生物を廃水処理槽１に添加し、充填率を50％にし
た。従来法も砂を添加し充填率を50％にした。本
法は造粒及び添加開始後、速やかに処理水質が良
好になり２日後に安定した良好な処理水が得られ
た。従来法では微生物の砂への付着に時間がかか
り処理水が安定するまで３週間かかつた。

(6) 発明の変形例、応用例とその効果 なお、前記実施例においては、アクリルアミド
による固定化を説明したが、アルギン酸ソーダ、
カラギーナン等を用いてもよい。また、廃水処理
槽１での曝気方法は空気曝気、純酸素曝気であつ
てもよく、深層曝気であつてもよい。

(7) 発明の効果 このように、本発明によれば微生物のはく離現
象による廃水の処理能力の低下がなく、また処理
水質が悪化した場合でも、実廃水により十分に馴
養された微生物を分離後、即座に固定化して、活
性の高い固定化微生物を補充できるので短時間で
処理水質を回復することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図、第２
図、第３図は本発明に係る固定化微生物造粒装置
の系統図、第４図は本発明と従来法とでの廃水処
理実験結果を示す図である。 １…廃水処理槽、２…固定化微生物分離装置、
４…微生物分離装置、６…固定化微生物造粒装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定化微生物を充填した廃水処理槽と、この
   廃水処理槽から排出される処理水中に浮遊してい
   る微生物を分離する微生物分離装置と、この微生
   物分離装置から分離した微生物を固定化し固定化
   微生物を造粒する固定化微生物造粒装置とを備え
   たことを特徴とする水処理装置。