JPH01236995A - 深層廃水処理法 - 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、担体に付着した微生物を使用して、深層処理
槽により、各種のＢＯＤ成分を含有する廃水（都市下水
：生活廃水二食品工場、化学工場、パルプ工場等からの
工場廃水：畜産廃水等）を処理する方法に関する。

従来の技術とその問題点 深層処理槽による廃水の処理法は、公知である。

例えば、特公昭５９−３８０３１号公報は、いわゆる超
深層曝気法の一例を開示している。この方法によれば、
下水処理設備の所要面積が著るしく減少するとされてい
るが、処理水と活性汚泥とを分離するための大きな沈降
槽を必要とするので、処理装置全体の敷地面積は、それ
程大幅には減少しない。

特公昭５７−５９０００号公報に開示された方法では、
上昇流の部分には汚泥に付着した粒子が存在せず、担体
から剥離した汚泥のみが存在するので、汚泥濃度が低く
、処理効率が悪い。また、酸素供給部と酸素消費部とが
分離して居るので、流動層下部まで酸素が十分に供給さ
れない場合があり、処理効率の低下を招く。更に、超深
層曝気方法ではないので、敷地面積も減少しない。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、深層廃水処理法における多数のパラメータ
ーを相互に関連付けて厳格にコントロールすることによ
り、従来技術の問題点を大巾に軽減し得ることを見出だ
した。即ち、本発明は、下記の方法を提供するものであ
る。

「下降流部分と上昇流部分とを備えた深層処理槽内で微
生物担体粒子により廃水を処理する方法であって、処理
槽の深さが５０ｍ以上、下降流及び１−昇流の線速か夫
々０．８ｍ／ｓｅｃ以上、担体粒子・の比重が１未満、
担体粒子の粒径が２ｍｍ以下、担体粒子の充填率が２０
〜５０％、下降流への吹き込みガスの酸素ａ麿が８０％
以上、吹き込みガス量（Ｇ）と循環液量（Ｌ）との体積
比（Ｇ／Ｌ）比が０．０５以下、汚泥濃度が１５０００
ｍｇ／ｌ以−ヒの条件を備えたことを特徴とする深層廃
水処理方法。」 以下、図面に示すフローチャートを参照しつつ、本発明
方法を更に詳細に説明する。尚、図面において、・は、
担体粒子を表し、Ｏは、気泡を表すものとする。

第１図において、深層処理槽（１）は、下降流部分（３
）と上昇流部分（５）とに分画されている。廃水は、ラ
イン（７）を経て深層処理槽（１）に導入され、ライン
（９）から酸素濃度８０％以上の高酸素濃度ガスを吹き
込まれた状態で微生物担体粒子とともに下降流部分（３
）内を下降した後、ライン（１７）を経てエアリフト（
１９）から空気を吹き込まれている上昇流部分（５）内
を上昇する。処理を終えた水の７部は、深層処理槽（１
）を出て、固液分離部（１１）を下降する。通常担体粒
子に付着する汚泥は、槽内の循環流の影響により、一定
の厚さ以上に成長することはないので、固液分離部（１
１）の下降線速が５ｃｍ／ｓｅｃ以下（好ましくは１ｃ
ｍ／ｓｅｃ以下）となるようにすれば、担体粒子は、下
降流に随伴することなくして分離可能である。しかしな
がら、固液分離部の断面積を大きくすることが出来ず、
下降線速が上記の範囲よりも大きくなる場合或いは比重
が比較的１に近い粒子を使用する場合には、粒子に付着
した微生物を固液分離部で何らかの装置又は手段により
剥離すればよい。この場合、例えば、空気吹き込みによ
る激しい撹拌、機械的攪拌、超音波による衝撃等の任意
の剥離方法又は剥離装置（図示せず）により、余剰汚泥
を微生物担体粒子から剥離すれば良い。汚泥を剥離され
た微生物担体粒子は、上昇して、上昇流部分（５）の上
部から再び下降流部分（３）に循環される。一方、固液
分離部（１１）を出た剥離汚泥を含む水は、滞留槽（１
３）を経て、ライン（１５）から系外に取り出される。

第１図においては、液の循環手段としてエアリフトを示
したが、担体粒子が破損しないかぎり、ポンプ、撹拌機
等の他の公知の手段を採用することができる。

本発明方法においては、同心円状に配置された内管と外
管とからなる二重円筒を処理槽として使用し、内管内を
下降流部分又は上昇流部分とし、内管と外管この間の空
間（外筒部）を上昇流部分又は下降流部分としても良い
。

本発明方法において採用される各種のパラメーターは、
相互に密接に関連しているので、その規定の理由を個々
に説明することは、必ずしも適切であるとはいい難いが
、その理由を示すならば、一応以下の通りである。

先ず、下降流部分（３）において、比重１未満の担体粒
子とともに廃水を安定して下降させるためには、若干の
余裕をみて、０．８ｍ／ｓｅｃ以ヒの線速を必要とする
。若し、下降流部分（３）への吹き込みガスとして空気
又は比較的酸素濃度の低いガスを使用する場合には、Ｇ
／Ｌ比が太きくなり過ぎて、液の循環抵抗が大きくなり
、気泡か合体して気泡流が形成されない等の問題点を生
じる。従って、下降流部分（３）への吹き込みガスとし
て酸素濃度８０％以上のガスを使用し且つＧ／Ｌ比を０
．０５以下とする。下降流の線速は、１〜２ｍ／ｓｅｃ
程度とし、Ｇ／Ｌ比は、０．０４〜０．００２程度とす
ることがより好ましい。本発明方法では、深層処理槽（
１）内の汚泥濃度を１５０００ｍｇ／９とし、高い負荷
で操作を行うことが可能である。若し、空気からの酸素
を利用して、この様な高い負荷で廃水処理操作を行うと
すれば、液の循環量を増大させなければならない。この
場合、（イ）液深を小さくし且つ処理槽の断面積を大き
くするかまたは（ロ）液の下降流及び上昇流の線速を大
きくすることが考えられる。しかしながら、前者の場合
には、工事費の増大及び循環量の増加に伴う動力費の増
大という問題があり、後者の場合には、線速上昇に必要
な動力費の増大及びエアリフトによる線速増加の限界等
の問題がある。しかるに、本発明では、深層処理槽（１
）の深さを５０ｒｎ以上とし且つ吹き込みガスの酸素濃
度を８０％以上とすることにより、上記の効果を達成し
ている。

本発明方法において、担体粒子の比重を１未満としたの
は、処理槽下部に担体粒子が滞留することを防止すると
ともに、万一、装置が停止した場合にも、再起動を容易
ならしめるためである。又、担体粒子の粒径が２Ｉｌｌ
Ｉ１１以下としたのは、粒子径が大きすぎる場合には、
充填した粒子の占める体積が増加するのに対して表面積
が減少するため、槽内の汚泥濃度を所定の高さに維持で
きなくなるからである。担体粒子は、成長した汚泥が付
着した状態においても、比重が１未満であるものが好ま
しい。より具体的には、例えば、粒径１ｍｍの粒子の場
合には、比重０．６５以下のものが、粒径２ｇ１＋１１
の粒子の場合には、比重０．９以下のものが好ましい。

この様な担体粒子としては、発泡及び非発泡のプラスチ
ック粒子、発泡させた無機材料粒子（例えば、頁岩、黒
曜岩等の岩石を破砕し、焼成して発泡させたものや、シ
ラスバルーン等の発泡セラミクス粒子等）、木材破砕片
等が例示される。

担体粒子の充填率（処理槽中で担体粒子の占める体積の
割合）を２０〜５０％としたのは、２０％未満の場合に
は、担体粒子の使用による効果が十分に発揮されず、一
方、５０％を上回わる場合には、気−液混合相の循環に
多大のエネルギーを必要とするからである。

発明の効果 本発明によれば、以下の如き顕著な効果が達成される。

（ａ）処理槽内の活性汚泥濃度を高く維持することがで
き、且つ、汚泥の分離返送を要しない即ち沈降槽が不要
となるので、装置を小形化することができる。

（ｂ）糸状菌等によるバルキングが発生しても、操作が
妨げられることはない。

（ｃ）操作が停止した場合にも、担体粒子が処理槽上部
に浮上するので、再起動が容易である。

（ｄ）汚泥による目詰まりがなく、粒子の回収も容易で
ある。

実施例 以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明らかにする。

実施例１ 同心円状に配置された内径１８ｃｍの内管と内径２６ｃ
ｍ０外管とからなる長さ１５０ｍの二重円筒からなる深
層処理槽において、内管内を下降流部分とし、内管と外
管との間の空間（外筒部）を上昇流部分とする循環経路
を形成させ、ＢＯＤ６００ｍｇ／９の食品工場排水１６
０ｍ／口を処理した。

担体粒子としては、処理槽の内容積の３０％に相当する
量の発泡ポリプロピレン樹脂（粒径１．５ｍｍ、比重０
．７）の表面に活性汚泥を予め付着させたものを使用し
た。

処理液の循環を行うために、外筒部の水深３０ｍのとこ
ろから上昇流に５ｍ’／時間の割合で空気を吹き込んで
エアリフトを形成した。上昇流の線速度は、０．８０ｍ
／ｓｅｃであり、下降流の線速度は、０．８７ｍ／ｓｅ
ｃであった。

又、内管の水深２０ｍのところから下降流に純酸素２．
５ｒｒ？／時間を吹き込んだ。この時の下降流中のＧ／
Ｌは、０．０３１３であった。

その結果、担体粒子は、処理槽中を均一に循環しており
、処理槽内の汚泥濃度は、２００００ｍｇ／ｌであった
。従って、ＢＯＤ汚泥負荷は、０．６ｋｇＢＯＤ／ｋｇ
ｓｓ・口で運転が行われた。

かくして得られた処理水のＢＯＤは、４５ｍｇ／ｌにま
で低下していた。

比較例１ 実施例１におけると同様の食品工場廃水を公知の超深槽
曝気方法により実施例１と同様のＢＯＤとなるまで処理
した。

槽内の汚泥濃度は、５０００ｍｇ／ｌであり、ＢＯＤ汚
泥負荷を０．６ｋｇＢＯＤ／ｋｇｓｓ・日として処理を
行なうためには、直径５２ｃｍｘ長さ１５０ｍの処理槽
が必要であった。また、そのほかに処理槽からの混合液
を脱気処理するための真空脱気塔、脱気済みの混合液を
処理水と返送汚泥とに分離する沈澱槽（直径４．５ｍＸ
高さ４ｍ）、返送汚泥を曝気槽に返送する返送汚泥ポン
プなどの付加的な装置が必要であり、これら装置用の敷
地として５ｍＸ１０ｍの面積が必要であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様を説明するためのフロー
チャートである。 （１）・・・・・・深層処理槽 （３）・・・・・・下降流部分 （５）・・・・・・上昇流部分 （７）・・・・・・廃水供給ライン （９）・・・・・・高濃度酸素含有ガス供給ライン（１
１）・・・・・・固液分離部 （１３）・・・・・・滞留槽 （１５）・・・・・・処理水取り出しライン（１７）・
・・・・・空気供給ライン （１９）・・・・・・エアリフト （以上） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下降流部分と上昇流部分とを備えた深層処理槽内
   で微生物担体粒子により廃水を処理する方法であって、
   処理槽の深さが５０ｍ以上、下降流及び上昇流の線速が
   夫々０．８ｍ／ｓｅｃ以上、担体粒子の比重が１未満、
   担体粒子の粒径が２ｍｍ以下、担体粒子の充填率が２０
   〜５０％、下降流への吹き込みガスの酸素濃度が８０％
   以上、吹き込みガス量と循環液量との体積比が０．０５
   以下、汚泥濃度が１５０００ｍｇ／ｌ以上の条件を備え
   たことを特徴とする深層廃水処理法。