JPH0221315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉末吸着（吸収と吸着を含む）剤と
１個以上の固定媒体フイルター（生物充填塔、散
水フイルターとしても知られている）とで廃水を
処理する方法に関する。 固定媒体フイルターは、特に散水フイルターと
して知られる好気的態様での、比較的汚染度の低
い廃水の処理に普通使用されている。典型的に
は、散水フイルターは粉砕岩、自然界の石、木材
スラツトやプラスチツク媒体が充填された塔から
なり、この塔は生物相の発育のために大きな表面
積を与えるのみならず、その間質空間は、大きな
降圧や固体でのつまりを伴うことなく、液体が下
向きに、空気が上向きか下向きに流れるのに十分
な寸法を有する。媒体の空隙の目詰まりを防ぐた
めには、固体含有廃水の予備浄化が必要であると
一般的に考えられている。岩の様な媒体は直径が
普通２〜４インチ（5.08〜10.16cm）であり、高
速フイルターでは材料のサイズはそれより大とな
る。最近開発されたプラスチツク媒体はそれより
大きな空隙空間寸法を与える。多くの場合には廃
水は媒体を再循環させて生物相の発育性をより良
く維持し、かつ処理レベルを高める。提案した流
れ図は“Sewage Treatment Plant Design、
WPCF Manual of Practice No.８（1977）”
〔米国水汚染防止協会（Water Pollution
Control Federation）編〕、283〜309頁、に見い
出すことができる。大部分の散水フイルター装置
での送気は床での自然の対流によるが、ブロワー
を使用しての人工送気も使用されている。例え
ば、アメリカ特許2308866号、3966599号公報を参
照されたい。 実際には、散水フイルターでは、例えば活性ス
ラツジシステムと同一レベルの５日間生化学的酸
素要求量（BOD₅）除去率に達することは不可能
である。散水フイルターの使用は、20〜40mg／
という流入水のBOD₅が許容される場合か部分的
処理が可能の場合に普通、限定されている。現存
の散水フイルター装置では実質的硝化はほとんど
達成されていない。硝化が起きると、多くの場
合、最終浄化装置での脱質により浮遊固体の浮
遊、被処理廃水流中への流入が生ずる。 媒体表面に形成される生物学的固体が形成と同
一速度で該表面から自然に脱離して、廃水成分を
除去するための大きな発育性微生物集団を維持す
るのが理想である。しかし、実際には、多くの場
合、脱離は断続的に、即ち、普通には、負荷超過
の時や毒物が廃水中に導入される時に生ずる。高
度処理の必要性が最大になるその様な時に散水フ
イルターはその生物学的固体のうちの多くを失
い、BOD₅と浮遊固体の除去率ははるかに低下
し、その状態が長期間（多くの場合数週間）続
く。かかる異常後の炭素によるBOD₅除去よりも
長時間にわたつて硝化が起きて再確立される。 大部分の散水フイルター装置への流入量は冬の
気候条件下では減少する。冬のBOD₅除去率は夏
の除去率より、多くの場合に20〜25％低い。 幾つかの流水基準における最近の変化により、
相当の窒素を除去することに加え、BOD₅を５〜
15mg／ないしそれ以下に除去することが必要に
なつた。散水フイルター自体は一般論としてはこ
れらの基準に合致できない。別の、より安価な処
理方法が提案され、使用されている。 粒状活性炭の様な吸着剤が充填されたカラム
が、ほんの痕跡量の浮遊固体が存在する廃水流か
ら被吸着性成分を除去するのに使用されている。
小量の固体であつても結果的には間質空間の目詰
まり及び、床（例え、２〜３mmないしそれ以上の
直径を持つ最大有効炭素粒子でできていても）の
過度の表面損失を起こすことがある。床の内部や
表面に生物が発育していることによつても流速は
厳しく制限され、かつ、かかる場合での炭素カラ
ムの使用が妨げられる。 上向き流型膨張床を使つて目詰まり問題をなく
している。液体又は液体と空気との上向き流によ
り炭素粒子が混合物中に浮遊することとなる。性
能とコストの利点の故に直径が0.4〜1.7mmの粒状
炭素が典型的には使用される。 混成容器中での活性炭素の吸着剤の使用も知ら
れている。例えば、アメリカ特許3763040号公報
には複数のタンク中での連続水処理が示されてお
り、そこでは活性炭は水流に対して向流方向に輸
送される。 活性炭は、特定条件下では化学的酸化の触媒と
して働くと言われている。例えば、アメリカ特許
2086753号公報には、Ｈイオン、鉄、酸素含有ガ
スの存在下での被スルホン化活性炭素による廃水
汚染物質の非生物学的酸化が開示されている。
又、アメリカ特許3817862号公報には、活性炭の
存在下で、生物学的作用には依存することなく、
汚染物質を酸化することが示されている。 更に最近では、同一の混成被通気容器内で生物
学的酸化を粉末活性炭吸着と組み合せることが例
えばアメリカ特許3803029号、3904518号の公報か
ら知られている。 好気的又は嫌気的の生物学的処理による粉末活
性炭の再生はアメリカ特許3803029号公報に示さ
れている。湿式酸化による再生はアメリカ特許
3442798号公報に開示されており、湿式酸化での
再生を好気的生物−物理的処理システムに組み込
むことはアメリカ特許3977966号公報に示されて
いる。この公報では毒性廃水を吸着剤と組み合せ
て生物学的に処理する前に、該廃水を消耗吸着剤
と共に湿式酸化して毒物を分解し、かつ炭素吸着
剤を再生する。 本発明により、粉末吸着剤と組み合せて１〜４
個の固定媒体フイルターを使つて廃水を処理して
生物学的酸素要求量（BOD）、窒素、色、毒物等
の汚染要素を除く。 廃水から不純物を除く粉末吸着剤を廃水に加
え、微生物が付着している固定媒体フイルターを
下向きに通過させる。空気を自然の対流か人工通
気によりフイルターを上向きか下向きに通過させ
る。 フイルターを通過した吸着剤−廃水混合物又は
被浄化廃水の一部をフイルター入口に再循環でき
る。この部分は、流入廃水の最高300％迄の容量
に等しい。 固定媒体フイルターからの吸着剤−廃水混合物
の残留部分中の吸着剤を濃縮スラリーとして該混
合物から分離する。このスラリーは固定媒体フイ
ルターの入口へ再循環させて別の流入廃水と混合
してもよい。該スラリーの一部は再生、導入廃水
への再循環のために断続的又は連続的に除去でき
る。別法として、該スラリーの一部を場合に応じ
て除去・廃棄できる（特に、廃棄が再生より安価
である場合）。かかる廃棄は、１トンの吸着剤当
たりの再生コストが高い、非常に小さい廃水処理
プラントにとり好ましい。固定媒体フイルターか
らの混合物の一部又は全部を静止沈殿・浄化ゾー
ンへ送り、そこで沈殿性固体を被処理廃水から分
離する。 粉末化吸着剤は、廃水から汚染物質を吸着する
物質ならいづれでもよい。重量でその少くとも1/
２が有効直径が0.03〜0.3mmである粒子からなる粉
末活性炭（PAC）が好ましい吸着剤である。フ
ライアツシユ、フラースアース、珪藻土の様な他
吸着剤も使用できる。 吸着剤添加量は廃水特性、放流要件、経済性に
依存して廃水の25〜8000mg／である。 沈殿・浄化ゾーンから放出される吸着剤含有固
体の一部は再循環できる。残部は再生・再循環し
ても投棄してもよい。再生工程は湿式酸化が好ま
しい。炉での再生や嫌気性生物学的処理も使用で
きる。 廃水−吸着剤混合物は２、３又は４個の固定媒
体フイルター（各フイルターの後に沈殿・浄化装
置の様な固液分離装置を配置）を連続通過させる
（吸着剤は段階から段階へは廃水と全く向流関係
で、しかし、各塔内では同方向として装置を通過
し、即ち、廃水と吸着剤とは各塔を一緒に下向き
に通過する）。 ２段階を利用する本発明は、 (a) 流入廃水を第一固定媒体フイルター（その内
部では空気が自然対流しており、かつ、媒体表
面には微生物が発育している）を通過させ； (b) その後、該第一固定媒体フイルターから第一
重力式沈殿・浄化装置に廃水を送つて固体を除
き、かつ第一段階浄化廃水を形成し； (c) 工程(b)の第一段階浄化廃水に、該廃水から不
純物を吸着できる固体粉末吸着剤を加えて混合
物を形成し； (d) 該混合物を最終固定媒体フイルター（その内
部を空気が自然又は人工の通気で通過してお
り、該媒体表面には微生物が発育している）を
下向きに通過させて廃水、吸着剤、微生物、空
気をよく接触させ； (e) その後、該最終フイルターからの混合物から
固体を最終重力式沈殿・浄化装置内で分離して
最終段階浄化廃水を生成し； (f) その後、最終重力式沈殿・浄化装置からの吸
着剤含有分離固体を別の流入廃水に加え、流入
廃水と固体とを第一固定媒体フイルターを下向
きに通過させて廃水、吸着剤、微生物、空気を
よく接触させ； (g) その後、工程(f)の第一固定媒体フイルター
からの廃水と固体を第一重力式沈殿・浄化装置
へ送つてそこで固体を廃水から分離して第一段
階浄化廃水を得； (h) 第一重力式沈殿・浄化装置からの分離固体
の一部又は全部を再生プロセスに連続又は場合
に応じて送り、そこで被吸着・沈殿廃水成分と
微生物を破壊し、吸着剤の吸着性を回復し； (i) 工程（ｈ）の再生固体を工程（ｇ）の第一段
階浄化廃水に再循環し、生成混合物を工程(d)の
最終固定媒体フイルターを通過させ； (j) 工程（ｇ）の残留第一段階分離固体の一部又
は全部を工程(f)の流入廃水へ再循環させ； (k) 新鮮な補充吸着剤を連続又は場合に応じて
加えて吸着剤の損失を相殺し； (l) 装置内に蓄積した灰を連続又は場合に応じて
除去し； (m) 最終段階浄化廃水を別の処理工程、再使用
又は廃棄工程へ送り； (n) 工程(c)〜（ｍ）を連続してくり返す； ことからなる方法。 本発明の別の態様は、中間に沈殿・浄化ゾーン
のない２〜４個の固定媒体フイルターを特徴とす
る。粉末性吸着剤が一般論として同一の方向で処
理対象の廃水流に伴なう。 本発明の更に別の諸態様では３又は４段階を利
用する。２段式システムにおけると同様に、吸着
剤の全運動は廃水流に対して向流である。 本発明の更に別の態様においては、廃水が固定
媒体フイルター通過後に吸着剤を混合して廃水中
の汚染物質を沈殿・浄化装置内で除去のために吸
着・凝集する。吸着剤をフイルターを通過させる
ことなく高速で固体と被吸着性物質が除去され
る。そのプロセスは下記工程からなる。 (a) 該廃水を一次静止沈殿・浄化ゾーンへ送つて
沈殿性固体を除き、一次浄化廃水を得る； (b) 該一次浄化廃水を、固定媒体フイルター（自
然又は人工の通気により空気が通過しており、
又、媒体表面には微生物が発育している）を下
向きに通過させる； (c) 粉末化吸着剤を該固定媒体フイルターからの
廃水へ加えて混合物を形成する； (d) 該混合物を二次静止沈殿・浄化ゾーンへ送つ
て沈殿性固体を除き、二次浄化廃水を生成す
る； (e) 沈殿固体を二次静止沈殿・浄化ゾーンから、
一次静止沈殿・浄化ゾーンへ送られる流入廃水
へ送る； (f) 沈殿固体を一次静止沈殿・浄化ゾーンから再
生プロセスへ送り、そこで吸着剤の吸着性を少
くとも部分的には回復し、他の有機固体を破壊
する； (g) 再生工程からの固体を、工程(c)の該固定媒
体フイルターからの別の廃水に加える。 かかる態様は、流入廃水が高濃度の可溶性有機
物を含むか、フイルター媒体に付着し、その表面
で発育している微生物に毒性の物質を含む場合に
特に有用である。 本発明では再生したばかりの吸着剤を生物学的
に処理した廃水と接触させて痕跡量の有機物を除
き、同時に、大割合の流入有機物や毒物も除く。
従つて微生物が食物について過剰負荷（過剰の
Ｆ／Ｍ比）となつて酸素が不足することも、毒物
にやられることもない。 好ましい操作法では吸着剤、PACを湿式酸化
で再生する。低濃度の短鎖可溶性有機物を被再生
固体からエルトリエーシヨンし、流入廃水流へ送
る。 本発明の別の態様では、２個以上の固定媒体フ
イルター（各々の後に沈殿・浄化装置を配置）か
らなる装置を吸着剤を一般的には向流の流れとし
て通過させる。２段装置では本発明は次工程から
なる。 (a) 該廃水を一次静止沈殿・浄化ゾーンへ送つて
沈殿性固体を除き、一次浄化廃水を生成する； (b) 該一次浄化廃水を第一固定媒体フイルター
（自然又は人工の通気で空気が通過しており、
かつ、微生物が媒体表面に発育している）を下
向きに通過させる； (c) 廃水を第一固定媒体フイルターから第二静止
沈殿・浄化ゾーンへ送つて沈殿性固体を除去
し、かつ、一次浄化廃水を生成する； (d) 該一次浄化廃水を第二固定媒体フイルター
（空気が自然又は人工の通気で通過しており、
かつ、微生物が媒体表面で発育している）を下
向きに通過させる； (e) 該第二固定媒体フイルターからの廃水に粉末
化吸着剤を加えて混合物を形成する； (f) 第二固定媒体フイルターからの廃水と吸着剤
との混合物を最終静止沈殿・浄化ゾーンへ送つ
て沈殿性固体を除き、二次浄化廃水を得る； (g) 最終静止沈殿・浄化ゾーンからの沈殿固体
を、第一固定媒体フイルターから該第二静止沈
殿浄化ゾーンへ送られる廃水へ送つて混合物を
形成する； (h) 第二静止沈殿・浄化ゾーンからの沈殿固体
を、該第一静止沈殿・浄化ゾーンに送られる流
入廃水へ送る； (i) 該一次静止沈殿・浄化ゾーンからの沈殿固体
を回収、再生又は投棄の工程へ送る。 １個以上の追加中間段階を第一段階と最終段階
との間に追加してよい（各段階は固定媒体フイル
ターと、その下流側の沈殿・浄化ゾーンになる）。 第１図において、粉末化吸着剤２〔好ましくは
粉末化活性炭（PAC）〕を浄化又は非浄化の廃水
１に加え、固定媒体フイルター３へ送る。吸着剤
添加速度は、所要処理レベル、廃水組成、廃水中
の吸着性成分の特性に依存する。通常は200〜
6000mgの新鮮な再循環吸着剤を廃水１当たりで
使用するが、廃水中に毒物が発生する場合には
8000mg／という多量を必要とする。廃水によつ
ては25mg／という低い吸着剤濃度で有効であ
る。 粉末化活性炭が好ましい吸着剤であるが、フラ
イアツシユ、フラース アース、等の他吸着剤の
使用も考えられる。高い吸着表面積と、沈殿室内
での最適沈殿速度とを与える吸着剤の粒子サイズ
は直径が30〜300ミクロン（0.03〜0.3mm）であ
る。但し、吸着剤粒子の一部がそれより大又は小
の直径を有してもよい。 流入廃水が高濃度の浮遊固体を含む時には、前
もつて固体を除けば吸着剤の寿命が延びる。 フイルター３の媒体は岩、プラスチツク、木材
その他、生物学的分解に耐えるものならばなんで
もよい。但し、単位容量当たりの表面積が高く、
かつ、間質空間が容易に目詰まりすることのない
サイズと形をしていることが好ましい。該媒体
は、生物相、吸着剤、酸素が廃水成分とよく接触
できる表面を提供する。 該媒体の表面に形成された膜は生物塊と、その
構造内に組り込まれた吸着剤とからなる。膜中の
生物塊と吸着剤との比は本質的には、装置での固
体滞留時間、装置へ給送される廃水の組成、流入
廃水へ給送される吸着剤の濃度に依存する。吸着
剤は廃水から被吸着性物質の除去を助けるのみな
らず、被吸着性−易生物分解性物質の滞留時間を
実質上高めるという効果をも持つ。正味の結果
は、吸着剤の吸着能をはるかに越える不純物の除
去と、除去効率における大きな変動の回避とであ
る。 吸着剤の一部は廃水中に浮遊したままであり、
媒体表面の膜に組み込まれることなく媒体を通り
過ぎる。組み込まれない吸着剤は一般的に、吸着
剤使用量の増加につれて増量する。更に、吸着
剤、生物相、廃水からの固体から構成される表面
膜固体は媒体から自然に連続脱離する。生物学的
固体、灰その他の固体も吸着剤含有廃水中に存在
するが吸着剤−廃水混合物と呼ぶ。 第１図に示される通り、組み込まれていない吸
着剤と脱離固体とを含む廃水４が固定媒体フイル
ターから流出する。好ましくは、一部６を再循環
して媒体表面を連続ないしほぼ連続の湿潤状態に
維持する。最適水圧負荷は媒体特性に依存し、例
えば、石が媒体である場合には５〜15×百万ガロ
ン／日／エーカー（５〜15×0.00094×百万／
日／m²）であり、プラスチツクが媒体である場合
には15〜150×百万ガロン／日／エーカー（15〜
150×0.00094×百万／日／m²）である。廃水４
の残りが固液分離装置５（典型的には静止沈殿・
浄化ゾーン又は容器）に入る。吸着剤の比較的高
い比重の故に起きる急速沈殿のために、他の場合
に必要なよりも小さな沈殿容器の使用が可能にな
る。凝集剤７を加えて浄化を更に促進してもよ
い。 所望ならば浄化廃水８を周囲への放流、再使
用、三次処理前に粒状媒体フイルター９で更に処
理する。所望ならば、浄化廃水の一部１５を未浄
化廃水６と共に又はその代わりに再循環してフイ
ルター３に所望の水圧負荷とする。 生物塊と吸着剤の両者を含む沈殿固体１１を流
入廃水１に向けて再循環する。 好適吸着剤である粉末活性炭を使う時には、浮
遊したままの部分が幾つかのユニークな利点を提
供する。毒物に対する吸着能を提供して、毒物が
受入水域に放流されたり付着生物固体が毒でやら
れるのを防ぐのみならず、廃水における酸素移動
能を高めるという追加利点がある。従つて、フイ
ルター３内での硝化に適した条件が高められ、即
ち、フイルターの上部でのBOD除去率が高まり、
表面層での固体滞留時間が長くなり、たのため硝
化菌の発育が増大し、かつ、毒物又は過剰負荷に
よる異常に対する傾向が非常に少なくなる。 吸着剤含有固体１１の一部１２は生物学的酸
化、嫌気性硝化、炉又は湿式酸化での熱処理によ
り再生できる。選択する特殊プロセス１３で生物
学的有機固体を破壊し、吸着性を更新する。再生
有効性、操作の容易さ、全体のコストという観点
から、湿式酸化が活性炭再生にとり好ましい処理
である。湿式酸化は、活性炭に吸着された毒物の
破壊に特に有効であり、又、過剰の生物学的物質
を有効に破壊する。４時間〜30日の好気性生物学
的処理、10〜60日の嫌気性消化を択一的再生プロ
セスとして使用できる。 装置内に蓄積することのある灰１６は好ましく
は、再生工程１３から、或は、再生することなく
他の沈殿固体１７と共に回収・廃棄する。 従来の散水フイルターでは毒物又は有機物の過
剰負荷のために一般的には、媒体から生物学的固
体が過度に脱離する。そのため、高負荷・毒性廃
水導入期間中は処理能力が劣る。 本発明では、単に吸着剤添加速度を高めれば廃
水からの毒物と過剰有機汚染物質の除去率が高ま
る。被吸着物はついで再生プロセス１３で破壊し
て、全体的処理レベルに対する毒物と過剰負荷の
影響を最小にする。吸着剤添加速度は、新鮮な、
又は貯蔵してあつた再生吸着剤の添加又は再生速
度の上昇により上昇できる。毒性が激しくて媒体
からの固体の脱離が多い時には特に後者の方法が
有効である。 装置へ追加ステージを組入れると、第２図に示
される別の操作上の利点が生ずる。装置を通つて
の廃水１の一般的流れ（再循環流を除く）は第一
固定媒体フイルター３を通り、沈殿・浄化容器４
に入る。浄化廃水７は第二固定媒体フイルター
３′に移り、そこを通つて第二沈殿・浄化容器
４′に入る。被処理・浄化廃水７′は最終沈殿・浄
化容器から放流される。必要ならば、最後の固体
除去のために粒状媒体フイルター１４を通しても
よい。 吸着剤２（粉末活性炭が好ましい）を、第二フ
イルター３′に入る廃水１２′に加える。初めの添
加後にほんの小量の新鮮吸着剤を追加して廃水中
での所望濃度を維持する必要がある。吸着剤と脱
離生物塊を含む流出廃水５′は、固液分離装置
４′（典型的には沈殿・浄化容器）で浄化される。
凝集剤１３を加えて浄化を促進してもよい。固体
含有廃水５′の一部６′は第二塔に入る廃水１２′
に再循環して媒体を必要な湿潤状態に維持するこ
とが好ましい。所望ならば、浄化廃水２′の一部
１７を再循環未浄化廃水６′の外に、或はその代
わりに再循環できる。この方法は、過剰濃度の脱
離固体を他の方法で固定媒体フイルターへ返送す
る時に追行するのが典型例である。 第２図において、沈殿・浄化容器４′からの吸
着剤含有固体８′を沈殿固体８とあわせ、第一フ
イルター３へ入る廃水１に加える。従つて、浮遊
吸着剤は廃水流に対して全く向流の関係で移動し
て、吸着能をより効率よく使用せしめる。 第一固定媒体フイルター３からの流出混合物５
は前述の如く、流れ６として流入廃水１に一部再
循環される。残りは沈殿・浄化容器４に入り、そ
こで吸着剤と生物学的固体とは廃水から分離され
る。これら固体の一部９は好気性生物学的酸化、
嫌気性消化、炉内での熱処理、湿式酸化のプロセ
ス１０により再生する。湿式酸化が好ましい処理
プロセスである。被再生固体１１は第二フイルタ
ー３′に入る廃水１２′に返送する。所望ならば、
浄化廃水の一部１８を未浄化廃水６の外に、或は
それに代えて流入廃水１に再循環できる。この操
作は、固体の過剰脱離に起因する、フイルター３
への固体の一時的過剰負荷を防ぐのに必要な時に
行うのが典型的である。 装置内に蓄積する灰１６は再生工程から、或
は、他の沈殿固体と共に沈殿・浄化容器４から回
収・廃棄するのが好ましい。灰から吸着剤を分離
しないと小量の吸着剤は灰と共に失われる。 以上は、２つの固定媒体フイルター（各々の後
に固液分離装置を配置）を用いた２段階式装置の
例示であるが、１個ないしそれ以上のフイルター
分離装置の組合せセツトを第２図の第１段と第２
段との間にはさみ、分離固体を挿間段階及び最終
段階を通つて段階的向流として廃水へ送る、３段
階式ないしそれ以上の態様も意図される。第３図
では、かかる配置は垂直線Ａ，Ｂの間に示された
中間段階の追加により例示される。別法として、
２ないしそれ以上の中間段階を使用できる。 第３図では、第一段からの浄化廃水１２′を最
終段階からの分離固体８′とあわせ、固定媒体フ
イルター３″と固液分離装置４″とを通過させる。
分離固体８″は第一段階へ、浄化廃水１７″は最終
段階へ送る。別法として、固体と廃水５″との一
部６″又は浄化廃水１７″の一部１８′を、フイル
ターへ入る廃水１２′へ再循環させる。 全システムを上述の如く操作する時には炭素
BOD₅除去の大部分が第一フイルターで起き、第
二フイルターでの硝化菌の増殖に適した条件が提
供される。活性炭の使用による高酸素転移能によ
り硝化が高度になる。有機物過剰負荷中に必要な
らば、酸素含有ガスを第一フイルターへ注入して
酸素不足を防ぐ。 吸着剤を使用しない従来装置では硝酸イオン、
亜硝酸イオンのＮガスへの被制限的脱室が沈殿・
浄化容器内で生じ、固体塊が表面に浮上し、処理
済廃水中に運ばれる。この不幸な状況は本発明の
高度に沈殿性の吸着剤の使用により防止される
（固体を上向きに運ぶことなくＮ気泡を逃がす）。 本発明は有毒廃水の処理に特に有効である。毒
物が廃水中にたまたま発見された時には吸着剤濃
度を急速かつ容易に高めて毒物に対処できる。異
常廃水特性期間後に過剰の消耗吸着剤をその後の
使用のために再生・貯蔵する。例えば、被再生粉
末活性炭をフイルタープレスか他プレスで50％固
体以上になる迄脱水して湿潤固体として貯蔵する
か、更に乾燥して粉末として貯蔵できる。 新鮮又は再生の吸着剤を最終固定媒体フイルタ
ーに加えて最終痕跡量の毒物を吸着し、受入れ水
域への害を防ぐ。 廃水が毒物を含む時には湿式酸化が好ましい再
生プロセスである。広範囲のかかる物質が有効に
破壊されるからである。 第４図には、２段階３，３′の固定媒体フイル
ターと１つの最終浄化・沈殿ゾーン４′が示され
ている。２段階が示されているが、合計で３個以
上の段階を１つの最終沈殿・浄化ゾーンと共に利
用してもよい。 第４図において、流入廃水１は固定媒体フイル
ター３，３′を連続通過して沈殿・浄化ゾーン
４′に入る。処理済浄化廃水１５′は放出するか、
好ましくは、粒状媒体（砂）フイルター１４で濾
過して、流れ１５として次の処理工程、再使用又
は廃棄へ送る。 粉末化吸着剤２はまず、第二処理段階３′に入
る廃水流５へ加える。フイルター３′からの廃
水・吸着剤混合物の一部６′は同一フイルターへ
再循環する。 沈殿・浄化装置４′からの吸着剤含有沈殿固体
を再生工程１０へ送り、再生吸着剤１１は流入廃
水１へ送る。未再生吸着剤の一部８は廃水１へ直
接送つてもよい。別法として、第二固定媒体フイ
ルターからの廃水・吸着剤混合物５′の一部２０
は流入廃水１へ再循環してもよい。例えば、吸着
剤は両段階を通り、各段階内で流れ６，６′とし
て内部的に再循環する。廃水の全吸着剤濃度（再
循環吸着剤８，１１，２０を含む）は25〜8000
mg／の範囲内の所望レベルに維持する。 灰１６を再生工程で除去して吸着剤の有効寿命
を延ばすことができる。 本発明の別の態様では粉末化吸着剤を固定媒体
フイルター処理システムの最終浄化装置に加え、
沈殿させ、次の上流側浄化装置へ送つて、吸着剤
の流れを一般的には、廃水流に対して向流方向と
する。吸着剤の大部分は固定媒体フイルター
（単、複）は通過しない。 その結果、固定媒体フイルターへ送られる有機
物と毒物とは減り、毒物に対する過剰負荷に起因
する生物相の異常が防止される。過剰負荷フイル
ターに共通の汚染状態は防止され、高レベルの処
理が達成される。 第５図は、単一の固定媒体フイルター２３を利
用したかかるプロセスの流れ図である。流入廃水
１中の沈殿性固体は一次沈殿・浄化装置２２で除
き、一次浄化廃水２４はフイルター２３を通る。
処理済廃水２５の一部６はフイルター２３を通し
て再循環できる。吸着剤２（好ましくは粉末化活
性炭）を、二次沈殿・浄化装置５へ向かう廃水２
５に加えて混合する。かくて処理済の浄化廃水８
は低濃度のBOD、COD、固体を含む。厳格な規
則に合致することが必要ならば粒状媒体フイルタ
ー９を使つて痕跡量の浮遊物を除くか、凝集剤を
最終沈殿・浄化装置へ入る廃水８へ加えて浄化を
更に高めてもよい。 吸着剤含有浮遊固体２６を流入廃水１と混合し
て相当量のBOD、COD、浮遊固体、毒物をそれ
から除く。吸着により可溶性有機物が除かれるば
かりでなく、吸着剤の重り効果により浮遊固体が
非常に高度に除かれる。 一次沈殿固体２７は再生プロセス２８へ送り、
そこで吸着剤を再生し、一次固体中の有機物を破
壊してもよい。別法として、一次沈殿固体の一部
２９を、二次沈殿・浄化装置５へ向かう廃水２５
と混合できる。経済的に許容されるならば、一次
沈殿固体３０を例えば、土として、或は脱水・埋
立用に投棄してもよい。 再生プロセス２８は10〜60日の嫌気性消化でよ
い。しかし、好ましい再生プロセスは湿式酸化で
ある。 一次沈殿固体２７中に蓄積する灰３１は比重差
により、再生プロセス２８の間か後に吸着剤から
分離し、除去・廃棄できる。 再生吸着剤３２を、最終即ち二次沈殿・浄化装
置５へ向かう生物学的に処理された廃水２５と混
合する。しかし、典型的には、再生吸着剤スラリ
ーは、高度に生物分解性の小量の低分子量非被吸
着性有機物を含む。任意のエルトリエーシヨン即
ち洗滌工程３４ではこれら有機物は水流３５中に
除き、流れ３６として流入廃水へ、或は、流れ３
７として固定媒体フイルター２３へ返送できる。
ついで再生吸着剤３８を流れ２５へ送る。この洗
滌即ちエルトリエーシヨン工程は吸着剤から灰３
１′を分離・除去するのにも使用できる。 第５図の態様で使用される原理は多段式固定媒
体フイルターシステムにも応用できる。かかる態
様は第６図に例示されている（第一段階フイルタ
ー４０とこれに付随する沈殿・浄化装置４１、及
び最終段階フイルター４２とこれに付随する最終
沈殿・浄化装置４５）。所望ならば、線Ａ−A′と
Ｂ−B′との間に示される如く、１個以上の中間
段階を第一段階と最終段階との間に設置してよ
い。 第６図で、流入廃水１は一次沈殿・浄化装置２
２へ入り、そこで浮遊固体を沈殿・除去する。一
次浄化廃水２４を２個以上の段階の各々を連続し
て通し、一方、最終沈殿・浄化装置４５に入る廃
水４８に添加・混合した粉末化吸着剤２を各沈
殿・浄化装置を逆順に通し、各段階で廃水から可
溶物と浮遊物を除き、暫進的に精製された廃水を
生成する。 ２段階システムを第６図に、線Ａ−A′の上方
に線Ｂ−B′を加えることにより例示する（中間
段階を省く。これにより線Ａ−A′，Ｂ−B′と交
差している流れ線が一致する）。 それゆえ流入廃水１を一次沈殿・浄化装置２２
へ送つて沈殿性固体２７を除き、一次浄化廃水２
４を生成し、それを第一固定媒体フイルター４
０、重力式沈殿・浄化装置４１を連続通過させて
最終固定媒体フイルター４２、重力式沈殿・浄化
装置４５へ送る。 最終浄化廃水８を廃棄、再使用又は次処理工程
へ送る。別法として、浄化廃水を粒状媒体フイル
ター９を通過させて浄化廃水１０として放出す
る。 まず粉末化吸着剤２を最終固定媒体フイルター
４２からの廃水４８と混合し、重力式沈殿・浄化
装置４５で沈殿させる。生成スラツジ５０は吸着
剤、被吸着固体、沈殿性浮遊固体（フイルター媒
体から脱離した微生物を含む）を含む。このスラ
ツジ５０を第一固定媒体フイルター４０からの廃
水と混合し、廃水からの大量の溶解・沈殿性物質
を重力式沈殿・浄化装置４１で除く。生成した吸
着剤含有沈殿スラツジ２６を流入廃水１と混合
し、一次沈殿・浄化装置２２でそれから分離す
る。 スラツジ２７の少くとも１部を再生工程２８へ
送り、そこで吸着剤を再生し、被吸着・沈殿廃水
成分とフイルター媒体から脱離した微生物を破壊
する。 再生工程は湿式酸化、嫌気性消化、好気性処理
又は高温炉式再生でよい。 一次スラツジの一部３０は除去・廃棄できる。
所望ならば一部２９は最終段階へ再循環させて、
そこで、最終沈殿・浄化装置４５へ向かう廃水流
４８と混合する。 再生吸着剤３２も廃水流４８へ再循環する。別
法として、再生吸着剤３３中に残つている短鎖炭
化水素を、最終段階へ送る前に装置３４で洗滌即
ちエルトリエーシヨンできる。ついで、エルトリ
エーシヨン液即ち洗水３５を流れ３６として流入
廃水１へ、或は流れ３７として一次浄化廃水２４
へ送る。 沈殿固体中に蓄積する灰３１は再生工程で除去
するか、洗滌即ちエルトリエーシヨンプロセス３
４からの流れ３１′として除去できる。 本発明の別の態様では、吸着剤含有固体５３
（再生であれ、非再生であれ）を、最終固定フイ
ルター４２に入る廃水に再循環する。スラリー或
は再生吸着剤含有固体中に存在する可能性のある
短鎖化合物は非常に生分解性であり、フイルター
４２で急速消費される。 必要に応じて新鮮な吸着剤を加えて、再生工程
で失われた、最終流出液８又は１０と共に放出さ
れた、或は、灰流３１又は３１′は沈殿固体３０
と共に最終的に廃棄された吸着剤を補充する。 実施例 １ 連続パイロツトプラントシステムを第１図の配
置により構成した。直径10インチ（25.4cm）の充
填塔に、１インチ（2.54cm）サイズのサドル形充
填物からなる固定媒体を10インチ（25.4cm）の深
さに充填した。この浄化装置は直径が８インチ
（20.32cm）であり、床高が５インチ（12.7cm）
で、面積が0.25平行フイート（0.023m²）のサン
ドフイルターが提供された。その70％が325メツ
シユスクリーンを通るサイズをした粉末活性炭を
吸着剤として加えた。消耗炭は撹拌オートクレー
プ内で湿式酸化により再生した。 生物学的処理に耐えた都市廃水を150ml／分で
導入した。まず粉末炭を加えて廃水中の濃度を約
6700mg／とした。流入廃水と等しい容量で充填
塔から吐出した混合物４の一部を充填塔入口に再
循環した。充填塔からの廃水と炭との混合物の残
りを浄化装置５へ送り、そこで炭素固体を分離し
た。ついでこの浄化廃水をサンドフイルターを通
過させて残留粒状物を除去した。浄化装置からの
固体１１を75ml／分の速度で充填塔入口へ再循環
した。充填塔に対する全水圧負荷は11.4×百万ガ
ロン／エーカー／日（11.4×0.00094×百分／
m²／日）だつた。 装置内の全炭素の約３％を毎日再生して流入廃
水へ戻した。 46日のテスト期間中、廃水の５日間生物学的酸
素要求量（BOD）は浄化後は48mg／から11
mg／に、又、サンド濾過後には7.5mg／に減
つた。同一負荷で、但し吸着剤を添加せずに操作
したフルスケールの固定媒体フイルターにより同
一期間中の廃水BODは18mg／に減つた。この
フルスケール装置ではサンドフイルターは使用し
なかつた。 実施例 ２ 第２図のプロセスでは廃水１を２つの固定媒体
フイルター３，３′を通過させた（各通過後に浄
化装置で固液分離した）。 浮遊固体を含む廃水６，６′を、流入廃水１部
たり２部という平均容量再循環比で再循環した。 第一固定媒体フイルターに入る廃水中の吸着剤
濃度を5000mg／に維持するために、第二固定フ
イルターに入る廃水に粉末化吸着剤を加えた。 0.3×百万ガロン／日（MGD）（1.1×百万／
日）の廃水流では0.6MGD（2.3×百万／日）の
固体を含む第一フイルターからの廃水を再循環し
た。浄化装置４（重力式浄化装置が好ましい）で
固体を沈殿させて約0.03MGD（0.11×百万／の
濃縮スラリー８とした。この流れの５％を再生
し、残りは流入廃水１へ再循環した。 浄化廃水７は新鮮な吸着剤２か再生吸着剤１１
とあわせて第二フイルター３′を通過させる。こ
のフイルターからの浮遊固体含有廃水を再循環比
２でフイルター頭部へ再循環した。残りの廃水は
重力式浄化装置４′で分離・浄化した。ミヨウバ
ンや高分子剤の様な薬剤を加えて浄化を促進でき
た。処理済の浄化廃水７はサンドフイルター１４
を通して小濃度の浮遊固体を除いた。浄化装置
４′からの吸着剤濃厚スラリー８′を第一固定媒体
フイルター３の入口へ送つた。 0.3MGD（1.1×百万／日）の流入廃水流の場
合、第一固定媒体フイルターを通つての全流量は
再循環流も含めて0.93MGD（3.5×百万／日）
だつた。約39000ポンド（17550Kg）／日の吸着剤
をフイルターを通して運んだ。第二フイルターを
通つた廃水中の吸着剤濃度は第一フイルターの場
合の５％（即ち250mg／）であり、合計1950ポ
ンド（878Kg）／日だつた。 この様に、吸着剤は装置を通じて廃水とは段階
式向流方向で移送された（但し、各固定媒体フイ
ルター内の流れは同方向だつた）。部分的に消耗
された吸着剤を第一フイルターを通る廃止中で高
濃度に維持し、新鮮又は再生吸着剤を第二フイル
ターを通る廃水中で低濃度に維持した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、単一段階処理（吸着剤が単一固定媒
体フイルターを通過後に、固体が沈殿・浄化ゾー
ン内で分離される）を利用した本発明の一態様の
略図である。第２図は、２つの処理段階を利用し
た本発明の一態様の略図である。第３図は、３又
は４個の処理段階を使用する本発明の例示であ
る。第４図は、吸着剤が単一段階式固定媒体フイ
ルター装置を通過する、本発明の一態様の略図で
ある。第５図は、２個以上の固定媒体フイルター
段階を使用し、吸着剤がフイルターを通ることな
く沈殿・浄化ゾーンを通過する、本発明の例示で
ある。第６図は、２段階式ないしそれ以上の装置
の各段階で粉末化吸着剤を廃水と混合し、沈殿・
浄化装置を通過させる、本発明の一態様の略図で
ある（吸着剤は一般的には、廃水流に対して向流
方向で移送される）。 ３，３′，３″，２３……固定媒体フイルター、
５，４′，４″……固液分離装置、９，１４……粉
状媒体フイルター、１３，２８……再生プロセ
ス、２２……一次沈殿・浄化装置、３４……エル
トリエーシヨンプロセス、４０……第一段階フイ
ルター、４１……沈殿・浄化装置、４２……最終
段階フイルター、４５……最終沈殿・浄化装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 廃水処理方法において、 自然又は人工の通気により空気が通過してお
   り、かつ微生物が付着している固定媒体フイルタ
   ーを下向きに流入廃水を通過させ； 該廃水を該固定媒体フイルターを通過させる前
   又は後に該廃水から不純物を吸収できる粉末化吸
   着剤を該廃水に加え； 該固定媒体フイルター通過後に該混合物から該
   吸着剤を分離して処理済の浄化廃水を得る； ことからなる方法。 ２ 該吸着剤を固定媒体フイルター通過前に廃水
   に加える、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 吸着剤の該分離を、固定媒体フイルターから
   の該混合物を静止沈殿・浄化ゾーンへ送り、そこ
   で沈殿性固体を処理済廃水から分離する、特許請
   求の範囲第１項又は２項記載の方法。 ４ 該処理済浄化廃水を第二固定媒体フイルター
   を下向きに通過させて、そこで該処理済浄化廃水
   を空気及び微生物とよく接触させる工程を更に有
   する、特許請求の範囲第１〜３項のいづれかの項
   に記載の方法。 ５ 処理済浄化廃水を粒状媒体フイルターを通過
   させる工程を更に含む、特許請求の範囲第１〜４
   項のいづれかの項に記載の方法。 ６ 分離した沈殿性固体の一部又は全部を流入廃
   水に再循環させる工程を更に含む、特許請求の範
   囲第３〜５項のいづれかの項に記載の方法。 ７ 該沈殿固体の一部又は全部を再生プロセスに
   送り、そこで被吸着・沈殿廃水成分を破壊し、吸
   着剤の吸着性を回復させる工程； かくて再生された吸着剤を流入廃水へ再循環さ
   せる工程； を更に含む、特許請求の範囲第１〜５項のいづれ
   かの項に記載の方法。 ８ 吸着剤再生プロセスが湿式酸化からなる、特
   許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 吸着剤再生プロセスが10〜60日の嫌気性生物
   学的消化からなる、特許請求の範囲第７項記載の
   方法。 １０ 該流入廃水をまず第一重力式沈殿・浄化装
   置へ送つて固体を除き、該固定媒体フイルター通
   過前に第一段階浄化廃水を形成する、特許請求の
   範囲第２〜９項のいづれかの項に記載の方法。 １１ 再生固体を該第一段階浄化廃水へ再循環さ
   せる、特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２ 特許請求の範囲第１〜１１項のいづれかの
   項に記載の方法において、 新鮮な補充吸着剤を連続的又は場合に応じて加
   えて吸着剤損失量を補ない； 装置内に蓄積した灰を連続的又は場合に応じて
   除去し； 浄化廃水をその後の処理工程、再使用又は廃棄
   に送る； ことからなる方法。 １３ 特許請求の範囲第１０〜１２項のいづれか
   の項に記載の方法において、 それ以前の段階からの浄化廃水とそれ以後の段
   階からの分離固体とを一緒に固定媒体フイルター
   を下方向に通過させ、その後に分離し； 分離固体をそれ以前の段階に入る廃水へ送り； 浄化廃水をそれ以後の段階へ送る； １ないし２の同様な追加処理段階を更に有する方
   法。 １４ 該固定媒体フイルターを、フイルター間に
   中間浄化プロセスを設けることなく直列配置され
   た２〜４個の固定媒体フイルターと交換する、特
   許請求の範囲第１〜１３項のいづれかの項に記載
   の方法。 １５ 特許請求の範囲第１３又は１４項に記載の
   方法において、 浄化ゾーンからの沈殿固体を再生工程へ送り、
   そこで吸着剤の吸着性を少くとも部分的には回復
   し、かつ、他の有機固体を破壊し； 固体を再生工程から、前固定媒体フイルターか
   らの廃水に向けて再循環させる； 方法。 １６ 再生固体を水でエルトリエーシヨンして可
   溶性汚染源を除去する、特許請求の範囲第７〜１
   ５項のいづれかの項に記載の方法。 １７ 可溶性汚染源を含むエルトリエーシヨン水
   を第一沈殿・浄化装置へ返送する、特許請求の範
   囲第１６項記載の方法。 １８ 吸着剤が0.03〜0.3mmの粒径を持つ粉末活
   性炭である、特許請求の範囲第１〜１７項記載の
   方法。 １９ 吸着剤含有固体中に蓄積している灰を、固
   定媒体フイルターからの廃水の別の部分に該固体
   を加える前に分離・除去する、特許請求の範囲第
   １〜１８項記載の方法。 ２０ 流入廃水の最高300％迄の容量に等しい容
   量の、処理済浄化廃水の一部を再循環させる工程
   を更に含む、特許請求の範囲第１〜１９項のいづ
   れかの項に記載の方法。 ２１ 廃水から固体を除く予備工程を更に含む、
   特許請求の範囲第１〜２０項のいづれかの項に記
   載の方法。 ２２ 該静止沈殿・浄化ゾーンに入る混合物に凝
   集剤を加える工程を更に含む、特許請求の範囲第
   ３〜２１項のいづれかの項に記載の方法。 ２３ 特許請求の範囲第１０〜２２項のいづれか
   の項に記載の方法において、 沈殿・浄化装置からの沈殿スラツジ含有吸着剤
   を、それ以前の段階の沈殿・浄化装置（第一段階
   沈殿・浄化装置も該当する）へ送られる廃水へ、
   吸着剤が該廃水に対して一般的に向流方向に流れ
   る様に連続添加してそれと混合する、特許請求の
   範囲第１０〜２２項のいづれかの項に記載の方
   法。 ２４ 連続法である、特許請求の範囲第１〜２３
   項のいづれかの項に記載の方法。