JPH03161097A - 汚水の連続浄化処理方法 - 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、有機物で汚染されている汚水の連続浄化処理
方法に関するものである． ［従来の技術】 近年，微生物の汚水に対する自浄作用を利用したいわゆ
る接触ばっ気法による汚水の浄化処理方法が採用される
に至っている． これは、微生物が付着しやすいように形成した紐状体か
らなる接触材を接触ばっ気槽内に多数配設し、被処理汚
水をこの中に送給して、それらの接触材に付着した主と
して好気性細菌の酸化作用により汚水を浄化処理する方
法である．微生物による汚水の浄化作用は、接触材に付
着した微生物群に於ける好気性細菌と嫌気性細菌の酸化
（硝化）作用と還元（脱窒）作用によりそれぞれ行なわ
れるものであり，それ故、両細菌群の増殖バランスが適
切に保持されることと、これに付随して発生する藻類、
プランクトン，原生動物乃至微小後生動物等が共生して
適切なバランス状態を保持することとが上記浄化作用を
有効に行なわれるために必要である． 本件発明者は、上記微生物群の上記バランスを保持する
のに適した接触材の研究を進め、芯体、例えば、塩化ビ
ニリデン樹脂、ボリアミド樹脂，ポリエステル樹脂、ボ
リプロビレン、ポリ塩化ビニル又はナイロン等からなる
芯体と、同様の材質からなり、上記芯体の周囲から放射
状に延び出した多数の細いリング状の繊維とで構成され
る接触材を開発した．上記接触材は、その形態が上記細
菌群の増殖バランスを安定に保持するのに適しており、
かつその径も上記に適したサイズに作成し得るので、汚
水の濃度の変化に対する順応性が高くなることの知見を
得た．そうして上記接触材を多段の接触ばっ気槽内に各
々適当な間隔で配設し、それらの中を汚水を循環させて
浄化する浄化方法を開発するに至ったものである． ところが、上記浄化方法について，更に繰り返し行なっ
てきた実験の結果、上記のような優れた接触材を用いた
場合であってもなお被処理汚水の濃度が極端に高くなっ
た場合には、やはり好気性細菌の増殖が困難になり、好
気性細菌と嫌気性細菌とのアンバランスが生じる結果と
なり、ばっ気処理がスムーズに行なわれ難くなることが
分かった． またこのような接触ばっ気法は、生化学的酸素要求ｆｆ
ｉ（ＢＯＤ）の低下には非常に効果があるが、化学的酸
素要求ｆｉ（ＣＯＤ）の低下には大きな効果は期待でき
ず，かつ、上記のように、ＢＯＤ及び／又はＣＯＤ等の
負荷量の極端な変動には即座に対応し切れない問題もあ
る． ［発明が解決しようとする課題］ しかしてこのような優れた作用を有する接触ばっ気法を
有効に作用させるためには，予め、被処理汚水を，有効
に作用する条件の範囲に整えた上で、接触ばっ気処理に
入り得るように構成することが適当であることを想定し
た． そこで本発明では、接触ばつ気処理に，その前段階とし
て、被処理汚水の濃度その他の条件を、後のばっ気処理
に最適な状態にまで処理するプロセスを加えた方法を確
立することを目的としてなしたものである． ［課題を解決するための手段］ 先ず、本発明の前半の化学処理プロセスは、Ｓｉｎｇ．
　Ａｌａｒｍ　．　Ｆｅ＊Ｏｓ　．　ＫｓＯ及びＭｇＯ
を主成分とする多種の金属酸化物及び非金属酸化物を含
む鉱物を無機酸水溶液に溶解させて得た多種の金属塩及
び非金属塩を主成分として含有する酸性添加剤を、被処
理汚水中に投入し、混合させた後、上記被処理汚水中に
中和剤を投入混合して中和処理を行なうことにより、 上記被処理汚水中に溶解している有機物を分解して析出
させ、かつ上記被処理汚水中の懸濁物質とともに凝集さ
せ、 続いてこうして生成させた上記凝集物を分離するプロセ
スである． 上記プロセスの作用は、理論的に充分解明されている訳
ではないが、上記酸性添加剤の混合及びこれに引続く中
和剤の混合により、水溶性有機物が分解されて不溶解物
と溶解中間産物とになり、前者の不溶解゛物は、適当な
濾過材により濾取し又は沈澱槽等で沈澱させて分離する
ことができる。

上記溶解中間産物は後の接触ばっ気処理で分解して除去
することとなる． 上記プロセスに使用する多種の金属酸化物及び非金属酸
化物を含む鉱物としては、例えば、雲母、雲母を含有す
る岩石（例えば花崗岩）、雲母若しくは花崗岩等の腐食
岩（例えば、バーミキュライト）又はこれらの腐食岩が
更に風化した土壌が挙げられる．安価であることと無機
酸との反応性が高いという理由で、雲母系鉱物が風化し
たバーミキュライト又はこのバーミキュライトが更に風
化した土壌を使用するのが好ましい．またその析出凝集
作用の点では黒色雲母を使用するのが良いので、黒色雲
母の腐食岩及びこの腐食岩が更に風化した土壌を使用す
るのが特に好ましい．このプロセスで使用する上記酸性
添加剤を製造するには、例えば、雲母系鉱物が風化した
バーミキュライトに、硫酸、塩酸等の鉱酸、例えば、２
５％硫酸水溶液を、バーミキュライト：硫酸水溶液が、
４：３〜４となる重量比で加え、時々撹拌しながら数日
間放置するか、あるいはｌＯＯ℃に加温・撹拌しながら
数日間放置すれば良い．このように処理すると、原材料
中のＳｉ．　Ａｌ，　Ｍｇ．Ｆｅ．Ｋ．Ｎａ等の元素や
酸化物が硫酸水溶液中に溶出して，上記の金属や非金属
の硫酸塩、酸化物、複塩及び錯廖が生成される．更に上
記以外に、微量ではあるが，原材料中に元素又は酸化物
として含まれているＬｉ，　２ｒ．　　Ｖ　．　Ｔｉ％
Ｎｉ．　Ｇｏ．　　Ｐ　．　Ｂａ、Ｓ　．　Ｇｅ等の硫
酸塩も生成されるが、有害重金属類は皆無である． このようにして得られた水溶液は、このまま又は濃縮若
しくは希釈して上記酸性添加剤として使用することがで
きる． このプロセスでは、前記のように、前記被処理汚水に上
記酸性添加剤を添加して、被処理汚水中に含まれる溶解
有機物を分解、析出、凝集させて除去する．なお、既述
のように、上記被処理汚水中に、上記プロセスで生成し
かつ残存することとなる比較的少量の溶解中間産物につ
いては後の接触ばっ気処理で分解して除去する訳である
．ところでこの発明方法は，上記化学処理のプロセスと
後述する接触ばっ気処理とを結合したものであり、有機
物が溶解した広い範囲の汚水の処理を可能としたもので
ある．被処理汚水としては、例えば、厨房排水、深尿、
畜産、養魚、病院等の排水が対象として挙げられる．被
処理汚水は勿論上記のような排水以外であって６良い．
しかして被処理汚水は、上記のようなものであるが，こ
の化学処理のプロセスは、上記被処理汚水中に溶解する
比較的高濃度の溶解有機物を分解し，後のばっ気処理の
プロセスに適する条件範囲にまで処理することを目的と
するものであるから、前記酸性添加剤の添加量等は，概
ね次のように行なうのが適当である． 即ち、被処理汚水に対する酸性添加剤の添加量は、被処
理汚水の種類、濃度等の諸条件によって若干相違するが
、一般的には、被処理汚水ｌＯＯｃｃに対して、濃縮乾
固後の固形物として０．０１〜ｌｏｇ特に０．１〜Ｉｇ
を用いる． 被処理汚水に酸性添加剤を添加すると有機物の分解によ
る証左と考えられる炭酸ガスが発生し、更に、前記した
ようにアルカリによる中和を行うと液面にはフロックが
浮上する．上記フロックは、そのまま放置すると、時間
の経過ととちに沈澱し、被処理汚水は清澄になる．上記
フロックは、例えば、沈澱槽で沈澱させて除去し、ある
いは、砂，焼成バーミキュライト，ゼオライト又は活性
炭等の濾過材を通して濾過することができる． 次に本発明の後半のばっ気処理プロセスは、次の通りで
ある． 即ち、上述した化学処理プロセスで、得られた被処理済
汚水を、芯体と、その外周より放射状に延び出した多数
の細い繊維リングとから構成される接触材の適数本を適
当な間隔で配設した複数段の接触ばっ気槽に順次的に供
給し，各段のばっ気槽の接触材間を緩やかに通過させて
連続浄化処理するものである． 上記接触ばっ気槽は，例えば、四槽を順次的に連結連通
させる． 上記接触材は，例えば，塩化ビニリデンからなる芯体及
び上記芯体の外周から放射方向に延び出した多数の細い
リング状の繊維で構成されるものを用いる．上記接触材
は、例えば、上部及び下部にバイブ体を平行に固設した
支持部材に取り付ける．具体的には，上記上部及び下部
のパイプ体に、各々上端及び下端をそれぞれ結合して相
互を縦横に定間隔で配設する．即ち、各々の接触材は上
下方向に立てて配設し、相互の水平方向の間隔は，縦横
いずれの方向にも概ね定間隔とする．そして接触材は、
このように支持部材に取り付けた状態で各接触ばっ気槽
に配設する． しかして前半の化学処理プロセスで処理され、有機物濃
度を低下させられた被処理汚水が最初の接触ばっ気槽に
供給されると，その内部に配設してある接触材に接触し
、各接触材に付着してぃる細菌群による作用を受け，更
に浄化が進行する． 上記接触材は，芯体と、その外周から放射方向に向かっ
て延び出した多数の細いリング状繊維とからなるもので
あり、上記リングの大きさを種々のちのにしておくこと
により、酸素の摂取が容易な外周付近とそうでない内部
付近とが適切なバランスに構成できるものであり，それ
に付着する好気性細菌と嫌気性細菌の増殖のバランスが
適切に保持される．その結果、被処理汚水の残存ＢＯＤ
及びＣＯＤの除去が有効に行なわれる．また酸化作用と
還元作用（例えば、硝化菌によるアンモニア性窒素の硝
化と脱窒菌による脱窒）が平行して行なわれるために、
現在コスト的に問題となっている汚水の脱窒が上記ＢＯ
Ｄ及びＣＯＤの除去と平行して、コスト増を伴うことな
く達成されるようになる． 更にこのプロセスで用いる接触材は，上述のような構成
であり，芯体の周辺部に形成された細いリング状繊維が
汚水の若干の濃度変化及び微生物群の増殖に対して順応
性を有し、また上記リングの比表面積と空間容積が非常
に大きいため多種類の微生物及び小生物を付着させるの
に適している．例えば、藻類のような微生物以外の生物
まで増殖して懸架し得るので、汚水中のＢＯＤ及びＣＯ
Ｄは勿論のこと窒素分とリン分の除去も可能となって浄
化水の河川等への放流上も支障がなくなる． 以上のように、この後半のプロセスでは、被処理汚水が
、前記化学処理プロセスで、微生物類その他の上記生物
類が活発に活動し得る適切な低濃度にまで処理されてい
るので、多段に配置された接触ばっ気槽で各段毎にその
接触材に付着活動する微生物類にとって最適な濃度での
浄化作用が有効に行なわれ得るものである． ［実施例】 以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する． 先ず以下の各実施例で用いる設備について概要を説明す
，る． 第１図に示したように、調整槽１、スクリーンで構成し
た固液分離機２、酸化反応槽３、中和槽４、沈澱槽５、
四段に構成した接触ばっ気槽６、砂式濾過８１７及び清
水槽８をこの順序で設置する． 上記調整槽ｌは、最初に浄化対象の雑排水等の被処理汚
水を受け入れ、その流入量の変化を吸収し、次段以降へ
の供給量の調整を図るための設備である．この調整槽ｌ
は上記固液分離機２に計量器９を介して速通する．上記
計量器９は単位時間当たりの被処理汚水の供給量を、次
段以降の能力に合わせて調整するものである．また上記
固液分離機２は，上記のようにスクリーンで構成したも
ので、ここで分離された固形成分は除去して焼却処理す
る． また別にブロワー装置ｌＯを設け，このブロワー装置ｌ
Ｏかも、酸化反応槽３、中和ＩＩ４、接触ばっ気槽６の
各段の槽６ａ，６ｂ、６ｃ、６ｄの付近までバイブｌｌ
ａを延長し、更にそれぞれの底部まで上記バイブｌｌａ
から補助パイプ１ｌｂ．ｌｌｂ・・・を分岐して延長し
、各々その末端に底部に沿って配置したノズルバイプｌ
ｉｅ、１１ｃ・・・を接続する．上記ノズルパイブｌｌ
ｃは、多数のノズル孔をその長さ方向に並べて穿設した
ものである．上記ノズルバイプｌｌｃは上記酸化反応槽
３及び中和槽４ではそれぞれ酸化剤又は中和剤を被処理
汚水中に均一に混合させるべく上記ノズル孔からエアー
を噴出させて撹拌する趣旨である．また接触ばっ気槽６
では、各段の槽６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの被処理汚水中
に上記上記ノズル孔からエアーを噴出させて充分な酸素
を供給する趣旨である． 上記醋化反応槽３には投入ボンブ１２を付設した酸性添
加剤の収納タンク１３を接続し、更に上記中和槽４には
投入ボンブｌ４を付設した中和剤の収納タンク１５を接
続する．中和剤の収納タンク１５には更に中和剤が沈降
しないようにモータで撹拌羽を回転駆動する撹拌装置１
６を装備しておくものとする． また上記沈澱槽５の底部にはバイプｌ７を接続し，沈澱
した汚泥をポンプで引き抜くように構成する． 前記砂式濾過機７は砂及び石を充填して構成したもので
ある． また前記接触ばっ気槽６の各段の槽６ａ、６ｂ、６ｃ，
６ｄには多数の接触材ｌ８、ｌ　８　・・・を縦横に定
間隔で取り付けた支持スタンドｌ９を内装充填する． 上記接触材ｌ８は，第２図に示したように、塩化ビニリ
デンからなる芯体１８ａ及び上記芯体１８ａの外周から
放射方向に伸びる多数の接触リング１８ｂ．１８ｂ・・
・で構成されている．上記接触リング１８ｂ．１８ｂ・
・・は同様に３塩化ビニリデンで構成されたものである
． また上記支持スタンドｌ９は、第３図に示したように，
四隅に立設した支柱１９ａ．１９ａ・・・とその上端及
び下方の途中に配した支持板１９ｂ、１９ｂとで構成さ
れるもので、上記多数の接触材ｌ８、１８・・・は、相
互間を縦横に定間隔としつつ、各上下端を上記支持板１
９ｂ．１９ｂにそれぞれ結合して取り付けるものである
。

次に上記設備を用いて行なう浄化処理例を説明する。こ
れは食堂排水の浄化処理の例である．有機物量：２．Ｏ
ＯＯｐｐｍの被処理汚水を先ず調整槽ｌに受け入れ，こ
こで受入量の変動を吸収する．上記調整ｉｌｌからは計
量器９でｌｒｒ？／ｈの供給量に調節しつつ固液分離機
２を介して酸化反応槽３に送給する．上記固液分離機２
では、これを構成するスクリーンで濾過し、不溶物を除
去する． 固液分離機２で不溶物が除去された被処理汚水は酸化反
応槽３に送給され、ここで酸性添加剤が投入され混合さ
れる．上記酸性添加剤は、投入ポンブ１２で酸性添加剤
の収納タンクｌ３から供給される．そして酸化反応槽３
ではノズルパイブ１１ｃのノズル孔から噴出されるエア
ーにより上記酸性添加剤が充分に被処理汚水に混合され
る．上記酸性添加剤としては、商品名”サブロ”　（シ
マニシ化研株式会社製造販売）を採用し、これを、被処
理汚水中で５　０　０　９１）Ｉｍの濃度となる量だけ
添加した． 上記のように酸性添加剤が添加されて充分撹拌混合され
た後に，上記被処理汚水は中和槽４に移され、中和剤が
投入される．中和剤は、投入ポンプｌ４で中和剤の収納
タンク１５から供給される．そして中和槽４ではノズル
パイプｌｉｅのノズル孔から噴出されるエアーにより上
記中和剤が充分に被処理汚水に混合される．中和剤とし
ては生石灰（ＣａＯ　）を採用し、ｐＨ７．５になるま
で添加した． しかして被処理汚水中に溶解している有機物は析出し、
不溶解物になり、凝集するに至る．上記被処理汚水は沈
澱槽５に移され、ここで３０分間滞留させられ，凝集物
は沈降させられることとなる．上記３０分の経過後、被
処理汚水の上澄みを次段の接触ばっ気槽６に送り込む．
この時の被処理汚水中の有機物量は４　８　０　ｐｐｍ
であった． 上記接触ばっ気槽６に送られた被処理汚水は，まず最初
の槽６ａ内で内装されている接触材ｌ８、１８・・・に
付着している種々の微生物類の作用を受け、溶解有機物
及び溶解中間産物が徐々に分解され，順次後段の槽６ｂ
、６ｃ、６ｄを経過して、各段の有機物濃度に適合して
接触材ｌ８、ｌ８・・・に付着している微生物群により
作用を受けて有効に゛浄化が行なわれる． 上記接触ばっ気槽６では被処理汚水は２４時間で通過す
るように調整してある． この接触ばっ気槽６の最終段の槽６ｄから次段の砂式濾
過機７に送給される被処理汚水は、有機物量３　０　ｐ
ｐｍに処理されている．この処理水に含まれている有機
物は細菌類の死骸等の汚泥である． 次にこの被処理汚水は、砂式濾過機７を通過させられる
．通過後の被処理水の有機物量は２０ｐｐ＋ｍである． この被処理水は清水槽に供給される． ［発明の効果］ したがって本発明によれば、微生物処理のみでは成し得
ない高濃度の有機物汚水の処理又は負荷変動の大きい有
機物汚水の処理を小さな設備で高能率に行なうことがで
きる．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例の設備を示しており、第１図は
その概略説明図、第２図は接触材の概略断面図，第３図
は接触材を取り付けた状態のスタンドの概略斜視図であ
る． ｌ・・・調整槽、２・・・固液分ｉｉｉｌＩ！、３・・
・酸化反応槽、４・・・中和槽、５・・・沈澱槽、６・
・・接触ばっ気槽、６ａ、６ｂ、６ｃ、６　ｄ　・・・
槽、７・・・砂式濾過機、８・・・清水槽、９・・・計
量器．１０・・・ブロワー装置、１１ａ・・・パイプ、
ｌｌｂ・・・補助パイプ、ｌ　ｌ　ｃ　”−ノズルバイ
ブ、１２．１４・・・投入ポンプ、１３％ｌ５・・・収
納タンク．１６・・・撹拌装置、ｌ７・・・パイプ，１
８・・・接触材、１８ａ・・・芯体，１８ｂ・・・接触
リング、ｌ９・・・支持スタンド、１９ａ・・・支柱、
１９ｂ・・・支持板．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｋ＿
   ２Ｏ及びＭｇＯを主成分とする多種の金属酸化物及び非
   金属酸化物を含む鉱物を無機酸水溶液に溶解させて得た
   多種の金属塩及び非金属塩を主成分として含有する酸性
   添加剤を、被処理汚水中に投入し、混合させた後、上記
   被処理汚水中に中和剤を投入混合して中和処理を行なう
   ことにより、 上記被処理汚水中に溶解している有機物を分解して析出
   させ、かつ上記被処理汚水中の懸濁物質とともに凝集さ
   せ、 続いてこうして生成させた上記凝集物を分離し、 この後、上記処理を経た被処理汚水を、芯体の周辺部よ
   り外周に向かって放射状に形成した細い繊維から構成さ
   れる接触材の適数個を適当な間隔で配設した複数段の接
   触ばっ気槽に順次的に供給し、各段の接触ばっ気槽の接
   触材間を緩やかに通過させ、残存する溶解有機物を分解
   し、 引き続いて分解された凝集物を分離することとした汚水
   の連続浄化処理方法。