JPH03178395A

JPH03178395A - 生物学的処理方法

Info

Publication number: JPH03178395A
Application number: JP1316078A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Fukunaga; 和久福永; Koji Matayoshi; 康治又吉; Mitsuo Kondo; 近藤　三雄; Osamu Miki; 理三木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1991-08-02
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0688031B2

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、下水・産業排水の活性汚泥処理に用いる生物
学的処理方法に関する。

（従来の技術）一般に、下水および産業排水（以下、下排水と略記）の
活性汚泥処理は次のように行われている。

まず、下排水から土砂、粗大な浮遊物質等の大部分を除
去した後、活性汚泥処理設備の曝気槽において活性汚泥
処理を行うことにより下排水の汚濁物をす解し、次の汚
泥沈降槽において活性汚泥の沈降分離を行い、上澄水を
処理水として放流する。一方、汚泥沈降槽において沈降
した活性汚泥は返送汚泥として曝気槽に戻し、また一部
は余剰汚泥として抜き取り、消化・脱水・焼却処理を経
て処分する。

このような下排水処理を効率的に行い、省スペース化を
図るための検討が従来から行われている。

たとえば、その一つｌこ高濃度活性汚泥法がある。

これは活性汚泥濃度を高くすることで浄化に要する時間
を短縮し、曝気槽容量をコンパクト化する。

ところが、この高濃度活性汚泥法も最終沈澱池における
固液分離機能に制限があるため、思うほご処理場の省ス
ペース化を図ることができない。すなわち、現行の浮遊
性フロックを利用する方法ではフロックが軽いため、抜
本的に容積当りの処理効率を改善することができない。

そこで、担体上に生物膜を作り、微生物を増殖させる流
動床生物膜法の研究が行われており　（たとえば、水質
汚濁研究Ｖｏｌ、９　　Ｎｏ、１１１９８８）、担体と
しては０．３〜０．６１の砂、活性炭あるいは無煙炭等
が使用されている。

この流動床生物膜法を用いると曝気槽内の活性汚泥濃度
を高め、かつ容易に生物膜が付着した担体を固液分離す
ることができる。しかし、この流動床生物膜法も担体を
浮上させるための流動エネルギーが大きいこと、担体か
ら剥離した汚泥が系外に流出しやすく、後段にもう一つ
沈澱池を設置する必要があること、また担体に結合力の
強い生物膜を形成させるために必要な時間が長いこと等
の欠点がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、担体上に生物膜を作るのではなく、活性汚泥
フロックの比重を大きくして下排水処理を効率的に行い
、省スペース化を図る生物学的処理方法を提供する。

（課題を解決するための手段）本発明は、活性汚泥フロック内に粒径１００μ以下の微
細な粒状固形物を取り込ませることを特徴とする生物学
的処理方法である。粒状固形物としては尚炉水砕スラグ
の微粉を用いることが好ましい。また、生物学的処理装
置として高速エアレーション沈澱池を用いると効果的で
あり、この場合、高速エアレーション沈澱池内の沈澱部
にブランケットゾーンを形成させることが好ましい。

（作用）本発明は、活性汚泥フロック内に粒径１００μ以下の微
細な粒状固形物を取り込ませることによりトータルな省
スペース化を可能とする。従来からバルキングの防止対
策として一時的に粘土、活性炭、焼却灰等の重量化剤、
あるいは硫酸バンド、合成高分子凝集剤、鉄塩等の凝集
剤が添加されていた。しかし、本発明はこのようなバル
キングの予防・治療的な手段ではなく、永続的に粒状固
形物（担体）を使用して浮遊性フロックに多数取り込ま
せ、フロックの比重を大きくすること　（アンカー効果
）により固液分離を促進し、曝気部内の活性汚泥濃度を
高める。曝気部の活性汚泥濃度が尚くなれば浄化に要す
る時間が短縮でき、曝気部をコンパクト化することがで
きる。また、従来制限のあった最終沈澱池のコンパクト
化も、フロック比重が大きいため固液分離機能が促進さ
れて可能となる。これによ１）、曝気部、沈澱部双方の
トータルな省スペース化が可能となる。

本発明は微細な担体を浮遊性フロックに混入させるもの
で、担体は浮遊性フロックに容易に取り込まれて短時間
で効果を発揮する。したがって、従来の流動床生物膜法
のように結合力の強い生物膜を熟成する必要がなく、そ
のための期間も不要であり、担体から生物膜が剥離して
系外に流出することもない。また、担体を浮上させるた
めの特別な流動エネルギーも不要である。−旦取り込ま
れた担体は激しい剪断力を加えない限りフロックから剥
離することはなく、したがって通常の曝気混合、機械攪
拌の中では担体・７ａツクの剥離流出の心配はない。

粒状固形物は活性汚泥フロックに容易に取り込まれるよ
うに粒径１００μ以下の微細なものとする必要があり、
４０μ以下で比較的比重の大きいものが妊ましい。

この担体としては珪砂、ゼオライト、焼却灰、コークス
粉等、どんなものでも使用できるが、なるべく汚泥フロ
ック内に取り込まれやすいものが好ましい。

一般に、活性汚泥生物はフロック形成に関与する多糖類
等の高分子物質を分泌しており、これが７ニオニツクな
高分子物質であるため活性汚泥は負に帯電している。し
たがって、活性汚泥フロック内に取り込まれるためには
正に帯電しているほうが良い。しかし、自然界には、正
に帯電しており、微細粒子で粒径が均一であり、かつ安
価で容易に入手−ｒきるものは極めて少ない。たとえば
、特開平１−２０７１’　９４号公報には珪砂、クリス
トバライト、ゼオライトという無機系の担体をカチオン
系高分子凝集剤を用いて帯電させる方法が開示されてい
るが、高分子凝集剤による帯電化作業が必要となり、安
価なものとはいえない。

そこで、本発明者らが種々検討した結果、高炉水砕スラ
グの微粉が非常に良いことが明らかになった。高炉水砕
スラグは製鉄所の溶鉱炉から副産物として発生するスラ
グを高圧水により急冷して製造するもので、組成はＣａ
ｏ　、　Ｓ　ｉ　Ｏ２、Ａｌ□○。

が主成分で、ガラス化率が約９０％以上である。

寸法は前述の通り粒径１００μ以下で、４０μ以下のも
のが妊ましい。

高炉水砕スラグは通常は負に帯電しているが、下記のよ
うな機構で活性汚泥フロック内に取り込まれていく、す
なわち、高炉水砕スラグは高圧水による急冷のためガラ
ス化しており、ガラス形成酸化物であるＳ　ｉ　Ｏ２、
Ａｌ２Ｏ３が強い結合力で共有結合している。このがフ
ス形成酸化物の網目の孔にＣａＯ，ＭｇＯ＊の修飾酸化
物がイオン結合している。このような高炉水砕スラグは
水中で修飾酸化物のＣａ２＋等がゆっくりと溶出し、水
中のＨ＋とイオン交換する。同時に等量のＯＨ−が水中
に分離し、流入する下排水・活性汚泥中に存在する金属
イオン、たとえばＦｅ２“　Ａ＋”“と水酸化物を作る
。この現象は高炉水砕スラグ添加時のｐＨ上昇、酸化還
元電位の低下により確認できる。この水酸化物が凝集剤
として高炉水砕スラグと活性汚泥フロックとの橋渡し的
な役目を果たし、活性汚泥フロック内に高炉水砕スラグ
を取り込んでいく。

このようにして活性汚泥フロック内に容易に取り込まれ
る高炉水砕スラグは比重も２．９と比較的大きく、十分
なアンカー効果を奏する。また、製鉄所等から副産物と
して発生するため、安価で入手しやすい固形物である。

本発明法は従来から実用化されている種々の生物学的処
理方法、たとえば標準活性汚泥法、回分式、オキシデー
ジ３ンデイツチ法等に十分利用できるが、下記のような
高速エアレーション沈澱池に適用するのが好ましい。

＄１図は高速エアレージラン沈澱池の内部の機構が明ら
かになるように縦方向断面を示す。水槽本体１は内筒４
と外筒８によって曝気部５と循環８１Ｓ　９と沈澱部１
０に分割される。

流入水Ｗは水槽本体１底付近の流入口２から曝気部５内
に流入し、散気装置３から噴出する空ｎＡＯおよび攪拌
装置１２により曝気部５内を循環させられ、生物学的処
理が施される。流入は、水槽本体１上部より曝気部５内
にパイプを挿入して行ってもよい。内筒４の上部から溢
れ出た一時処理水Ｗ、と活性汚泥６は内筒４と外筒８に
囲まれた循環ｇ９を流下する。この過程で生物学的処理
がさらに進行すると共に汚泥が沈降分＃Ｉされる。

循環部９を経て外筒８の下部から外側に溢れ出た二次処
理水Ｗ２は、沈澱部１０の中を上向きに流れていく。こ
こでは、一般の上向流式沈澱池と同じ原理で活性汚泥が
沈澱分離される。循環部９と沈澱部１０において処理水
から分離した分離汚泥りは内筒４および外筒８と水槽本
体１との間を流下し、再び曝気部５内に戻る。余剰汚泥
Ｄ１は汚泥排出ロアより排出され、別途処理される。

従来、高速エアレーション沈澱池は高効率な処理を狙い
として設計されたものであるが、沈澱部１０での固液分
離が安定しないため十分な効果を発揮していなかった。

この高速エアレーション沈澱池に本発明を適用する、す
なわち粒状固形物を添加すると、粒状固形物が活性汚泥
フロック内に容易に取り込まれ、フロック比重を大きく
し、固液分ａ機能を促進させる。その結果、従来の課題
であった固液分離が安定し、高効率な処理が可能となる
。

また、粒状固形物を曝気部５内に添加すると共に、ＭＳ
２図に示すように沈澱部１０にブランケットゾーン１４
を形成させると、比重の大きいフロック群が安定したブ
ランケットゾーンを形成し、固液分離を一層促進させる
。その結果、曝気部５内の活性汚泥濃度が高まり、浄化
に要する時間が短縮される。また、ブランケットゾーン
が固液分離を促進させ安定化させることに加えて吸着・
濾過機能を持つことで、さらシこ安定した処理ができる
。また、このブランケットゾーンでは大量の汚泥を保有
することになるが、内外部間から流下してくる循環流に
よりブランケット下部の汚泥が弓き込まれる　（連行現
象）ためブランケットゾーンではゆっくりとした対流が
起こり、汚泥が数日間滞留して嫌気化することはない。

したがって、粒状固形物の添加とブランケットゾーンの
形成により、高速エアレージラン沈澱池は従来以上の機
能を持つ。すなわち、曝Ａ部・沈澱部共高効率な処理が
安定して行えるため装置は非常にコンパクトになり、設
備の省スペース化が図れる。

（実施例）水槽本体（容量２．５ｕ’）を内筒および外筒によって
曝気部（１ａ＋３）、沈ｍ部（１，５ｍ’）に仕切り、
曝気部に粒径１〜５０μの高炉水砕スラグの微粉を５　
ｋｇ（曝気槽１−当り約５ｋｇに相当）添加し、原水Ｂ
ＯＤ濃度平均２００ｗｇ／ｌ、原水ＣＯＤ濃度平均１５
０ａ＋ｇ／ｌ、原水ＳＳ濃度平均２００ｍｇ／ｌの団地
下水を供給した。

沈ｌＳ１！ｌには安定したブランケットゾーンを形成し
、曝気部２時間、沈澱部３時間の滞留時間で１年間の連
続処理を行った。その結果、安定した処理ができ、処理
水ＢＯＤ濃度は１０〜２０６／Ｉ、ＣＯＤ濃度は１０−
１５＋Ｂ／ｌ、５Ｓａ１度は１０〜１５１６ｇ／ｌであ
った。この時の曝気部ＭＬＶＳＳ濃度は約６．ＯＯＯ＋
ｏｇ／Ｉであった。

（発明の効果）本発明によれば、下排水の活性汚泥処理において、下排
水を効率良く、安定に、かつ安価に処理することができ
る。すなわち、粒状固形物のアンカー効果により固液分
離が促進され、曝気部内の活性汚泥濃度を高濃度に維持
でき、浄イけに要する時間が短縮でき、１１％部および
最終沈澱部反力のコンパクト化が可能で、トータルな省
スペース化が安価に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速エアレージラン沈澱池を示す図、第２図は
ブランケットゾーンを形成した高速エアレージδン沈澱
池を示す図である。１・・・水槽本体、２・・・流入口、３・・・数式装置
、４・・・内筒、５・・・曝気部、６・・・活性汚泥、
７・・・汚泥排出口、８・・・外筒、９・・・循環部、
１０・・・沈澱部、１１・・・流出溝、１２・・・攪拌
装置、１３・・・内筒傘部、１４・・・ブランケットゾ
ーン、Ｗ・・・流入水、Ｗｌ・・・−時処理水、Ｗ２・
・・二次処理水、Ｗ、・・・上澄水、ＡＯ，Ａ・・・空
気、Ｄ・・・分離汚泥、Ｄｌ・・・余剰汚泥。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）活性汚泥フロック内に粒径１００μ以下の微細な
粒状固形物を取り込ませることを特徴とする生物学的処
理方法。
（２）粒状固形物として高炉水砕スラグの微粉を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の生物学的処理方法。
（３）生物学的処理装置として高速エアレーション沈澱
池を用いることを特徴とする請求項１または２記載の生
物学的処理方法。
（４）高速エアレーション沈澱池内の沈澱部にブランケ
ットゾーンを形成させることを特徴とする請求項３記載
の生物学的処理方法。