JPH03217296A - 生物学的脱窒素装置 - 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、ＳＳ，ＢＯＤ，　ＮＨａ−Ｎ，　ＰＯｓ’−
等を含有する下水その他の有機性汚水を単一槽で高度に
処理することができる生物学的脱窒素装置に間するもの
である． 〔従来の技術〕 例えば、下水を活性汚泥法により生物学的脱窒素処理す
る場合、 というフローで行われている。

一方、近年、砂，アンスラサイトなどのが材を用いた好
気性生物が床法及び嫌気性生物炉床法が開発され、これ
らを用いた生物学的硝化脱窒素プロセスが試験されてい
る。即ち、 というフローで硝化脱窒素を行う方法が、試験的に検討
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の活性汚泥法による生物学的脱
窒素処理においては、設備の設１面積，建設費が多大で
あり、ＮＨ４−Ｈの硝化用の空気ブロワーの動力も大き
いという問題点があり、しかも“最初沈殿池”と“最終
沈殿池”におけるＳＳの沈降分離が不安定であり、処理
水質の悪化をしばしば招いていた。

一方、前記従来の生物が床法を用いた生物学的硝化脱窒
素プロセスでも、前記フローのように３つの装置を別個
に必要とし、設置面積１建設費が多大であるという問題
点をもっており、前記の活性汚泥による生物学的脱窒素
処理に比較して、格別のメリソトが得られていないのが
現状である。

本発明は、前記従来技術の欠点を解決することを課題と
しており、具体的には、■単一槽でＳＳ除去，　ＢＯＤ
除去，硝化脱窒素処理を完結させ、■このことによって
、省スペース，建設費低減，維持管理性の向上を実現し
、■決材の洗浄用水として清澄処理水の使用を不要とし
、■が材の洗浄排水の処理のための別個の沈殿池を不要
にする、こと等を課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、槽内の上方部に浮上Ｊ材層を保持し、該浮上
濾材層内の中間部に酸素含有ガスの散気装置を配備し、
浮上濾材層より下方部を沈殿部とし、該沈殿部に原水流
入部を設け、さらに槽上部に処理水流出部を設けると共
に、処理水流出部から流出する処理水の一部を前記浮上
濾材層下部へ循環する循環路を設けたことを特徴とする
生物学的脱窒素装置である。

〔作　用〕

上記のように構成された槽内下方部の沈殿部に、原水流
入部から下水などの有機性汚水を流入し、沈降ＳＳを沈
降分離する。この場合、ＳＳの沈降性の促進と脱リンを
目的として、原水中に凝集剤を注入することが好ましい
。

さて、沈殿部でＳＳの大部分が沈降分離された原水は、
上向流となって、上方に保持されている浮上濾材層に、
好ましくは上向流速２０〜３０ｍ／日程度で進入してゆ
く。

浮上濾材層の中間部には散気装置から空気などの酸素含
有ガスが散気され、散気装置の上方が好気性が床部、下
方が嫌気性が床部に構成されており、嫌気性炉床部には
主に脱窒素菌の生物膜が優占種として発達しているため
、上自流する原水は、沈殿部で沈降しきれなかった微細
ｓｓがが過除去されると共に、生物学的な脱窒素（Ｎｏ
Ｘ−ＮのＮ２への還元反応）が進行する。この嫌気性が
床部がら上方に流れる水は、さらに硝化菌の生物膜が優
占種として発達している好気性が床部に進入し、散気装
置から供給される酸素を利用して、Ｎ｝ｌ．−Ｈの硝化
反応が進行する。

なお、嫌気性が床部において生成するＮ２ガス気泡も、
好気性が床部内を通過して、水面から大気中に散逸する
。

このようにして、好気性が床部を経て浮上濾材層の上部
から泉のように湧出する清澄な処理水は公共用水域に放
流される。この処理水にはＮＯ．−Ｎが含まれているた
め、流出する処理水の一部を浮上濾材層の下部ヘリサイ
クルし、上向流で嫌気性が床部内に進入させ、脱窒素菌
生物膜によって、水中のＮＯ，−ＮがＮ２ガスに還元さ
れる。

なお、原水中の有機炭素源が不足する場合には、メタノ
ール，エタノール，酢酸などの有機炭素源を返送される
処理水と共に添加し、脱窒素のための水素供与体とする
． なお、浮上濾材層下部の嫌気性炉床部は、単に脱窒素反
応とＳＳＯ枦過除去を行うだけでなく、次のような重要
な機能をもっている。

即ち、嫌気性炉床部が存在しない場合には、散気装置か
ら散気される酸素含有ガス気泡の上昇によって引き起こ
される水流の乱れが沈殿部にまで波及し、ＳＳの沈降を
阻害してしまうが、本発明では散気装置の下部に嫌気性
が床部が配備され、散気による水流の乱れをここで抑止
，整流することができるので、沈殿部での沈降分離を効
果的に行うことができる。

さて、上記のような処理を継続するに伴い、浮上濾材層
においては、ＳＳの蓄積及び生物膜の増殖に起因してが
抗が上昇するので、所定のが抗（５００〜１０　０　０
　ｍ　Ｈ　２　０程度）に達した時点で浮上濾材層の洗
浄を行う。

浮上濾材層の洗浄には種々の方法を採用できるが、例え
ば、原水を流入させたまま散気装置からの散気量を急増
させ、浮上濾材層全体を激しく攬乱しながらＳＳを洗出
する方法が推奨できる。浮上濾材層を攪乱すると、ＳＳ
が効果的に洗出され、上部から洗浄排水が流出してくる
が、この洗浄排水を沈殿部に供給し、洗浄排水中のＳＳ
を沈降分離することか好ましい。この際、カナオンポリ
マなどの高分子凝集剤を注入すると、洗浄排水中のＳＳ
を大粒径のフロノクにすることができ、著しく沈降性を
向上させることができる。

沈殿部でＳＳが除去されて清澄となった洗浄排水は、反
転して再び浮上濾材層に流入し、洗浄用水として再利用
される。従って、浮上濾材層の洗浄に、従来のように清
澄な処理水を浪費する必要がなく、処理水の生産効率が
高まる。

以上の洗浄工程を要約すると、次のようなモードとなる
。

■　原水を流入させながら、散気量を急増させて浮上濾
材層を攪乱し、ＳＳを洗出する。

集 ■　原水流入量が浮上が材屡の容積と等しくなった時点
で、原水の流入を停止し、以後は清澄化処理された洗浄
排水を洗浄用水として利用する。

８ ■　洗浄排水のＳＳが所定値まで低下した時点で洗浄を
終了する。

なお、浮上濾材層の下部（嫌気性が床部の下部）にも散
気装置を配備し、浮上濾材層の洗浄時にのみ、空気を散
気して洗浄を促進することもできる．〔実施例〕 本発明の一実施例を、第１図に基づいて説明すれば、１
は槽体であって、槽内の上方部には、発泡ボリブロピレ
ン，発泡スチロール，木材チップ，軽石．ガラスマイク
ロバルーンなどの比重が１．０未満の水に浮く浮上が材
を充填した浮上濾材層２が設けられ、その上部をネソト
などの通水性の支持部材３で覆って浮上枦材層２の流出
を防いでいるが、比重が１．０に近い浮上が材を使用す
る時には、水面上への露出率が小さいので、必ずしも支
持部材３を必要としない。

浮上濾材層２内の中間部には、空気その他の酸素含有ガ
スの散気装置４が配備され、処理中に酸素含有ガスを散
気してその上方の浮上濾材層２を好気性状態に保ち、硝
化菌生物膜を優占種として発達せしめる好気性が材部２
−１にし、浮上濾材層２の洗浄時には散気量を増加して
浮上濾材層２の攪乱を行うことができるようになってい
る。

また、散気装置４の下方の浮上濾材層２は、処理中に嫌
気性状態が保たれ、脱窒素菌生物膜を優占種として発達
せしめる嫌気性が床部２−２となっている。

槽内の浮上濾材層２より下方部は沈殿部５で、この沈殿
部５内に凝集剤注入管６が連結された原水流入管７に連
なるフィードウェル８を設け、沈殿部５内底部には、駆
動装置９により回転する回転軸１０の下端に連結された
レーキ１）が設けられている。

なお、図示例のように、散気装置４を沈殿部５のレーキ
１）を回転させる回転軸ｌＯと共に回転可能にしておく
と、酸素含有ガスを好気性炉床部２−１の水平断面部に
対して均等に分配することがでるので好都合である。こ
の場合、回転軸１０を中空にしておき、酸素含存ガスの
導入管として兼用するのが好適である。

図中、１２は槽底に連結された排泥管である。

さらに、槽体１の上部には、処理水の越流ロンダ−１３
が設けられて処理水流出管１４が連結され、この処理水
流出管１４は貯留槽１５を経て系外に導かれる一方、貯
留槽１５は循環配管１６によってポンブ１７及び弁１８
を介して浮上濾材層２の下部に設けられた分配管１９に
連なっている．また、ポンブ１７の吐出側を洗浄排水管
２ｏによって弁２ｌを介して沈殿部５内のフィードゥエ
ル８と連結し、浮上濾材層２の洗浄排水を越流ロンダ−
１３，貯留槽Ｉ５を経て、ボンプ１７によって洗浄排水
管２０からフィードゥエル８へ導くようにすることが好
ましく、洗浄排水管２ｏに高分子凝集剤注入管２２を連
結する。２３は返送管１６に連結された有機炭素源注入
管である。

また、浮上濾材層２の洗浄を促進させるために、浮上ヂ
材層２の嫌気性が床部２−２の下部に、洗浄時のみに空
気を散気する散気装置（図示せず）を設けることも好ま
しい態様である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、次のような顕著な
効果を得ることできる。

■　単一槽により、沈殿分離．枦過．脱窒素，ＢＯＯ除
去，リン除去及び決材層洗浄排水の処理という６つの機
能を効果的に遂行できる。従って、従来の活性汚泥法に
おけるエアレーションタンク，最終沈殿池．？ｆｉ過池
を不要にし、著しい省スペース，建設費低減，水質の向
上，処理水質の安定化、及びメンテナンス性の向上が達
成される。

■　従来の生物が床法において、原水ＳＳが多い場合に
不可欠であった、前段の沈殿池が不要である。

■　濾材層の洗浄用に清澄処理水を消費する必要がない
ので、処理水生産率が高い。

■　Ｊ材層洗浄時の洗浄排水の処理に、別個の沈殿池を
必要としない。

■　好気性炉床部へのエアレーションに伴う水流の乱れ
が沈殿部に波及しないので、沈殿効果が阻害されない。

■　原水ＳＳの除去効率が優れており、安定してＳＳ１
０ｑ／ｊ！以下の清澄処理水が得られ、原水流量変動時
にもＳＳ除去効果がほとんど悪化しない。

■　装置の水面から清澄処理水が泉のように湧出するの
が見えるようにし、美観的に優れたちのにすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図である。 １・・・槽体、２・・・浮上濾材層、２−１・・・好気
性炉床部、２−２・・・嫌気性が床部、３・・・支持部
材、４・・・散気装置、５・・・沈殿部、６・・・凝集
剤注入管、７・・・原水流入管、８・・・フィードウェ
ル、９・・・駆動装置、１０・・・回転軸、１）・・・
レーキ、１３・・・越流ロンダ、１４・・・処理水流出
管、１５・・・貯留槽、１６・・・循環配管、１９・・
・分配管、２０・・・洗浄排水管、２２・・・高分子凝
集剤注入管、 入管。 ２３・・・有ｉ炭素源注 特許出廓人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）槽内の上方部に浮上濾材層を保持し、該浮上濾材
   層内の中間部に酸素含有ガスの散気装置を配備し、浮上
   濾材層より下方部を沈殿部とし、該沈殿部に原水流入部
   を設け、さらに槽上部に処理水流出部を設けると共に、
   処理水流出部から流出する処理水の一部を前記浮上濾材
   層下部へ循環する循環路を設けたことを特徴とする生物
   学的脱窒素装置。