JPH04250892A - 液状有機廃棄物処理用生物反応装置 - 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】

【請求項３】濾床上部の濾材に非変形性の無機質系硬質
濾材を混入してなる請求項１または請求項２の液状有機
廃棄物処理用生物反応装置。

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、家庭や工場から排出される液状の有機廃棄物
（液中には溶解した小粒径の固形成分を多く含む。以下
単に有機廃棄物という）を微生物の有する捕食消化作用
によって浄化する液状有機廃棄物処理用生物反応装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

有機廃棄物を微生物に接触させると、微生物は有機廃棄
物中の有機物を食物または活性エネルギーとして体内に
取り込むことは一般に知られており、この原理を利用し
た処理法として、有機廃棄物と微生物を酸素を供給しな
がら水中で接触させる活性汚泥法と核体に生物皮膜を形
成してこれに有機廃棄物を接触させる撤水瀘床法とがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】

しかし、前者にあっては水中処理であるが故に酸素不足
は否めず、処理時間が長くなるという欠点があり、また
、後者にあっても生物皮膜を形成するために核体間隙を
多くとらなければならないから、無処理通過が多くなる
という短所がある。これらの方法に共通していることは
、いずれも有機廃棄物を微生物によって直接的に分解さ
せるものであるから、すなわち、生物的処理のみに頼る
ものであるから、微生物と有機廃棄物の十分な接触面積
を確保するためには膨大な規模の接触領域を必要とした
り、消化分解までに長時間を要したりすることは仕方の
ないことである。

【０００４】 本発明者はこの点に関し、微生物による有機物の消化分
解作用の他に濾材の物理的瀘過作用を付加し、両者の相
乗的作用によって処理能力を高める案件を先に特願平１
−１５４９８６号として提案している。しかしながら、
生物的処理に関与する微生物の種類，性質，挙動等が未
だ十分に解明されていない現状では、その後実験，実施
を重ねることによってさらに新しい事実が判明した。本
発明はこのような事情の下にさらに処理効率のアップを
図り得る液状有機廃棄物処理用生物反応装置を提供した
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

以上の課題の下、本発明は、木質細片等からなる多孔質
濾材を充填して濾床とした生物反応装置において、濾材
自身が有する多孔および濾材間間隙を濾床の上層から下
層に行くに従って大から小になるように分布させたこと
を主要な要旨としたものである。

【０００６】 以上の濾材は不定形体であるが、濾材自身が有する多孔
および濾材間間隙の大小分布を容易にするために濾材を
一定の厚みを有する定形体とし、この定形体を積重して
濾床とすることも考えられる。

【０００７】 大きな浸透圧を受ける有機廃棄物注入部付近の濾床を構
成する濾材に非変形性の無機質系の硬質濾材を混入させ
、この変形を抑制することも考えられる。

【０００８】

【作用】

この種の生物反応装置が有機廃棄物中から有機物を分解
除去するのは濾材による物理的な瀘過作用と濾材に着床
した微生物の分解作用によるものである。すなわち、反
応装置に供給された有機物は濾床を浸透中に物理的に濾
過され、濾過されたものを微生物が捕食して分解する場
合と、有機物の浸透中、微生物がこれに直接的に作用し
て分解する場合とがある。ところで、有機廃棄物が濾床
中を透過して流下するのは、濾材自身に形成された多孔
と濾材間間隙（以下単に間隙という）を通ってのもので
あるから、これら間隙が一様な大きさであると、有機廃
棄物中の有機物は濾床の始端部で集中的に濾過されてし
まい、この瀘過された有機物を微生物が捕食するのが追
いつかず、この部分に目詰まりを起こしてしまう。しか
し、前記した手段をとることにより、形状の小さな有機
物は下方の濾床まで浸透するから、結局、有機物はその
形状の大きさに応じて瀘床中に均等に分布することにな
る（負荷が均等分布化する）。このことは微生物の捕食
作用の効率を上げ、目詰まり解消に寄与するのである。 なお、この消化作用に関与する微生物は好気性，嫌気性
，好気−嫌気性の球菌，糸状薗，桿菌等を始めとする各
種の細菌，微小動物である。そして、有機廃棄物中の有
機物がこのようにして微生物処理されてできる最終生成
物は好気性反応下では炭酸ガスと水であり、タンパク質
を含むものは窒素化合物から（亜）硝酸塩，硫黄含有物
は硫黄化合物となる。また、リン含有物はリン酸に分解
されが、好気−嫌気性微生物の体内に蓄積され装置外に
は排出されない。

【０００９】 一方、濾床を構成する濾材は有機質系の木質細片等を主
体に使用する。このような濾材が適するのは外形形態お
よび多孔の形状，大きさが区々であり、これに生息する
微生物の多種，多様化が図られるとともに、微生物の食
物源である有機物の供給が断たれたような場合に栄養源
ともなり得るからである。しかし、このような濾材は軟
質であるから、有機廃棄物が透過するときの浸透圧や経
年変化によって変形する。この変形は間隙の局所的な大
形化と小形化を招き、前者にあっては微生物の捕食能力
を越える大量流入を来し、後者にあっては目詰まりを起
こす。特に、有機廃棄物の注入部付近に充填される濾材
には大きな浸透圧が作用してその変形量も大きいから、
この部分に大きな空隙を形成する。したがって、この部
分に充填される濾材に非変形性の硬質濾材を混入すると
この濾材間隙の変形を抑制することができる。

【００１０】

【実施例】

図１はこの発明に係る一般家庭の合併浄化槽から排出さ
れる生活排水を浄化する反応装置の断面図であるが、据
付基礎１の上に設置した直径１ｍ、高さ１．５〜２ｍ程
度の反応槽２に微生物を着床させた濾材３を充填して濾
床４とし、この濾床４の上部に側壁周囲に排出孔５を形
成した中空状の流量調整槽６を埋設する一方、この流量
調整槽６に有機廃棄物を注入する注入管７を突入させて
おく。さらに、反応槽２の底部には有機廃棄物を分解処
理した処理水を排出する排出管８を接続しておく。なお
、反応槽２の外周に送風機９に連結した送気管１０を突
入させ、濾床４中に空気を強制的に供給するのが好まし
い。また、このときの空気を適当に加温することもある
。

【００１１】 注入する有機廃棄物はゴミ等の夾雑物を除いた後に間欠
的に行い、一回の注入量はこの流量調整槽６が一杯にな
る程度まで注入し、以後は大気圧に保つ。流量調整槽６
に注入された有機廃棄物はこの部分で流量制御され、周
囲の濾材３の毛細管現象による吸引力等によって排出孔
５から濾床４中に除々に水平浸透し、次いで重力によっ
て垂直流下して行く。この意味から、流量調整槽６周囲
の浸透層の濾床４を浸透濾床４ａとし、流下層の瀘過濾
床４ｂと区別することがある。浸透瀘床４ａは流量調整
槽６の周囲２５〜３０ｃｍの帯状とし、場合によっては
下万に約１０ｃｍの直径の突起部４ｃを底部より約１．
５ｍ上方まで垂下させることもある。注入された有機廃
棄物の１／３はそのまま排出管８から排出され、残りの
２／３は濾材３の保水力によって瀘床４中に留め置かれ
、次の有機廃棄物が注入されたときにその重力による加
圧力で押し出されるが、いずれも排出管８から排出され
るときには９８％の有機物が濾過および処理される。有
機廃棄物が濾床４中を浸透して行く間にこれに含まれる
有機物は濾材３の間隙によって物理的濾過作用を受ける
とともに、微生物によっても捕食されて分解処理される
。このような作用を受けて処理された処理水は排出管８
から排出され、放流もしくは再生利用される。排出管８
の付近には（必要なら仕切板１１を設けて）底部より２
０ｃｍ程度の厚みで３〜５ｍｍの比較的大形の濾材３を
充填した排水帯１２を形成し、この部分に処理水が停滞
して嫌気状態になるのを防ぎ、メタンガスや硫化水素の
発生を防ぐ。

【００１２】 ところで、ここで使用される濾材３は大きさ０．３〜３
ｍｍ程度の有機質系の木質細片である。各種の木材（間
伐材等が使用できる）を通道組織、繊維組織、柔組織、
形成層等の微生物が着床できる担体となる基本的植物組
成組織のみを残すように化学的処理して細砕すると微小
な細孔を有する多孔質となる。これを反応槽２にその濾
材３自身が有する多孔と濾材間間隙が大きいものほど上
になるよう順に充填して行く。このようにすると、流量
調整槽６の周囲の濾床４（浸透濾床４ａ部分）の濾材３
はもっとも間隙の大きなものとなるが　これを木質細片
の軟質濾材３だけで構成すると前記した間隙の変形量が
大きくなるので、この部分にこれら有機質系濾材３の２
〜４倍程度の大きさを有する合成ゼオライトやセラッミ
ック等で構成される無機質系硬質濾材３を混入すること
も考えられる。 このような濾材３を使用すると変形量が抑制され、間隙
の大きさを長期間不変にすることができる。なお、上層
の濾材３ほどその間隙を大きくするのは、小さな有機物
までもがこの部分で濾過されるのを防ぎ、できるだけ有
機物を濾床４全層に均等に分布させるためである。

【００１３】 一方、この充填は無層構造でもよいが、図２に示すよう
な間隙の揃った濾材３同士を加圧もしくは繊維体で結着
して一定の厚みを有する定形体（１３は送気管１０を突
入させるための通気孔）にし、これを積重して濾床４と
する方法も考えられる。このようにすると、間隙の大き
さを調整することが容易になるとともに反応槽２内への
充填も楽である。

【発明の効果】

以上、発明は前記したものであるから、すなわち　濾材
間隙を瀘床の上層から下層に行くに従って順に大から小
に分布させたものであるから、大きさの異なる汚濁物が
濾床全体に均等に分布し、目詰まりを起こすことなく、
微生物作用も均等に受ける。したがって、処理能力が著
しく向上する。 このような生物反応装置によって有機廃棄物を処理する
能力は微生物着床濾材１ｍ３当たり一日２０ｋｇで、従
来の活性汚泥法や撒水瀘床法に比べて実に１０〜１００
倍にも達する。また、生活排水３ｔ／日を数年間継続処
理した結果、放流水のＢＯＤ値は平均２ｐｐｍ．最高０
．８ｐｐｍに減少した記録も得られている。また、ＢＯ
Ｄ６５００ｐｐｍの高濃度タンパク汚水（食品工場廃水
）をこの装置で１４日間継続処理した結果、４０ｐｐｍ
に減少した事実も確認されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の生物反応装置の説明図である。

【図２】 本発明の定形体瀘床の斜視図である。

【符号の説明】

３濾材 ４濾床

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機質系の木質細片等で構成される多孔質
   濾材を充填した瀘床の上部から液状有機廃棄物を注入し
   、前記濾材の物理的濾過作用と前記濾材に生息する微生
   物の生物的分解作用とによって前記有機廃棄物中の有機
   物質を取り除いた処理水を前記濾床の底部から排出する
   液状有機廃棄物処理用生物反応装置において、前記濾材
   を前記瀘床の上層から下層に行くに従って前記濾材中に
   形成される多孔の大きさおよび瀘材間間隙が大から小の
   ものになるよう分布させてなる液状有機廃棄物処理用生
   物反応装置。
2. 【請求項２】濾材を一定厚さの定形体とし、これを積重
   して濾床に構成してなる請求項１の液状有機廃棄物処理
   用生物反応装置。