JPH0435794A

JPH0435794A - 完全混合式汚水処理方法及びその処理装置

Info

Publication number: JPH0435794A
Application number: JP2143380A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Toyoda; 淳豊田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-06

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）この発明は、好気性又は嫌気性の微生物付着担体と有機
汚泥物質含有汚水とを完全混合状態にして汚水を効率よ
く処理するようにした完全混合式汚水処理方法及びその
処理装置に関する。

（従来の技術）最近、工場排水や生活排水等の汚水によって河川湖沼の
水が汚染されて自然破壊等が大きな問題となりつつある
ことから、これに対処すべく種々な汚水処理法が提案さ
れており、その−例として好気性又は嫌気性微生物を利
用した流動床式汚水処理方法が知られている（特公昭５
９−１８１１９号公報、特公昭６２−３４４３４号公報
、特開昭６１−２６８３９５号公報、特開昭６２−７４
４９２号公報、特開昭６２−７４４９３号公報参照）。

例えば、好気性流動床式汚水処理方法では、第４図に示
されるように、処理槽ｌの内部に砂等の担体２を充填し
、汚水３を流入させて担体２に好気性微生物を付着繁殖
させ、処理槽１の底部に曝気装Ｗ７によって空気を導入
して担体２を流動化させて汚水３を微生物によって処理
し、又汚水３中の懸濁物質も担体２によって濾過してこ
れを処理水として処理槽１底部から排出路４よって排出
して貯留槽５に貯留した後、系外に放出する一方、処理
槽１内が懸濁物質によって目詰まりすると、ポンプ６及
び曝気装置７によって逆洗を行って懸濁物質の目詰まり
を解消するとともに、逆洗水を系外に放出するようにし
ている。

他方、嫌気性流動床式汚水処理方法では、第５図に示す
ように、処理槽１１内部を無酸素状態に保持しつつ、汚
水１３及び循環ポンプ１６で取り出した処理水の一部を
送水ポンプ１４によって処理槽１１底部に流入させて担
体１２を流動化させ、担体１２に付着繁殖した微生物に
よって汚水１３を処理し、処理水は処理槽１１上部から
排出路１５によって系外に排出する一方、汚水１３中の
懸濁物質は定期的に処理槽１１の底部から排出路１７に
よって系外に排出するようにしている。

（発明が解決しようとする課題）しかるに、従来の流動床式汚水処理方法では、好気性及
び嫌気性のいずれにおいても担体２．１２として砂等の
比重の大きなものを用い、これを流動化するようにして
いるので、流動化動力が大きく、大きな容量のポンプ６
．１４．１６を必要とし、又適当な流動条件にすると、
処理槽１．１１内のデッドスペースが増大し、汚水処理
効率があまり高くなかった。

また、従来の流動床式汚水処理方法では、いずれも処理
槽１．１１に固液分離機能又は濾過機能を持たセて処理
槽１．１１内で処理水と懸濁物質とを分離又は濾過処理
するようにしているので、好気性処理方法においては汚
水３中の懸濁物質が多いと、流動床の目詰まりが激しく
、頻繁に逆洗処理をする必要があり、又嫌気性処理方法
においては汚水Ｉ３中の懸濁物質が多いと、これが処理
槽１１内に滞留してしまい、汚泥として排出路１７によ
って処理槽１１底部から引き抜く必要があり、その場合
には担体１２も流出してしまい、これを再添加する必要
があり、いずれにしても処理効率が悪く、又装置が大型
化するという問題があった。

この発明は、かかる問題点に鑑み、汚水処理効率を向上
でき、又装置を小型化できる汚水処理方法及び処理装置
を提供することを課題とする。

上述の問題のうち、デッドスペースの問題については担
体と汚水とを強制撹拌して処理槽内各部で略均−分散化
した完全混合状態とすれば、これを解消できるが、完全
混合状態とすると、担体に付着繁殖した微生物が担体か
ら剥離されて汚水とともに処理槽外に持ち去られるとい
う問題が生じる。

また、流動化動力の問題については、例えば特開昭６２
−７４４９３号公報に示されるように、スポンジ、合成
樹脂繊維又は天然繊維等、比重の小さな担体を使用する
ようにすれば解消できるが、デッドスペースの問題につ
いては対応できない。

（課題を解決するための手段）そして本件発明者は、上述の課題を解消すべく鋭意研究
した結果、ウレタン発泡体やＰｖＣ発泡体等のプラスチ
ック発泡体を微生物担体として使用するようにすれば、
デッドスペースの問題及び流動化動力の問題についてこ
れを解消でき、又処理槽内では微生物による汚水浄化処
理のみを行うようにすれば、逆洗又は汚泥引抜きの処理
機構が不要となり、装置を小型化できるとともに処理水
と懸濁＠！Ｉ質との専用の固液分動又は濾過装置を使用
して一層清浄な最終処理水にできることを着目し、本発
明を完成したものである。

即ち、本願発明に係る完全混合式汚水処理方法は、「汚水処理用微生物を担持した多孔性プラスチック発泡
体と、該発泡体に対して等量以上の容積の汚水とを撹拌
して処理槽内各部で完全混合状態として上記微生物によ
って汚水を処理し、上記多孔性プラスチック発泡体を懸
濁物質の混合した処理水から分離して処理槽内に保持し
つつ、該懸濁物質混合処理水のみを処理槽から排出する
ようにした」ことを要旨とする。

また、本願発明に係る好気性完全混合式汚水処理装置は
、ｒＯ，９５〜１．５の見掛は比重を有する多孔性プラス
チック発泡体を用いて構成され、好気性微生物が付着繁
殖する微生物担体を収容し、該担体の実体積と槽容量が
１＝３〜１：６の範囲にある処理槽と、上記処理槽内の汚水容積が上記担体に対して等量以上に
維持されるように上記処理槽上部に汚水を流入させる汚
水供給系と、上記微生物担体と汚水とが撹拌されて上記処理槽内各部
で完全混合状態となるように上記処理槽下部に空気を供
給する曝気装置と、上記処理槽から懸濁物質の混合した処理水を排出する排
出系と、上記微生物担体を上記懸濁物質混合処理水から分離して
上記処理槽内に保持する分離体とを備えるようにした」
ことを要旨とする。

さらに、本願発明に係る嫌気性完全混合式汚水処理装置
は、ｒｏ、９５〜１．５の見掛は比重を有する多孔性プラス
チック発泡体を用いて構成され、嫌気性微生物が付着繁
殖する微生物担体を収容し、該担体の実体積と槽容量と
が１：３〜１：６の範囲にある処理槽と、上記処理槽内の汚水容積が上記担体に対して等量以上に
保持されるとともに上記微生物担体と汚水とが撹拌され
て上記処理槽内各部で完全混合状態となるように上記処
理槽下部に汚水を流入させる汚水供給系と、上記処理槽から懸濁物質の混合した処理水を排出する排
出系と、上記微生物担体を上記懸濁物質混合処理水から分離して
上記処理槽内に保持する分離体とを備えるようにした」
ことを要旨とする。

ここでプラスチック発泡体は、例えばウレタン発泡体、
ｐｖｃ発泡体、塩化ビニル発泡体等が使用できる。

微生物の付着繁殖に良好な担体の条件は、表面であり、
又材質は親水性表面の方がよく、表面電位は正に帯電し
ている方が好ましい。また、本発明の担体では物理的性
質の方を重視し、担体自体が３次元構造で、粗な面を有
しており、特に３次元構造を有するために担体表面に付
着した微生物が仮に剥離されても、内部に多量の微生物
を保持できるため、槽内を完全混合状態としても問題は
なく、又好気性処理の場合、担体表面数ミリは好気性で
あり、内部は無酸素状態になる可能性があるが、それが
却って内部嫌気性菌による脱窒処理を可能としている。

また、処理槽外における固液分離又は濾過は、重力沈降
分離、急速濾過分離、加圧浮上分離、限外濾過分離、遠
心分離等を使用できる。

また、分離体は微生物担体と処理水とを分離できるもの
であればよく、例えば多孔板、網、スクリーン等を使用
できる。

次に条件を限定した理由について説明すると、まず、プ
ラスチック発泡体の見掛は比重を０．　９５〜１．５と
したのは、小さな混合エネルギーでもって担体と汚水と
を容易に強制撹拌できるようにして小容量のポンプを使
用できるようにするためであり、又汚水の容積を微生物
担体と等量以上にしたのは、汚水の一部は微生物担体に
含浸され、汚水と担体とを完全混合状態に保持するため
には十分な量、即ち微生物担体と等量以上の量の汚水を
必要とするからである。

また、本発明によれば、セル数が１３〜５５ケ／インチ
で、かつ見掛は比重が０．９５〜１．５であり、汚水処
理用微生物を担持するに適した微生物担持用プラスチッ
ク発泡体を提供できる。

（作用）本発明においては、処理槽内を完全混合状態としたこと
から、処理槽内にデッドスペースがほとんどできず、担
体付着微生物と汚水とが確実に接触して効率よく汚水が
処理されれる。

また、処理槽には微生物による汚水浄化機能のみを持た
せ、固液分離又は濾過はこれを処理槽外で行えるように
したことから、処理水はこれに十分な量の懸濁物質を混
入して処理槽から排出される結果、従来のような逆洗や
汚泥引抜き等の処理は不要となり、これによっても汚水
処理効率が向上し、又懸濁物質の十分混入した処理水を
重力沈降分離法、急速濾過分離法、加圧浮上分離法、限
外濾過分離法、遠心分離法等によって分離処理でき、よ
り一層清澄な処理水と濃縮汚泥とに分離できる。

さらに、プラスチック発泡体を微生物担体とするように
したことから、担体と汚水とを完全混合状態としても微
生物が全て担体から剥離されることはなく、しかも分離
体を設けて微生物担体を処理水と分離して処理槽内に保
持するようにしたことから、汚水の連続処理が可能とな
る。

（実施例）以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の第１実施例による好気性完全混合式汚
水処理装置を示す０図において、処理槽２１内には好気
性微生物担体２２が実体積で槽容積に対して１／３〜１
／６充填され、該微生物担体２２はセル数が１３〜５５
ケ／インチで、かつ０．９５〜１．５の見掛は比重を有
する多孔性プラスチック発泡体、例えばウレタン発泡体
又はＰ■Ｃ発泡体を用いて構成されている。

また、上記処理槽２１にはその上部から汚水２３を供給
する汚水供給系２４が設けられており、該汚水供給系２
４は汚水２３の容積が微生物担体２２に対して等量以上
に維持されるように汚水２３を供給するようになってい
る。

さらに、上記処理槽２１には槽下部からエアーを供給す
る曝気装置２５が設けられ、該曝気装置２５はその供給
エアーによって微生物担体２２と汚水２３とを強制撹拌
して処理槽２１内各部で略均−分散化した完全混合状態
とするようになっている。

さらにまた、上記処理槽２１には処理槽２１から懸濁物
質の混合した処理水を排出する排出系２６が設けられ、
該排出系２６と処理槽２１との間には微生物担体２２と
懸濁物質混合処理水とを分離して微生物担体２２を処理
槽２１内に保持するスクリーン（分離体）２７が設けら
れている。

また、上記排出系２６の下流端は凝集槽２８に接続され
、さらに凝集槽２８からの処理水は加圧浮上分離槽２９
に送給されている。

次に処理方法について説明する。

汚水供給系２４から処理槽２１に汚水２３が供給される
と、該汚水２３は処理槽２１内で担体２２に付着した多
量の微生物により処理される。

その際、処理槽２１内においては曝気装置２５からの供
給エアーによって槽内の担体２２と汚水２３とが完全混
合状態に保持されており、汚水２３は微生物担体２２と
十分に接触して効率よく処理される。

また、処理水は槽上部流出管２６から排出され、担体２
２も処理水とともに流出しようとするが、微生物担体２
２はスクリーン２７によって処理水と分離されて処理槽
２１内に戻され、懸濁物質含有処理水のみが凝集槽２１
に排出される。

この処理水は凝集槽２８内でこれに凝集剤３０及び中和
側３１が添加されて凝集処理される。凝集処理された処
理水はさらに移送ライン中でこれに高分子凝集剤３２が
添加されてその凝集フロックを大型化させて加圧浮上分
離槽２９へ移送される。加圧浮上分離槽２９で処理水は
凝集フロックと分離され、最終処理水は放出系３３によ
り、濃縮懸濁物質は放出系３４により各々系外へ放出廃
棄される。

以上のような本実施例の汚水処理装置では、槽２１内を
完全混合状態に保持するようにしたので、槽２１内にデ
ッドスペースがほとんどできず、微生物付着担体２２と
汚水２３との接触効率を向上でき、汚水処理効率を増大
できる。

また、本汚水処理装置では、汚水２３の含有する懸濁物
質を処理槽２１から処理水とともに排出するようにした
ので、汚水２３の含有する懸濁物質が多い場合にもこれ
が処理槽２１内に残留することはなく、逆洗や汚泥引抜
きといった処理が不要となり、管理及び動力を削減でき
、又これによっても処理効率を向上できる。

さらに、本汚水処理装置では、懸濁物質を含有する処理
水を固液分離専用のシステムで処理するようにしたので
、最終処理水を非常に清浄にでき、又汚泥を濃縮された
状態で取り出すことが可能であり、汚泥の処理を容易と
でき、又汚水２３の微生物浄化処理系（処理槽２１）を
小型化できることとなる。

また、本汚水処理装置では、見掛は比重の小さい担体２
２を使用するようにしたので、混合、流動のエネルギー
を少なくでき、ポンプの容量を小さくできる。

また、本汚水処理装置では、微生物担体２２としてプラ
スチック発泡体を使用するようにしたので、処理槽２１
内を完全混合状態としても微生物の保持量は非常に高く
さらに効率の高い処理が行なえ、又担体２１をスクリー
ンで処理水と分離して処理槽２１内に保持するようにし
たので、汚水２３の連続処理が可能となる。

また、第２図は本発明の第２の実施例による好気性完全
混合式汚水処理装置を示す。本実施例では、担体分離に
多孔板３５を使用し、又懸濁物質の分離に限外ろ過分離
装置３６を使用している以外、上記第１実施例と同様で
ある。

即ち、処理！２１内は曝気装置２５の曝気によって完全
混合状態に保持されており、処理槽２１に汚水２３が流
入されると、担体２２に付着した多量の微生物により処
理されて排出され、担体２２は多孔板３４により処理水
と分離されて処理槽２１内に残留する。

懸濁物質を含有した処理水は処理槽２１外に排出される
と、貯留槽２８に流入されて一旦貯留された後、ポンプ
３７によって限外濾過装置３６へ圧送され、濃縮懸濁液
は排出系３４によって、最終処理水は排出系３３によっ
て各々系外へ排出され、こうして清浄な最終処理水を得
る。

また、第３図は本発明の第３の実施例による嫌気性完全
混合式汚水処理装置を示す。本実施例では処理槽４１を
密閉可能とし、又担体分離にスクリーン２７を、懸濁物
質分離に限外濾過分離装置３６を使用している。

即ち、本装置においては、汚水２３が処理槽４１内に流
入されると、担体２２に付着した多量の微生物により処
理され、又槽２１内は循環ポンプ４３によって槽４１の
下部から循環水と汚水２３とを流入させることによって
完全混合状態に保持される。

担体２２はスクリーン２７により処理水と分離されて処
理槽４１内に残留され、懸濁物質を含有した処理水のみ
が槽外へ排出され、貯留槽２８に流入されて一旦貯留さ
れた後、ポンプ３７によって限外濾過装置３６へ圧送さ
れ、濃縮懸濁液は排出系３４によって、最終処理水は排
出系３３によって各々排出され、こうして清浄な最終処
理水を得る。

裏蓋■よ原水にはグルコース、酢酸を主成分にしたＢＯＤ１００
Ｏ■／ｌ、ＰＨ６，５の人工廃水を、処理実験装置には
第６図に示すものを、担体には１０−／曽０　のウレタ
ン発泡体を使用した。

実験開始にあたって下水汚泥を種汚泥とし、１日間のみ
微生物付着期間とし、翌日より廃水の流入を開始した。

廃水投入時からＢＯＤ負荷を５ｋｇ／ｒｒｆ・日の高負
荷とし、２日後のＢＯＤ除去率を見ると、６０％前後と
良好であった。４日目ごろから除去率が象、激に良くな
ったため、ＢＯＤ負荷を６ｋｇ／ｎ？・日とし、７日目
の除去率は９５％となった。

その後は、ＢＯＤ負荷６ｋｇ／％・日において連続運転
を行い、１ケ月後に９８〜９９％前後の除去率が確保さ
れ、又６ケ月の運転後も担体の破損等はなく処理能力の
低下も見られなかった。

通常、ＢＯＤ負荷は活性汚泥法で０．５〜１゜０ｋｇ／
イ・日、回転円板法で２．０ｋｇ／ボ・日、流動床で３
．５〜４．０ｋｇ／ｒｒｆ・日であるのに対し、末法で
はＢＯＤ負荷６．０ｋｇ／ｎｆ・日でも十分な処理能力
が得られた。

また、本例では発泡担体の容積が１０１１／ＩＩ’の場
合、４５０個で、０．９２の充填容積を占める（担体上
身の容積は０．４５ε）、処理槽全容積は１．６ｆｆｉ
とした。このことから発泡担体止弁の容積：処理槽全容
積はｌ：３〜１：６程度が好ましく、本例の容積比（１
：３．５）では槽内は完全混合状態に保持でき、又上述
の汚水処理能力を発揮し得る。

また、担体の大きさはこれが小さいほど表面積が大きく
なってよいが、スクリーン等による分離及び懸濁物質の
流出を可能とする必要があるため、２〜２０鴫／−１好
ましくは３〜１５請／−がよい。

また、形状は、角形状、球状ともによいが、球状の方が
好ましい。

さらに、担体密度は本例の場合、０．０５７ｇ／ｃｄで
、比重は１．２〜１．５程度であり、連続発泡であるこ
とから、３次元構造を有する。

実１貫］４微生物担体として密度０．１２１ｇ／ｅｊでＩＯ■／ｌ
ｌ′′　のＰＶＣ発泡体を使用した以外、上記実施例と
同様の処理を行った。ＢＯＤ負荷を５　ｋｇ／ｎｆ・日
の高負荷とし２日後のＢＯＤ除去率は６０％前後と良好
であった。ＢＯＤ負荷を６ｋｇ／％・日とし、７日目の
除去率は９７％となった。その後はＢＯＤ負荷６ｋｇ／
ｒｄ・日において連続運転を行い１ケ月後には９８〜９
９％前後の除去率が得られ、６ケ月の運転後も各担体の
破損等はなく処理能力の低下もなかった。

（発明の効果）以上のように、本発明に係る完全混合式汚水処理方法及
びその処理装置によれば、微生物を担持した多孔性プラ
スチック発泡体と、該発泡体に対して等量以上の容積の
汚水とを撹拌して処理槽内各部で完全混合状態として上
記微生物によって汚水を処理し、上記多孔性プラスチッ
ク発泡体を懸濁物質の混合した処理水から分離して処理
槽内に保持しつつ、該懸濁物質混合処理水のみを処理槽
から排出するようにしたので、汚水処理効率を向上でき
、又装置を小型化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による好気性完全混合式汚
水処理装置を示す概略構成図、第２図は本発明の第２実
施例による好気性完全混合式汚水処理装置を示す概略構
成図、第３図は本発明の第３実施例による嫌気性完全混
合式汚水処理装置を示す概略構成図、第４図及び第５図
は各々従来の好気性及び嫌気性の流動床式汚水処理装置
を示す概略構成図、第６図は本発明の詳細な説明するた
めの図である。２１．４１・・−・処理槽、２２・・−・・−・プラス
チック発泡体、２３・−・・汚水、２４−・−・−汚水
供給系、２曝気装置、２６排出系、２７．３５・・分離体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）汚水処理用微生物を担持した多孔性プラスチック
発泡体と、該発泡体に対して等量以上の容積の汚水とを
撹拌して処理槽内各部で完全混合状態として上記微生物
によって汚水を処理し、上記多孔性プラスチック発泡体
を懸濁物質の混合した処理水から分離して処理槽内に保
持しつつ、該懸濁物質混合処理水のみを処理槽から排出
するようにしたことを特徴とする完全混合式汚水処理方
法。
（２）上記懸濁物質混合処理水は、上記処理槽外にて重
力沈降分離法、急速濾過分離法、加圧浮上分離法、限外
濾過分離法、遠心分離法によって処理水と懸濁物質とに
分離されることを特徴とする請求項（１）記載の完全混
合式汚水処理方法。
（３）汚水処理用微生物を担持するプラスチック発泡体
であって、セル数が１３〜５５ヶ／インチで、かつ見掛
け比重が０．９５〜１．５であることを特徴とする微生
物担持用プラスチック発泡体。
（４）０．９５〜１．５の見掛け比重を有する多孔性プ
ラスチック発泡体を用いて構成され、好気性微生物が付
着繁殖する微生物担体を収容し、該担体の実体積と槽容
量が１：３〜１：６の範囲にある処理槽と、上記処理槽内の汚水容積が上記担体に対して等量以上に
維持されるように上記処理槽上部に汚水を流入させる汚
水供給系と、上記微生物担体と汚水とが撹拌されて上記処理槽内各部
で完全混合状態となるように上記処理槽下部に空気を供
給する曝気装置と、上記処理槽から懸濁物質の混合した処理水を排出する排
出系と、上記微生物担体を上記懸濁物質混合処理水から分離して
上記処理槽内に保持する分離体とを備えたことを特徴と
する好気性完全混合式汚水処理装置。
（５）０．９５〜１．５の見掛け比重を有する多孔性プ
ラスチック発泡体を用いて構成され、嫌気性微生物が付
着繁殖する微生物担体を収容し、該担体の実体積と槽容
量とが１：３〜１：６の範囲にある処理槽と、上記処理槽内の汚水容積が上記担体に対して等量以上に
保持されるとともに上記微生物担体と汚水とが撹拌され
て上記処理槽内各部で完全混合状態となるように上記処
理槽下部に汚水を流入させる汚水供給系と、上記処理槽から懸濁物質の混合した処理水を排出する排
出系と、上記微生物担体を上記懸濁物質混合処理水から分離して
上記処理槽内に保持する分離体とを備えたことを特徴と
する嫌気性完全混合式汚水処理装置。