JPH0440295A - 廃水処理装置 - 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、生活廃水、産業廃水等を生物学的に処理する
廃水処理装置に関する。

「従来技術および発明が解決しようとする課題」廃水処
理装置の一種に超深層曝気法を実施する装置がある。こ
の装置は、第４図に示すように、流動床型バイオリアク
ター１に浮上層２が連設されてなるものである。流動床
型リアクター二は、上部が大気と連通した開放型のもの
でその深さは２０〜２５（ｌＩｌｌである。このリアク
ター１内には、下向流領域３と上向流領域４とが形成さ
れている。

有機性廃水はこの流動床型リアクター１内で循環されつ
つ曝気処理される。そしてこの流動床型リアクター１で
処理された被処理水は、浮上槽２に送られて活性汚泥を
分離されたあと放流される。

このような従来の廃水処理装置では、浮上槽２で十分に
汚泥を分離できない問題があった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、浮上槽での
汚泥分離を良好に行える上に、円滑に運転できる廃水処
理装置を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明の廃水処理装置では、加圧状態の密閉空間内で被
処理水を曝気循環させつつ生物学的に処理する加圧流動
床型バイオリアクターに、当該リアクターで処理された
被処理水から懸濁物質を分離する浮上槽を、通過する被
処理水を減圧する機構を備えた送液路を介して連設する
と共に、前記加圧流動床型バイオリアクターに、リアク
ター内の水位をコントロールする機構と、リアクター内
の圧力をコントロールする機構とを設けることによって
、前記目的を達成した。

前記送液路は、例えばリアクターと浮上槽とを連通ずる
管路に減圧弁を取り付けて構成することができる。この
ように送水路を構成した場合、減圧弁は、浮上槽の直前
、浮上槽の直下、浮上槽中など、できるだけ懸濁物質を
分離する場所の近傍に配置されることが望ましい。

「作用」 この廃水処理装置では、リアクター内が加圧状態なので
、被処理水に酸素等の気体が多量に溶解する。この結果
、微生物による浄化速度が向上する。第３図は本発明者
らが「リアクター内圧力の処理能力に及ぼす影響」に付
いて実験した結果を示すものである。この図から判るよ
うに、２　ｋｇ／ｃＣＧの加圧下では処理速度がほぼ５
倍になり、加圧による処理効率向上の効果か顕著である
ことが判る。一般的な標準活性汚泥法では、ＢＯＤ容積
負荷が０　、６　ｋｇ／ｍ’／日であることを考えると
、２　ｋｇ／　ｃｍ”Ｇの加圧下では同容積のりアクタ
−の処理能力が約３０倍になると言える。

前記のように、加圧状態のりアクタ−で処理された被処
理水が送水路で減圧されて浮上槽に送られると、減圧に
より被処理水に溶解し得る気体の量が減少するので、溶
解しきれない気体が細かい泡となり、被処理水中に含ま
れる余剰汚泥や懸濁固形物（以下、８８分と記す）に付
着する。この結果、浮上槽において８８分が浮上分離さ
れる。

このリアクター内の圧力は、被処理水の水位の変動の影
響を受けるが、このリアクターには水位コントロール機
構が設けられており、液面の高さが一定範囲に保たれる
ので、リアクター内圧力への水位変動の影響を抑制でき
る。この廃水処理装置は、前記のようにリアクターの水
位を一定に保つた状態で圧力コントロール機構による圧
力制御を行うので、リアクター内圧力が適正範囲に安定
に保たれる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の廃水処理装置を詳しく説
明する。

（実施例１） 第１図は本発明の廃水処理装置の一実施例を示すもので
、図中符号ＩＯはりアクタ−１符号１１は浮上槽、符号
１２は送液路である。

リアクター１０は、加圧状態で被処理水を曝気循環させ
つつ生物学的に処理する加圧流動床型の処理槽である。

このリアクター１０は密閉された略筒状の外槽１３と、
その中央に配置された内筒１４と、内筒１４の下方に配
置された散気管１５とによって構成されており、リアク
ター１０内の被処理水中には粒子表面に微生物膜が担持
されてなるバイオパーティクルが分散されている。この
バイオパーティクルが分散された被処理水は、送風機１
８から前記散気管１５を通じてリアクター１０内部に送
入される空気のエアーリフト効果により、内筒１４の内
側を上昇し外側を下降しつつ。

生物学的に処理される。

外槽１３の上部は拡径されており、この拡径された部分
には仕切筒１６によって中央部側から仕切られたバイオ
パーティクル分離部１７か形成されている。

このリアクター１０には、原水タンク１９に収集貯留さ
れた有機性廃水がポンプ２０によって供蛤されるように
なっている。前記バイオパーティクル分離部１７には液
面計２１か設けられている。

これらポンプ２０と液面計２１は、水位コントロール機
構を構成している。

このリアクター１０の外槽１３の上部は蓋部２２によっ
て密閉されており、この蓋部２２には、流量調整弁２７
を有する定常ガス抜き管２８が設けられている。この定
常ガス抜き管２８は、リアクター１０の上部空間からバ
ルブ開度一定で定常的にガス抜きを行うものである。

このリアクター１０の蓋部２２には、さらに、逆比弁２
３と電磁弁２４を備えた抜気管２５が取り付けられてい
る。またこのリアクターＩＯの上部には圧力計２６が取
り付けられている。これら抜気管２５と圧力計２６はこ
のリアクターｌＯの圧力コントロール機構を構成してお
り、リアクター１０内の圧力が上限圧力〔所定圧力（例
えば２ｋｇ／ｃｍ″Ｇ）の１０％増し〕に達したとき電
磁弁２４が開かれて抜気が行なわれ、所定圧力に戻った
とき電磁弁２４が閉じられるようになっている。

前記浮上槽１１は、リアクター１０で処理された被処理
水から懸濁物質を分離する槽である。この浮上槽ｌｌ内
は、隔壁２９によって懸濁物質分離部３０と処理水導水
部３１とに仕切らでいる。

懸濁物質分離部３０と処理水導水部３１とは、浮上槽ｌ
Ｏの下部側で連通されている。処理水導水部３１には、
越流基３２が設けられており、懸濁物質の除去された処
理水はこの越流基３２から放流されるようになっている
。

前記送液路１２は、この浮上槽１１の懸濁物質分離部３
０の底部近傍と前記リアクター１０のバイオパーティク
ル分離部１７との間に設けられている。この送液路１２
は管によって形成されたもので、その中程には減圧弁３
４が取り付けられている。この送水路１２には、減圧弁
３４よりもリアクター１０内の位置に流速計１９が取り
付けられており、減圧弁３４が目詰まりして流路１２内
の流速が低下したとき減圧弁３４の開度を増して目詰ま
りの解消を図るようになっている。

この廃水処理装置では、原水タンク１９からポンプ２０
によってリアクター１０に供給された被処理水が、散気
管１５から吹き込まれる空気のエアーリフト効果によっ
て、バイオパーティクルと共にリアクター１０内を循環
流動されつつ微生物の働きによって浄化される。リアク
ター１０内は加圧状態であり、溶存酸素濃度が高いので
、被処理水は速やかに浄化される。吹き込まれた空気の
うち一部の酸素は被処理水中に溶解するが、残部は廃水
処理に伴い発生した炭酸ガス等と共にリアクターｌＯの
上部空間に放出され、定常ガス抜き管２８から大気中に
放出される。この定常ガス抜き管２８は、一定速度でガ
ス抜きを行うのでリアクターｌＯ内の圧力が上限圧力に
達する場合があるが、その場合は、前記圧力コントロー
ル機構の電磁弁２４を解放して、リアクター１０内の圧
力を下げる。

リアクターｌＯ内の液面レベルは、ポンプ２０と液面計
２１とからなる水位コントロール機構および減圧弁３４
の開度によって管理されており、液面レヘルが下限水位
に達すると前記ポンプ２０かＯＮされて原水タンク１９
からリアクターｌＯ内に被処理水が供給され、液面レベ
ルが上限水位に達するとポンプ２０がＯＦＦされて被処
理水の供給が停止される。

前記のようにしてリアクター１０内で処理された被処理
水は、バイオパーティクル分離部１７から送液路１２を
介して浮上槽１１の懸濁物質分離部３０の底部に送られ
る。送液路１２の減圧弁３４を通過した被処理水は加圧
状態から解放されので、圧力低下に伴う溶解度の低下に
より被処理水に溶解し得なくなった一部の気体は微細気
泡となる。そしてこの微細気泡は、懸濁している８６分
に付着する。

そして被処理水が浮上槽１１に達すると、被処理水中に
懸濁していた８６分は付着した泡の浮力によって懸濁物
質分離部３０の水面に浮上する。

浮上した８６分は、図示しないかき寄せ機によってかき
寄せられて、引抜汚泥として取り除かれる。

一方浮上せず底部に沈降したごく一部の汚泥は、沈降引
抜汚泥として底部から引き抜かれる。このように８６分
が分離して得られた処理水は、隔壁２９の下から処理水
導水部３１に流入し越流基３２を越えて放流される。

この廃水処理装置では、加圧されたりアクタ−１０内で
被処理水を浄化するので、被処理水の溶存酸素濃度が高
く保たれ、リアクターｌＯ内では好気性微生物による被
処理水の浄化速度が高い効率で行なわれる。従ってこの
廃水処理装置によれば、浄化効率を損なわずにリアクタ
ーｌＯの容積を小さくでき、装置のコンパクト化等を実
現でる。

またこの廃水処理装置では、リアクターｌＯで処理され
た被処理水が減圧弁３４を備えた送液路１２を介して浮
上槽１１に送られるので、加圧状態にあった被処理水が
送液路１２の減圧弁３４を通過したときに加圧状態から
解放されて、被処理水内には溶解し得なくなった気体の
微細気泡が生じる。そしてこの微細気泡は、被処理水中
に含まれている８８分に付着して、これを浮上槽１１で
浮上分離させる。従ってこの廃水処理装置では、８８分
が十分濃縮された状態で分離される。

さらにこの廃水処理装置では、リアクター１０に流量調
整弁２７を備えた定常ガス抜き管２８が設けられると共
に、液面計２１とポンプ２０とからなる水位コントロー
ル機構および電磁弁２４と圧力計２６とを備えた圧力コ
ントロール機構が設けられているので、リアクターｌＯ
に送入された曝気空気のうち被処理水を通過した余剰分
と廃水処理によって生成したガス等は定常ガス抜き管２
８から一定速度で外気に放出されてリアクターｌＯ内の
圧力の急変が防止される。また水位コントロール機構に
よって被処理水の水位が所定範囲に保たれて水位変動に
よるリアクターＩＯ内圧力への影響が防止される。そし
て、この状態で圧力コントロール機構による圧力制御か
行なわれるので、リアクター１０の内圧を適正な範囲に
制御できる。

従ってこの廃水処理装置によれば、リアクター１０の圧
力を適正範囲に安定させることができ、装置を円滑に運
転できる。

またこの廃水処理装置では、リアクターｌＯの上部側を
拡径して仕切筒１６で仕切ることによりバイオパーティ
クル分離部１７を設けたので、分離部１７では被処理水
の流れが緩やかとなりバイオパーティクルが被処理水か
ら沈降分離される。

従ってこの廃水処理装置では、バイオパーティクルが送
液路１２に流入するのを防止でき、浮上槽ｌｌから汚泥
（バイオパーティクル）を返送せずに運転できる。

（実施例２） 第２図は、本発明の廃水処理装置の第２実施例の要部を
示すものである。

この例の廃水処理装置は、空気の代わりに純酸素または
高濃度酸素ガスを用いて曝気を行うもので、リアクター
ｌＯの上部空間の気体は、脱液滴器３６とバルブ３８を
有す循環管路３７を介して散気管１５に返送されるよう
になっている。循環管路３７には、バルブ４１を介して
酸素タンク（又は酸素ガス発生器）３９が取り付けられ
ている。

そしてリアクター１０の上部に設けられた酸素濃度メー
タ４０により酸素濃度が下限値（例えば５６％）より低
下していることか検知されると酸素タンク３９のバルブ
４１が開かれるようになっている。またこのリアクター
ＩＯの上部には、実施例１の装置に設けた定常ガス抜き
管２８の代わりに、ガス抜き弁２２が設けられており、
前記のように酸素タンク３９から酸素ガスを補充する前
にガス抜き弁２２を短時間解放してリアクターｌＯ内の
炭酸ガス等の生成ガスや不活性ガスを抜く操作が行なわ
れるようになっている。

この実施例の廃水処理装置においても前記実施例１のも
のと同様の作用効果が得られる。

なおこの実施例の廃水処理装置において、リアクター１
０の上部空間に炭酸ガスメータを設置して、炭酸ガス濃
度によってガス抜き弁２２の開閉を行う操作方法を採用
することもできる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の廃水処理装置は、加圧状態
の密閉空間内で被処理水を曝気循環させつつ生物学的に
処理する加圧流動床型バイオリアクターに、当該リアク
ターで処理された被処理水から懸濁物質を分離する浮上
槽が、通過する被処理水を減圧する機構を備えた送液路
を介して連設されると共に、前記加圧流動床型バイオリ
アクターに、リアクター内の水位をコントロールする機
構と、リアクター内の圧力をコントロールする機構とが
設けられた装置である。

このような構成を備えた廃水処理装置によれば、加圧さ
れたりアクタ−内で被処理水が浄化されるので、被処理
水の溶存酸素濃度が高く保たれ、高い浄化効率が実現さ
れる。従ってこの廃水処理装置によれば、浄化効率を損
なわずにリアクターの容積を小さくでき、装置のコンパ
クト化等を実現でる。

また本発明の廃水処理装置では、リアクターで処理され
た被処理水が減圧されて浮上槽に送られるので、加圧状
態にあった被処理水が送液路を通過したときに加圧状態
から解放されて、被処理水中には微細気泡が生じる。そ
してこの微細気泡は、被処理水中に含まれている８８分
に付着する。従ってこの廃水処理装置では、浮上槽で８
８分が浮上分離されて十分濃縮された状態で８８分が分
離される。

さらに本発明の廃水処理装置では、リアクター水位コン
トロール機構と圧力コントロール機構が設けられている
ので、水位コントロール機構によって被処理水の水位が
所定範囲に保たれて水位変動によるリアクター内圧力へ
の影響を防止した状態でリアクター内圧力を制御できる
。従って本発明の廃水処理装置によれば、処理水質、Ｓ
Ｓ分分離効率等に大きな影響を及ぼすリアクター内圧力
を安定させることができ、装置を円滑に運転できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の廃水処理装置を示す概略構成図、第
２図は実施例２の廃水処理装置の要部を示す概略図、第
３図は本発明者らが実験したりアクタ−内圧力の処理能
力に及ぼす影響」の結果を示すグラフ、第４図は従来の
廃水処理装置を示す概略構成図である。 １０・　リアクター　１１・・浮上槽、１２・送水路、
２０・・ポンプ、２１・・液面計、２４・・電磁弁、２
５・・・抜気管、２６・・・圧力計、３４・・減圧弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加圧状態の密閉空間内で被処理水を曝気循環させつつ生
   物学的に処理する加圧流動床型バイオリアクターに、当
   該リアクターで処理された被処理水から懸濁物質を分離
   する浮上槽を、通過する被処理水を減圧する機構を備え
   た送液路を介して連設すると共に、 前記加圧流動床型バイオリアクターに、リアクター内の
   水位をコントロールする機構と、リアクター内の圧力を
   コントロールする機構とを設けたことを特徴とする廃水
   処理装置。