JPH0595700U - 好気性生物ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の好気性生物ろ過装置の欠点を完全に解
決し、ろ材の洗浄が効果的に行え、微生物保持力に優
れ、閉塞、ろ材流出などの少ない好気性生物ろ過装置を
提供すること。 【構成】 生物ろ過槽内に、立体的網目構造をもつ粒状
固体を充填した充填固定層を形成し、該充填固定層内に
水平に少なくとも１層の格子部材を配設することを特徴
とする好気性生物ろ過装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、下水、工場廃水などの各種有機性汚水を浄化処理する好気性生物ろ 過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、アンスラサイトなどの粒状鉱物を用いた好気性生物ろ過装置（Bio- logical Aerated Filterで、ＢＡＦと略称されている）が公知である。 ＢＡＦは生物処理とＳＳのろ過除去を同一槽で行うことができ、ＳＳの沈澱工 程を設ける必要がないため、近年大きな関心を集めている。

【０００３】 しかし従来のＢＡＦは、以下に述べるような欠点を有するため適用分野が限ら れている。 微生物はアンスラサイトなどの粒状ろ材の表面にミクロンオーダーで付着 しているに過ぎないので、系内の微生物保持量が少なく、その結果生物反応速度 （従って処理能力）が大きくない。 ＳＳの多い有機性汚水（処理するために処理槽に供給される有機性汚水を 原水と呼ぶことがある）を供給すると、充填固定床のアンスラサイトなどの粒状 ろ材の充填固定層に激しい目詰まりが発生し、ろ過抵抗の急増を招き処理不能に なる。従って、高ＳＳ原水（通常ＳＳ１００ｍｇ／リットル以上）のときは、Ｂ ＡＦの前段に沈澱槽を必要とする。

【０００４】 ＢＯＤの高い原水を供給すると、充填固定層の上部で微生物膜が激しく増 加し、その結果ろ床の急激な目詰まりを招く。従来はＢＯＤ１５０ｍｇ／リット ル以上の原水には適用困難であった。 アンスラサイトなどの生物付着ろ材を支持する砂利などの支持床が生物ス ラムによって汚染され、閉塞し易い。 ろ床の洗浄時に、ろ材の流出ロスを招き易い。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は従来のＢＡＦの前記欠点を完全に解決できる新型ＢＡＦ装置を提供す ることを目的としており、微生物保持力に優れ、閉塞、ろ材流出などの少ないＢ ＡＦ装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題は下記の本考案の好気性生物ろ過装置によって達成される。 すなわち、生物ろ過槽内に、立体的網目構造をもつ、粒状固体を充填した充填 固定層を形成し、該充填固定層内に層を上下に区分する少なくとも１枚の平面状 格子部材を配設することを特徴とする好気性生物ろ過装置である。

【０００７】 本考案の好気性生物ろ過装置は槽内に少なくとも、粒状固体を充填したろ床、 散気装置及び洗浄装置を有する生物ろ過槽、有機性汚水を供給し、また処理水を 流出する手段を備えている。

【０００８】 本考案の上記生物ろ過槽のろ床の特徴は、ろ床に充填され充填固定層を形成し ている粒状固体が立体的網目構造をもつものであるということにある。ここでい う立体的網目構造をもつ粒状固体は、その比重が１．０に近い素材を用いて立体 的網目構造を形成した粒状固体であることが好ましい。

【０００９】 本考案の上記生物ろ過槽のろ床のいま一つの特徴は、ろ床中の粒状固体を充填 した充填固定層が以下に詳述するような理由のために、充填固定層中に横断的に 平面状の格子部材を配設することによって充填固定層を何段かに区切ることにあ る。何段に区切るかはろ床の高さ等の条件により適宜決定される。

【００１０】 本考案でいう平面状の格子部材とは直交する線状材で形成された格子部材のみ を意味するものではなく、その他網状部材、平板に多数の孔を開けて作成した部 材などでもよく、充填固定層を上下に区切り、区切られた充填固定層間に粒状ろ 材の自由な移動を妨げるが、微生物膜やＳＳによって目詰まりを起こすことはな く、有機的汚水を自由に通過させる機能を有する任意の区切り用部材を意味する 。平面状の格子部材は剛直なものがよいがフレキシブルなものでも構わない。 立体的網目構造を形成した粒状固体や網状部材（ネット）など、本考案の装置 の他の部材との混同をさけるため格子部材としたものである。 以下には便宜上充填固定層を２段に区切った場合について説明する。

【００１１】

【考案の構成及び作用】

図１によって、本考案の好気性生物ろ過装置の主要な構成を説明する。しかし 本考案は以下の説明によって制限されるものではない。 図１の本考案の好気性生物ろ過槽１において、有機性汚水は槽の上部の流入管 ２より流入し、好気性生物ろ過槽１の処理水は下部の流出部から流出する、流出 管３は槽の外側を流出部からろ材充填固定層の上部界面に近いレベルまで立ち上 がって配管される。

【００１２】 Ｂ₁ 、Ｂ₂ は、好気性生物ろ過槽１のろ床内に格子部材４を水平に配設して区 切られた２段の充填固定層で、上段をＢ₁ とする。これら充填固定層には立体網 目構造をもつ、比重が１．０に近い粒状固体（例えばポリウレタンフォームの粒 状物）が充填されている。 格子部材４の穴の径は、充填固定層Ｂ₁ 、Ｂ₂ を構成する粒状ろ材の自由な移 動を妨げる径に選定する。 下段の充填固定層Ｂ₂ は生物ろ過槽１の下部に設けた支持部材５で支持されて いる。この支持部材５も格子部材４と同様の多孔部材（例えばグレーティング） で構成するのが好適である。

【００１３】 生物ろ過槽１の充填固定層Ｂ₂ の下部には微生物に酸素を供給するための散気 装置６が設けられ、さらに生物ろ過槽１には洗浄用設備として洗浄用の空気供給 装置７及び逆洗用の用水供給装置８が、また生物ろ過槽１の上部には洗浄排水流 出管９及びろ材の流出を阻止する網状部材１０が配置されている。

【００１４】 本考案における重要な構成要素の一つは、ろ材に（例えばポリウレタンフォー ムなど）立体網目構造をもつ粒状固体を採用することにあり、この立体網目状ろ 材をろ床に充填することによって充填固定層を形成させ、充填固定層で有機汚水 と酸素含有気泡とを接触させる点にある。

【００１５】 従来のＢＡＦで用いられているアンスラサイトなどのろ材はその表面だけにし か微生物を保持できないが、本考案のろ材は、ろ材内部にも立体網目状の３次元 構造をもっているため、ろ材表面の他にろ材自身の内部にも微生物を高濃度に保 持することができる。 その結果、本考案は従来のＢＡＦよりも格段に高濃度の微生物をＢＡＦ系内に 保持することができ、生物反応速度（処理能力）の大幅な向上を可能にする。

【００１６】 ここで、本考案では、立体網目状ろ材の充填固定層は好気性浸漬ろ床として運 転される必要がある。ろ床が浸漬して運転されないとＳＳ、ＢＯＤの除去が著し く悪化してしまうし、ろ材が自重によって圧縮され、ＳＳによる目詰まりが起き 易くなってしまうという欠点が生じる。

【００１７】 浸漬された本考案の粒状ろ材は、ろ材自身が９０％以上という大きな空隙率を もっているため、ＳＳの捕捉に伴うろ過抵抗の増加が著しく少ない。また、この ようなろ材の特性のため、微生物膜の肥大に伴う目詰まりが起き難い。なお、本 考案の粒状固体の形状および粒径として適切なものは、立方体ないし直方体であ り、その粒径は最も厚みの薄い部分を１０ｍｍ以下とするのが好ましい。ろ材の 最も厚みの薄い部分を１０ｍｍより多くすると、溶存酸素がろ材の内部に充分に 浸透せずろ材の内部が嫌気化し易いためである。 本考案の粒状固体の粒径は例えば１０×２５×２５ｍｍの直方体が好適例であ る。 ただし、微生物の呼吸のために供給するガスとして純酸素ないし酸素富化ガス を用いる場合はこの限りではなく、ろ材の最も厚みの薄い部分を１０ｍｍ以上例 えば２０ｍｍ程度にしても差し支えない。

【００１８】 本考案における、もう一つの重要構成は、格子部材である。 格子部材がないと、充填固定層の空気による洗浄と水を使用した逆洗とを同時 に行う洗浄時にろ材が（比重は１．０に近く）軽いため、空気と水の上昇流によ って、ろ床Ｂ₂ のろ材と共にろ床Ｂ₁ も上方に圧縮され、全く流動化できなくな ってしまい、うまく洗浄できない。

【００１９】 これに対し、格子部材を適当な位置（例えば充填固定層Ｂ₂ の厚みが０．８〜 １．５ｍ）に設けておくと、すなわち図１の装置の場合には充填固定層の高さ方 向の中間部で充填固定層を充填固定層Ｂ₁ （ろ床Ｂ₁ ）と充填固定層Ｂ₂ （ろ床 Ｂ₂ ）とに区切ると、空気、水同時洗浄時に充填固定層Ｂ₂ （ろ床Ｂ₂ ）のろ材 は格子部材によって上昇が阻止され、充填固定層Ｂ₁ のろ材を充填固定層Ｂ₂ の ろ材が圧縮することがなくなり、その結果充填固定層Ｂ₁ のろ材は空気、水同時 洗浄時に充分良く流動するようになり、効果的に洗浄できる。

【００２０】 格子部材の設置位置は界面Ａに近すぎる位置に設けるのは好ましくない。少な くとも界面Ａから０．５ｍ以下、好ましくは０．８〜１．５ｍの位置に設けるの が良い。 この格子部材は立体網目状構造をもつろ材を洗浄する際、重要な機能を発揮す る。

【００２１】 格子部材の穴径はろ床Ｂ₂ のろ材の粒径よりやや小さくしておくのが良い。例 えばろ床Ｂ₂ のろ材の粒径を１０×２５×２５ｍｍの直方体とする時、格子部材 の穴径は２０ｍｍとするのが適切であり、あまり小さくすることは目詰まりを招 き好ましくない。

【００２２】

【実施例】

図１に従って、本考案の実施例を説明する。しかし本考案は以下の説明によっ て制限されるものではない。 下水などの有機性汚水２を、本考案の装置の上部から流入させる。有機性汚水 ２の流入位置に液分散板１１を置いて、有機性汚水２を分散流入する。 本考案では、下水などの有機性汚水２を従来型ＢＡＦのように、予め沈殿処理 でＳＳを減少させておく必要はなく、直接本装置に流入させてかまわない。 しかして、有機性汚水２はポリウレタンフォームなどの立体網目状構造をもつ ろ材の充填固定層Ｂ₁ 、Ｂ₂ 内を流下してゆき、散気装置６から供給される酸素 含有気泡と向流接触する。

【００２３】 立体網目状構造をもつろ材の表面および内部には、ＢＯＤ資化菌などの微生物 が高濃度に保持固定化されているので、汚水２のＢＯＤが生物反応によって高速 に除去されると同時に、汚水２のＳＳがろ材の空隙に捕捉除去され、最終的に、 ＢＯＤ、ＳＳが充分減少（１０ｍｇ／リットル以下）した処理水３となって流出 してゆく。 本考案の好気性生物ろ床の特徴は、ろ材の空隙率が大きく、従って またろ床の空隙率が非常に大きいので、従来のＢＡＦに比べて著しく目詰まりが 起きにくいことである。

【００２４】 しかしそれでも本考案の装置を長時間運転するにつれて、ろ過抵抗が上限に達 する、あるいは処理水へのＳＳのリークが発生するようになるので、その時点で ろ床の洗浄を行う。

【００２５】 本考案における立体網目状の比重が水に近いろ材は、水との比重差が小さいた め、単純な逆洗ではうまく洗浄できないが、本考案の格子部材を利用した方法を 適用することによって、効果的な洗浄が行える。 格子部材を配設した場合は、充填固定層容積の２倍量の洗浄用水で良好に洗浄 でき、洗浄後のろ過抵抗は清浄なろ材を充填した時のろ過抵抗（初期ろ過抵抗と いう）にまで回復する。

【００２６】 しかし、格子部材を配設しない場合は、充填固定層の上部が圧縮されてしまい 、洗浄用水を充填固定層容積の３倍量使っても殆ど洗浄できず、初期ろ過抵抗に まで回復できないことが確かめられた。

【００２７】 ろ床Ｂ₁ 、Ｂ₂ の洗浄の手順を図１を用いて説明すると、 （１）有機性汚水２の流入を止め、処理水流出弁１２を閉じる。 （２）空洗用ブロワー１３を駆動し、空洗用空気を激しくろ床Ｂ₁ 、Ｂ₂ に送 り込む。この操作を５〜１０分間続けると、ろ床Ｂ₁ 、Ｂ₂ が充分ほぐれる。 （３）空洗用ブロワー１３を駆動したまま、水洗用ポンプ１４を駆動し、逆洗 用水を送り込む。 この操作（３）によって、ＳＳ捕捉量がろ床Ｂ₂ よりもはるかに多量なろ床Ｂ ₁ が激しく流動化を起こし、捕捉ＳＳと過剰生物膜が剥離され、洗浄排水が流出 管９から流出する。ろ材は網状部材（ネット）１０により流出が阻止されるので 、系外への流出は皆無である。

【００２８】 一方、ろ床Ｂ₂ は、下向流ろ過なので有機性汚水２中のＳＳはろ床の上方から 捕捉されるため、ろ床Ｂ₁ よりもＳＳ捕捉量が少量なので、ろ材を流動化させず に、空気と水流を上向流で、ろ材間に激しく通過させるだけで、効果的な洗浄が できる。

【００２９】

【考案の効果】

本考案によれば、次のような効果を得ることができ、従来型ＢＡＦの欠点を解 決できる。 １．ろ材が９０％以上の空隙率を閉塞しにくいため、ＢＡＦの前段に沈殿槽を もうける必要がない。また、ろ過抵抗の上昇が著しく少ないので、高ＢＯＤ、高 ＳＳ汚水に適用できる。 ２．立体網目状構造をもつろ材を用いるため、ろ床内に維持できる微生物濃度 が従来型ＢＡＦの５〜１０倍以上高いので、反応速度が速い。 ３．砂利などで構成するろ材支持床を用いず、格子部材を用いるため、支持床 部での目詰まりがない。 ４．洗浄時にろ材の流出がない。 ５．充填固定槽内の充填固定層内に区切りとして水平に設けた格子部材により 、ろ材の洗浄が効果的に行える。 ６．有機性汚水をリアクター（ＢＡＦ）単段で高度に浄化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の好気性生物ろ過装置の構造と機
能を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ 好気性生物ろ過槽 ２ 有機性汚水供給管 ３ 処理水流出部 ４ 格子部材（グレーティング） ５ 支持部材 ６ 散気装置 ７ 洗浄用空気供給装置 ８ 逆洗用の用水供給装置 ９ 洗浄排水流出管 １０ 網状部材 １１ 汚水の分散板 １２ 処理水流出弁 １３ 空洗用ブロワー １４ 水洗用ポンプ Ａ 充填固定層上部界面 Ｂ₁ 充填固定層（上段） Ｂ₂ 充填固定層（下段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物ろ過槽内に、立体的網目構造をも
   つ、粒状固体を充填した充填固定層を形成し、該充填固
   定層内に層を上下に区分する少なくとも１枚の平面状格
   子部材を配設することを特徴とする好気性生物ろ過装
   置。