JPH0688030B2

JPH0688030B2 - 有機性汚水の処理方法および装置

Info

Publication number: JPH0688030B2
Application number: JP2179489A
Authority: JP
Inventors: 克之片岡
Original assignee: 荏原インフイルコ株式会社; 株式会社荏原総合研究所
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0466194A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、下水、各種産業廃水、し尿、浄化槽汚泥など
の有機性汚水を高度に浄化する新規処理方法及び装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の好気性生物濾床装置は第２図に示すように、槽31
内に粒上瀘材の浸漬濾床32を設け濾床下部に空気を送る
ブロワ36を備えた空気散気管33を設置したものである。

この好気性生物濾床装置には、沈澱槽34、処理水貯槽
（濾床洗浄用水として使われる）38、洗浄排水貯槽40が
付帯設備として設置される。

有機性汚水は沈澱槽34にてSSが沈降分離されたのち、こ
の越流水35は生物濾床の槽31の上部に流入し、濾床内を
下向流で流れ、瀘材表面の生物膜および空気泡と接触
し、BODが生物学的に除去され、SSも濾過作用に除去さ
れる。

清澄処理水は、流出管37を経て処理水貯槽38に流出水す
る。

このような運転を続けるにつれ、浸漬濾床32内の捕捉SS
量の増加に起因して、濾過抵抗が増加し、処理水質も悪
化し始めるので、処理水をポンプ39によって浸漬濾床32
の下部に供給し、浸漬濾床32を逆洗する。

浸漬濾床32の洗浄排水は、槽31の上部から溢流して洗浄
排水槽40に流入した後、ポンプ41により沈澱池34に供給
され、SS分が沈降分離され、原水と洗浄排水流量との合
計量が再び浸漬濾床32へ供給される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第２図の従来装置には次のような大きな
欠点があり、さらに合理的な処理方法および装置が切望
されている。

原水SSが多い場合、第２図のように好気性生物濾床
の前段に沈澱池を設け、SSを除去する必要がある。さも
ないと、生物濾床の目詰まりが速やかに進行し、生物濾
床を頻繁に洗浄しなければならない。沈澱池の分離速度
は、高々30m/日しかとれないので、設置スペース、建設
費がかさむ。

沈澱池からのSSキャリオーバが流量急増時に発生
し、好気性生物濾床に流入し、濾床の目詰まりをさらに
促進してしまう。

沈澱池水面にスカムが発生し易く、悪臭が発散す
る。美観、作業環境が悪い。

沈澱→好気性生物濾床プロセス（第２図）では、沈
澱池のSS除去率が劣るので、生物濾床のLVを25m/日とか
なり小さな値に設定しても、濾床を１日１回以上逆洗し
なければならない（下水処理の場合）。

この結果、処理水の生産率が悪く、洗浄排水の発生量が
多い。

沈澱→好気性生物濾床プロセス（第２図）によっ
て、下水を処理する場合、下水が清澄処理水になるまで
の所要滞留時間は、4hrと長時間であり、更に高速に下
水を処理したいというニーズには全く対応できない。

第２図の従来プロセスにより下水を処理する場合、
沈澱池の分離速度を30m/日、生物濾床の濾速25m/日、合
計滞留時間4hrに設定しても、生物濾床処理水はSS、BOD
が除去されるだけであり、下水中のアンモニア性窒素を
硝化することは不可能である。従って、より短時間で硝
化された処理水を得ることができる方式が望まれてい
る。

本発明の課題は、上記〜の欠点を完全に解決できる
新規処理方法、装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は下記（１）〜（３）記載のものであり、これに
より上記課題を解決できる。

（１）有機性汚水と酸素含有ガスを第１の粒状固体の浸
漬濾床（Ａ）の下部から上向流で流通せしめた後、該濾
床（Ａ）の上部に空間部を介して前記濾床（Ａ）と同一
処理槽内に設けた第２の粒状固体の浸漬濾床（Ｂ）に、
前記濾床（Ａ）からの流出水を上向流で流入せしめると
共に、前記濾床（Ａ）上部から流出する酸素含有ガス気
泡群が前記濾床（Ｂ）に進入しないようにするか、また
は前記気泡群の一部のみを進入せしめることを特徴とす
る有機性汚水の処理方法。

（２）前記濾床（Ａ）の下部に原水SS沈澱部を設けたこ
とを特徴とする上記（１）記載の有機性汚水の処理方
法。

（３）有機性汚水と酸素含有ガスが処理槽下部から上向
流で流通せしめられる第１の粒状固体の浸漬濾床（Ａ）
と、該濾床（Ａ）の上部に設けた空間部と、前記空間部
の上部に設けた前記濾床（Ａ）からの流出水を上向流で
流入せしめる第２の粒状固体の浸漬濾床（Ｂ）と、前記
濾床（Ａ）上部から流出する酸素含有ガス気泡群が前記
濾床（Ｂ）に進入しないようにするか、または前記気泡
群の一部のみを進入せしめる手段とからなることを特徴
とする有機性汚水の処理装置。

本発明は、一槽内に機能の異なる２種の濾床、即ち、第
１の粒状固体の浸漬濾床（Ａ）（以下、単に濾床（Ａ）
という。）と第２の粒状固体の浸漬濾床（Ｂ）（以下、
単に濾床（Ｂ）という。）を空間部を介して設け、濾床
（Ａ）への酸素供給を充分に行うと共に濾床（Ａ）から
でる酸素含有ガス気泡群の濾床（Ｂ）への進入を防止・
制御する方法および装置（以下、気泡進入防止・制御手
段と言う。）を用いることを特徴とするものである。

即ち、濾床（Ａ）は、酸素含有ガスが充分に供給され
て、充分な好気性条件を満足せしめることにより粒状固
体表面に微生物膜を発達付着せしめることができるの
で、有機性汚水BODの生物学的酸化除去、SSの物理的濾
過除去が行われる。

一方、濾床（Ｂ）は、濾床（Ａ）にて処理された処理水
に残留するSS、BOD等を高度に除去する機能を有するも
のである。

また、気泡進入防止・制御手段は、濾床（Ａ）からの発
生酸素含有ガス気泡群の濾床（Ｂ）への導入を完全に防
止するか、もしくはその気泡群の一部のみを導入するこ
とにより、酸素含有ガス気泡に起因する気泡自体による
濾床（Ｂ）に捕獲されたSSの物理的剥離作用および／ま
たは気泡から力を受けた水による同SSの物理的剥離作用
を防止して、濾床（Ｂ）におけるSSを高度に除去・保持
する機能を補償するものである。これらSSの物理的剥離
作用は、気泡または水がSSに直接作用するが、粒状固体
の運動によりSS同志またはSSと粒状固体が衝突すること
等が考えられる。

この場合、濾床（Ｂ）に酸素含有ガス気泡群の一部を導
入する場合は、該SSの除去・保持機能が実質的に低下し
ない程度に導入されることが好ましい。

また、濾床（Ｂ）への酸素含有ガス気泡群の導入を完全
に防止しても、濾床（Ｂ）に導入される濾床（Ａ）処理
水は、溶存酸素を含有しているので濾床（Ｂ）全体が完
全な嫌気性となる可能性はないと考えられるが、部分的
乃至完全な嫌気性となっても少なくともSS除去の機能を
有していればなんら問題にはならない。

本発明における気泡進入防止・制御手段としては、上記
機能を発揮できる構成であれば、任意の手段を用いるこ
とができる。

即ち、本発明において、少なくとも濾床（Ａ）を好気性
条件に維持するために供給される酸素含有ガスは、濾床
（Ａ）の下部から任意の散気手段により供給され、濾床
（Ａ）内部を通過して空間部に至り気泡となるが、気泡
進入防止・制御手段は、この気泡の全部あるいはその大
部が濾床（Ｂ）内に導入されないように本発明装置系外
に排出する機能を有するものであり、この機能を有する
限りその構成に制限はなく、本発明装置の任意の位置に
配備することができる。

本発明における濾床（Ａ）に当初供給される酸素含有ガ
ス量は、濾床（Ａ）で処理された処理水、即ち濾床
（Ｂ）に導入される水の含有溶存酸素量が0.5〜8mg/
、好ましくは２〜3mg/の範囲となるように調整され
ることが好ましい。

濾床（Ａ）の処理水は、SS、BODがかなり除去されたも
のである（例えば、濾床（Ａ）の厚さ1.5mにおいて、被
処理水としてSSが100mg/、BODが150mg/の時、SS
は、30mg/以下、BODは40mg/以下である。）ため、
これを濾床（Ｂ）で高度に処理するので、最終的な処理
水のSS濃度は、5mg/以下、BOD濃度は10mg/以下であ
る。

即ち、除去SSの内濾床（Ａ）で除去されるSSは、80〜95
％の範囲が好ましく、また同除去BODの濾床（Ａ）での
除去率は70〜90％の範囲が好ましい。

そしてこのような除去率を達成するためには、通常、濾
床（Ｂ）：濾床（Ａ）の容積比は、1:1.5〜２の範囲か
ら設定されることが好ましい。

また、濾過速度は、濾床（Ａ）において70〜300m/日、
濾床（Ｂ）においても70〜300m/日の範囲に設定するこ
とが好ましい。

また、本発明装置の濾床の洗浄までの継続濾過時間は、
上記被処理水において通常48〜72時間と従来の３〜４倍
以上である。

また、濾床（Ａ）および濾床（Ｂ）に充填される粒状固
体の素材としては、生物膜が形成可能で適度な強度、耐
腐食性等を備えていれば特に制限はなく、公知の無機材
料、例えば、セラミックス、石炭、岩石等の鉱物、およ
び有機材料、例えば、プラスチック等の各種樹脂等が使
用できる。

また、濾床（Ａ）の粒状固体の好ましい例としては、平
均粒径8mm、比重1.2の軽量骨材が濾床（Ｂ）の粒状固体
の好ましい例として、平均粒径3mm、比重1.5のアンスラ
サイトが挙げられる。

本発明に用いられる該生物膜形成微生物としては、特
に、制限はないが、例示すれば、BOD酸化菌、硝化菌、
脱窒素菌、酵母等を挙げることができる。そして、濾床
（Ｂ）の嫌気性または好気性の程度を気泡進入防止・制
御手段および供給酸素含有ガス量を制御することにより
汚水の種類に応じて適宜調整し、微生物の優占種を適宜
選択することができる。例えば、嫌気性度を増して、脱
窒素菌を優占種とし、アンモニア性汚水の処理を向上す
ることができる。

また、本装置は、両濾床、空間部を単一の処理槽内に配
置したものであるが、これら以外に他の機能を有する任
意の処理空間を処理槽に設けることができる。

特に、例えば、濾床（Ａ）下部に汚水の沈降性SSを沈澱
・保持するための空間を設けることにより、処理装置の
コンパクト化が可能となるので好ましい。この場合、汚
水を該空間に導入する前に凝集剤を添加することができ
る。

本発明において有機性汚水は、濾床（Ａ）下部の流入口
から導入されるが、その導入手段は、特に限定されず、
直接導入しても導入前に一端汚水貯留槽に貯留してから
導入してもよい。

本発明装置の両濾床を洗浄するための方法は、特に制限
なく任意の方法が用いられ、濾床（Ａ）と濾床（Ｂ）の
洗浄時は同時でも別時でもよい。

〔実施例〕

本発明の構成と作用を本発明の実施例と共に第１図を参
照しながら説明する。

１は下水等の有機性汚水の流入部、２は本発明の装置で
ある。３は濾床（Ａ）、４は濾床（Ｂ）であり、５は空
間部である。

６、７は空気供給管、８、９は粒状固体の支持床であ
る。気泡進入防止・制御手段は気泡導出管10と傘型部材
21とから構成され、濾床（Ａ）上部から流出する上昇気
泡群の全量が濾床Ｂに進入するのを阻止する役割を果た
す。

11は処理水流出管、12は洗浄排水流出管である。13は原
水SSの沈澱部、14は排泥管である。

15は洗浄用水供給ポンプ、16は空気ブロワである。ま
た、17は中間排水管、18、19は瀘材流出阻止用の多孔透
水体（ネットなど）である（17〜19は省略することがで
きる。）。

以上のような構成から成る本発明例は次のような作用に
より、有機性汚水を高度に除去する。

有機性汚水１は、SS沈澱部13にて沈降し易いSSが沈降分
離された後、上向流で濾床（Ａ）内に流入する。酸素含
有気泡は、供給管６から流出し、同様に上向流で濾床
（Ａ）に進入する。

濾床（Ａ）を構成する粒状固体の表面には微生物膜が発
達しており、原水の溶解性BOD、NH₃-Nが生物学的に除去
される。また、SS、コロイドも濾過作用によって除去さ
れる。

粒状固体の種類としては、種々のもの、例えば、粒状活
性炭、アンスラサイト、プラスチック粒子、比重1.0未
満の浮上粒子、シャモットなどから選択すればよい。

さて、粒状瀘材の濾床（Ａ）の上端からの流出水は、微
量のSSが残留しているので、空間部５を介して上部に設
けられている濾床（Ｂ）に上向流で流入させて、SSを高
度に濾過除去する。

濾床（Ｂ）には、気泡導出管10が設けられ濾床（Ａ）か
ら流出する気泡群の全量が濾床（Ｂ）に進入するのを防
止するようになっている。即ち、濾床（Ａ）の上から流
出し、空間部５を通って上昇する気泡群は、濾床（Ｂ）
の支持床９の開口部20に流入し、その上部にある傘型部
材21によって気泡が捕捉され、気泡導出管を通って大気
中に放出される。

この構成が本発明の最重要ポイントのひとつであり、も
しも濾床（Ａ）から流出する多量の気泡群の全量を濾床
（Ｂ）に進入させてしまうと、濾床（Ｂ）内を多量の気
泡群が上昇するため、気泡の上昇運動に伴う強い水流の
乱れによって、SSの濾過効果が著しく悪化してしまうこ
とが認められた。

尚、濾過効果の悪化をもたらさない程度の少量気泡は濾
床（Ｂ）においても生物作用を進行させることができ好
都合である。尚、濾床（Ｂ）の粒状固体はアンスラサイ
ト、シャモット、粒状活性炭等を使用するのがよい。

しかして、BOD、NH₃-N、SSが高度に除去された清速処理
水22が濾床（Ｂ）の上部の水面部へ泉のように湧出し、
処理水流出管11から流出してゆく。

以上のような浄化原理によって、有機性汚水の浄化処理
を長時間継続するに伴い、濾床（Ａ）、（Ｂ）内のSS捕
獲量が増加し、目詰まりが進行し、そのまま放置し、運
転を続けるとショートパスなどにより処理水質が悪化す
るので、濾床（Ａ）、（Ｂ）の洗浄を実施する。

濾床（Ａ）の洗浄は、次のように行うのが好適である。

まず、沈澱汚泥をドレーンした後、中間排水管17の弁23
を開放し、水を抜き、水面を濾床（Ｂ）の支持床９の下
部にまで低下させる。しかるのち、ブロワー16の空気量
を増加させ、洗浄用水ポンプ15をONし、該管６から水と
空気の混相流を噴出させ、濾床（Ａ）を流動化させつつ
撹拌し、濾床（Ａ）内に捕獲されたSSを洗い出す。

洗浄排水は中間排水管17から流出し、洗浄排水槽もしく
は原水槽（不図示）に供給する。

５〜10分程度上記操作を行ったのち、洗浄用水供給ポン
プ15をOFFし、空気ブロワー16の供給空気量を定常処理
時の量に減少させ、中間排水管の弁23を閉じると洗浄工
程が終了する。

一方、濾床（Ｂ）の洗浄は次のように行うのが好適であ
る。

まず、気泡導出管10の弁24および処理水流出水管11の弁
27を閉じ、洗浄排水流出管11の弁28を開き、空気ブロワ
25と洗浄ポンプ26をONし、空気供給管７から気泡混相流
を噴出させ、開口部20を通って濾床（Ｂ）内に流入させ
る。濾床（Ｂ）内の粒状固体を激しく流動させ、濾床
（Ｂ）内に捕獲されていたSSを洗い出し、洗浄排水管11
から系外に流出させる。以上の操作を数分〜10分程度続
けた後、ブロワ25と洗浄ポンプ26を停止し、気泡導出管
19の弁24と処理水流出水管11の弁27を開け、洗浄排水流
出管の弁28を閉じ、洗浄を終える。

尚、多孔透水部材22（例えば、多孔板、ネット、格子
板）を設けると瀘材の流出を完全に防止できる。

〔発明の効果〕

前記従来法の諸欠点を全て解決できるほかに、次の効果
がある。

好気性生物濾床の上部に上向流濾過槽を設けた構成
により、一槽でBODとSSを高度に除去することができ、
水質向上効果とともに装置設置スペースと建設費の削減
効果が大きい。

好気性生物濾床の上部界面から流出してくる気泡群
の全量を上向流濾過層に進入させないように構成した結
果、上向流濾過層におけるSSの濾過効果が著しく向上す
る。

好気性生物濾床の下部に原水SSの沈澱部を設けたの
でSSの高い原水に対しても、濾床（Ａ）の目詰まりを著
しく少なくすることが出来、別個の沈澱槽を前段に設け
る必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明およびその一実施例を説明するための
図であり、第２図は、従来の好気性生物濾床装置を説明
するための図である。符号の説明 1:流入部、2:本発明の装置 3:濾床（Ａ）、4:濾床（Ｂ） 5:空間部、６、7:空気供給管８、9:支持床、10:気泡導出管 11:処理水流出管、12:洗浄排水流出管 13:沈澱部、14:排泥管 15:洗浄用水供給ポンプ 16、25:空気ブロワ、17:中間排水管 18、19:多孔透水体、20:開口部 21:傘型部材、22:多孔透水部材 23、24、27、28:弁、26:洗浄ポンプ 31:槽、32:浸漬濾床 34:沈澱槽、38:処理水貯槽 40:洗浄排水貯槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚水と酸素含有ガスを第１の粒状固
体の浸漬濾床（Ａ）の下部から上向流で流通せしめた
後、該濾床（Ａ）の上部に空間部を介して前記濾床
（Ａ）と同一処理槽内に設けた第２の粒状固体の浸漬濾
床（Ｂ）に、前記濾床（Ａ）からの流出水を上向流で流
入せしめると共に、前記濾床（Ａ）上部から流出する酸
素含有ガス気泡群が前記濾床（Ｂ）に進入しないように
するか、または前記気泡群の一部のみを進入せしめるこ
とを特徴とする有機性汚水の処理方法。
【請求項２】前記濾床（Ａ）の下部に原水SS沈澱部を設
けたことを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の処理
方法。
【請求項３】有機性汚水と酸素含有ガスが処理槽下部か
ら上向流で流通せしめられる第１の粒状固体の浸漬濾床
（Ａ）と、該濾床（Ａ）の上部に設けた空間部と、前記
空間部の上部に設けた前記濾床（Ａ）からの流出水を上
向流で流入せしめる第２の粒状固体の浸漬濾床（Ｂ）
と、前記濾床（Ａ）上部から流出する酸素含有ガス気泡
群が前記濾床（Ｂ）に進入しないようにするか、または
前記気泡群の一部のみを進入せしめる手段とからなるこ
とを特徴とする有機性汚水の処理装置。