JPH07256289A

JPH07256289A - 生活汚水処理装置

Info

Publication number: JPH07256289A
Application number: JP6746395A
Authority: JP
Inventors: Wan-Chol Park; ▲うぁん▼ ▲ちょる▼ 朴; Tae-Hyung Kim; 泰亭金
Original assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Current assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1995-10-09
Also published as: KR960002270B1; TW282447B; MY128747A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は家庭で排出される糞尿及び雑排水を
完全に処理する高効率の生活汚水処理装置である。【構成】この処理装置では、被処理物を嫌気性槽２、
３へ流入して沈澱及び嫌気性分解し、最終沈澱室５から
搬送されたスラッジの脱窒反応も嫌気性槽で行い、次い
で好気性活性微生物の物質代謝により有機物質の分解反
応を加速化する接触曝気室４を経ることになる。前記接
触曝気室４ではポリウレタン材質より成る多孔性板状接
触濾材１５の微生物付着能力によって高い有機物質除去
効率が得られる。この接触曝気室４を経由した被処理物
は最終沈澱室５と濾過分解室６を経由する間に高効率で
処理される。この生活汚水処理装置の平均ＢＯＤ除去効
率は９６％以上であり、流出水のＢＯＤ濃度は１０mg/L
未満、ＴＫＮの除去効率は８７％以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般家庭から排出され
る糞尿及び生活雑排水を複合的に処理する生活汚水処理
装置に関するものである。更に具体的には、本発明は一
般家庭から排出される汚水中の有機物質を嫌気性及び好
気性微生物により分解処理し、未処理の有機物質を濾過
分解室で最終処理する生活汚水の嫌気性接触曝気式処理
装置に関する。

【０００２】より具体的には、本発明は一般家庭から排
出される下水中の有機物質を嫌気性微生物により分解処
理し、未処理の有機物質を濾過分解室で最終処理する生
活汚水の嫌気性接触曝気式処理装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】現在大単位の終末処理施設及び大単位の
工業団地内における廃下水処理システム等の投資型処理
に対する施設投資は徐々に増加しているが、下水処理施
設がない地域から排出される生活下水は排出量が非常に
多いため（大韓民国の場合、全国の家庭下水排出量１
０，０００kl／日中２８％のみが処理されている）、汚
染源として大きな問題点となっていると指摘されてい
る。これによって河川汚染は勿論、地域住民の生活環境
改善にも差し支えが生じている。特に、下水道及び下水
処理施設が微々たる地方の中小都市及び農漁村の生活衛
生は悪化しており、農業用水として用いられる主要貯水
池の水質汚染により用水としての利用価値を喪失して農
業生産性が低下している実情である。また、大都市の下
水処理施設においても、河川へ流入される家庭下水は処
理場に入る前に生活環境を深刻に汚染している実情であ
る。

【０００４】一般的に、家庭下水を処理する最も合理的
な方法は、家庭の排出源から発生した下水を密閉された
下水管渠により下水処理場へ流入させて完璧に処理する
ことであるが、このためには完璧な下水管渠の普及がそ
の前提になる。しかし、管渠の普及率は微々たるもので
あり、大韓民国の場合、管渠普及率は３７％に過ぎない
実情にある。普及された管渠の大部分である９４．５％
が雨水用管渠であって、汚水管渠は６％にも及ばない
１，８７７kmに過ぎない。都市膨張による建物の密集化
と都市交通問題等により管渠の設置費用が漸増している
ので、管渠の完備は遼遠な実情である。

【０００５】尚、米国とヨーロッパの場合には、家庭か
ら排出される糞尿及び家庭の雑排水は下水管渠を通じて
下水終末処理場へ直接流入、処理されるので問題は少な
いが、下水管渠の普及が微々たる韓国、日本、台湾等の
アジア国家では、糞尿を浄化槽で処理している実情であ
る。一般的に浄化槽又は汚水処理装置は、１次沈澱槽、
曝気槽、２次沈澱槽で構成され、１次沈澱槽で汚水の嫌
気性分解が一部行われ、曝気槽で好気性分解が行われ
る。しかし、かかる従来の浄化槽及び汚水処理装置は、
曝気槽と沈澱槽を経由した処理水が消毒を経て放流さ
れ、これによって曝気槽で未処理の有機物質もしくは沈
澱されない微細な微生物は、そのまま流出されるので流
出水の水質は不良である。日本の場合、３０時間の滞留
時間を有する嫌気性濾床と滞留時間７．５時間の接触曝
気室を経た浄化槽で９０％程度のＢＯＤ除去効率を得る
ことができることが知られている。また、家庭用下水処
理装置を経た放流水の有機物質の負荷率は９０％以上除
去される反面、単独浄化槽の場合にはわずか１６％のみ
が除去されると報告されている（稲森悠平、松重一夫
「嫌気性条件を組み込んだ小規模合併処理浄化槽におけ
る脱窒・脱リン」、用水と廃水、Vol. 10 、No.4、1988
及び「家庭用小型合併処理浄化槽」、フジクリーンCATA
LOG、昭和63年、参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、水質汚染を源
泉的に防止するためには、糞尿と生活雑排水を複合的に
処理する生活汚水処理装置に対する技術開発が絶対的に
必要である。本発明の発明者らはこのような理由によ
り、家庭から排出される生活下水の完全な処理のため
に、有機物質と栄養素を同時に除去することができる生
活汚水処理装置を開発することにより、本発明を完成し
た。

【０００７】本発明の目的は、家庭下水に含まれている
有機物質を嫌気性微生物と好気性微生物の増殖及び分解
作用によって除去し、栄養素中窒素成分と燐成分を窒酸
化と脱窒反応、脱燐反応等を利用して除去することがで
きる生活汚水の処理装置を提供する。

【０００８】本発明の目的は、更に最終沈澱槽の次に濾
過分解室を置いて、充満された濾材（media)によって残
留有機物質が分解され、微細微生物は沈澱除去されて、
安定した流出水が排出できる生活汚水処理装置を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
流入される被処理物を沈澱及び嫌気性分解する嫌気性槽
と、嫌気性槽を経由した被処理物に散気管を通じて継続
的に空気を供給して、その内部に設置された接触濾材
（Fixed-film）に付着した好気性微生物の活性を高めて
有機物質の分解を促進する接触曝気室と、該接触曝気室
を経由した被処理物中のスラッジを沈澱させてその一部
を接触曝気室へ搬送し、他の一部はスラッジ搬送装置に
より嫌気性槽へ搬送する最終沈澱室と、該最終沈澱室を
経由した被処理物中の未処理有機物質を濾材によって濾
過及び分解除去する濾過分解室、より構成される本発明
の装置によって達成される。

【００１０】以下、本発明を添付の図面により一層詳し
く説明する。

【００１１】図１は本発明による生活汚水処理装置の平
面図を示し、図２は本発明による生活汚水処理装置の正
面図を示したものである。図１と図２に示されている通
り、本発明の生活汚水処理装置１は嫌気性槽２、３、接
触曝気室４、最終沈澱室５及び濾過分解室６より構成さ
れている。本発明においては、嫌気性槽２、３は第１嫌
気性槽２と第２嫌気性槽３より構成される。第１嫌気性
槽２では生活汚水に含まれている狭雑物と沈澱可能な固
形物質の沈澱が行われ、同時に、嫌気性微生物による有
機物質の嫌気性分解作用も行われる。被処理物の第１嫌
気性槽２への流入は流入管７を通じて行われる。前記流
入管７を経由した被処理物は、第１嫌気性槽で沈澱した
浮遊物が流入速度によって再浮上することを防止するた
めに、後述する図４に示されている、断面が「コ」字形
の漏斗状の流入移送台８を介して流入される。また、前
記第１嫌気性槽２ではスラッジ搬送管１７により後述す
る最終沈澱室５から搬送されたスラッジの脱窒反応が行
われる。脱窒反応とは、微生物が無酸素条件の下では溶
存酸素が不足しているため、溶存酸素の代わりにＮＯ₂
もしくはＮＯ₃ を電子受容体で有機炭素を酸化させなが
らエネルギーを提供し、細胞合成された窒素をＮ₂ ガス
に還元して大気中に放出して水系内から除去する過程で
ある。その反応式は次の（１）の通りである。

【００１２】

【数１】

【００１３】第１嫌気性槽２を経由した被処理物は、嫌
気性槽分離壁１０の上部に設置された移送管９を経由し
て嫌気槽流入管１１を通じて第２嫌気性槽３へ流入され
る。第２嫌気性槽３へ流入された被処理物は、ここで再
び嫌気性分解及び脱窒反応が同時に行われる。前記第１
嫌気性槽２と前記第２嫌気性槽３との容積比を２：１に
するのが経済的な側面で望ましい。第２嫌気性槽３を経
由した被処理物は、曝気室分離壁１３の上部に設置され
た曝気室移送管１２を通じて接触曝気室４へ移送され
る。移送管９、１２の構造としては、嫌気性槽２、３の
上部に形成するスカム（scum）の流入と沈澱した沈澱物
の流入を防ぐことができるように、水深の１／４に位置
する半円形管の構造が望ましい。嫌気性槽２、３におけ
る被処理物の滞留時間は、脱窒反応と嫌気性消化反応を
考慮して２〜５日にするのが望ましい。

【００１４】接触曝気室４へ流入された被処理物は、送
風機２２から供給される空気によって好気性状態を維持
し、接触曝気室４に設置された接触濾材１５の表面に付
着した好気性微生物によって被処理物に含まれている有
機物質が分解され、窒酸化反応が行われる。接触曝気室
４での窒酸化反応と嫌気性槽２、３での脱窒反応の目的
は、処理廃水に含有されている窒素成分を除去するため
である。処理水に窒素成分が含有されていると、湖水等
で鳥類の過剰繁殖をもたらし、富栄養化されるため、処
理廃水内の窒素成分を除去する必要がある。接触曝気室
４においての窒酸化反応式は次式（２）と（３）であ
る。溶存酸素が存在している接触曝気室４で行われる該
反応は、窒酸化微生物により無機性窒素であるアンモニ
アが亜窒酸性窒素（ＮＯ₂ −Ｎ）に酸化され、更に窒酸
性窒素（ＮＯ₃ −Ｎ）に酸化される作用である。

【００１５】

【数２】

【００１６】接触曝気室４へ供給する空気は、接触曝気
室分離壁１３と平行に接触曝気室４に設置された散気管
１４より微細気泡になって伝達される。供給された微細
気泡は、酸素伝達作用との相乗作用によって接触曝気室
４内の流れを形成し、完全な混合状態を維持することに
なる。また、長期曝気法では、接触曝気室４における滞
留時間が長いためスラッジ生産量を最小化して運転する
ことができる。接触曝気室４における被処理物の滞留時
間は、微生物の増殖のために最小０．５〜２日維持する
のが適当である。望ましい接触濾材１５の形状は微生物
の付着が容易であり、接触曝気室４の流れに影響を及ぼ
さない構造で、図３に示されているような板状構造にし
て、散気管１４と直角に配置するのが望ましい。接触濾
材は、ポリウレタンを原料とした厚さ２〜３cmの柔軟性
を有する多孔性板状濾材が、微生物付着能力と永久性及
び経済性の面で非常に良い効果を表す。

【００１７】接触曝気室４に流入された被処理物は、含
有されている有機物質が第１及び第２嫌気性槽２、３で
一部除去され、有機物の濃度が低くなった状態であるの
で、有機物質の負荷量が減少される。また、移送管１２
の接触曝気室４への流入部の高さは、接触曝気室４の水
深より高くしなければならない。その理由は、接触曝気
室４での曝気装置による水深の動揺と上昇によって、接
触曝気室４の微生物が第２嫌気性槽３へ逆流することを
防止するためである。

【００１８】前記接触曝気室４を経由した被処理物は、
最終沈澱室分離壁１６の下部にある開口部を通じて最終
沈澱室５へ移送される。最終沈澱室５の下部は、固形物
質及び沈澱した微生物の曝気室４への搬送を円滑にする
ために６０°の傾斜を設けるのが良い。また、接触曝気
室４に設置された接触濾材１５の微生物は、時間が経過
すると増殖による脱離現象が生じ、脱離した微生物は最
終沈澱室５へ移送される。移送された脱離微生物と沈澱
されたスラッジは、スラッジ搬送装置１７、１８により
第１嫌気性槽２へ搬送される。図５に示すように、スラ
ッジ搬送装置１７、１８による搬送は、空気注入管１８
を通じて供給される空気の上昇作用によるもので、空気
が上昇すればスラッジがスラッジ搬送管１７中を垂直移
動する。空気注入管１８の直径はスラッジ搬送管１７の
直径の１／５〜１／１０倍であり、スラッジ搬送管１７
の底部は最終沈澱室分離壁１６の底部と高さが一致し、
空気注入管１８の下端注入口はスラッジ搬送管１７の上
部からその長さの３／４程度に位置するのが望ましい。

【００１９】スラッジ搬送装置１７、１８は、接触曝気
室４内の接触濾材１５から脱離された微生物フロック
（floc）等の剰余微生物を搬送するので、汚染分解好気
性微生物量を簡便に調節することができる。スラッジ搬
送装置１７、１８は接触曝気室４に設置することがで
き、最終沈澱室５の下部に設置すればスラッジをより効
率的に搬送し、接触曝気室４内の掃除を行わずに、嫌気
性槽２、３で嫌気性消化させてスラッジ減量後に掃除を
行うことができる長所を有している。第１嫌気性槽２へ
移送するスラッジは、無酸素状態で流入される被処理物
の有機物質を餌とする脱窒化微生物の脱窒反応により、
前記の式（１）で示した通り窒素ガスに変化させて大気
中に放出される。従って、前記スラッジ搬送装置１７、
１８は、接触曝気室４の接触濾材１５から脱離される微
生物を効果的に搬送して水質悪化を防止し、脱窒反応に
より栄養素の除去にも多く寄与する。

【００２０】最終沈澱室５を経由した被処理物は、濾過
分解室流入管１９を通じて濾過分解室６へ流入される。
濾過分解室６に流入された被処理物は、濾材で充満した
濾過分解室６を経るとき沈澱及び濾過が行われるが、こ
の時処理されない有機物質は、濾材の表面に付着した微
生物によって分解除去される。前記濾過分解室６におけ
る流れにより濾材に流動があれば濾材の微生物付着が困
難になり、また濾材が一方にかたよることがあるので、
これを防止するために中間に濾材流動防止板２０を設置
した。前記濾過分解室６を経た被処理物は流出管２１を
通じて最終放流される。

【００２１】嫌気性槽２、３から発生する悪臭と窒素ガ
ス、また接触曝気室４及び最終沈澱室５から発生する悪
臭は、蓋２３に設置されている排気口２４を通じて外部
に排出され、そのために本発明の浄化槽１の状態及び接
触曝気室４の微生物状態を常時点検できるマンホール２
５が蓋２３に設けられている。

【００２２】

【発明の効果】以上の如く本発明による生活汚水処理装
置は、第１に現在家庭から排出される生活下水中糞尿の
みを浄化処理して、河川に流入する有機物質の負荷率の
高い単独浄化槽とは異なり、糞尿だけでなく生活雑排水
まで処理が可能であり、第２に接触曝気室の中にポリウ
レタン材質の板状接触濾材を設置することにより微生物
の付着が優れており、接触曝気室を一定水準の微生物濃
度に維持することができるので、過負荷による抵抗力の
増大と有機物質除去効率の増大が優れており、第３に最
終沈澱室の下部に設けられたスラッジ搬送装置は、接触
濾材から脱離されたスラッジ・フロックを嫌気性槽へ搬
送して処理することができ、第４に最終沈澱室を経由し
た被処理物を濾過分解室で沈澱及び濾過処理して流出さ
せるので流出水の水質が向上し、環境汚染の減少にも多
く寄与する長所がある。また、嫌気性槽で有機物質と栄
養素を同時に除去する効果もある。

【００２３】

【実施例】上記に説明した本発明による構造を有する生
活汚水処理装置を実験室で製作して、１９９３年１月か
ら１９９３年１１月まで運転した結果を表１に示した。
表１に記載されている値は全体実験期間の平均値であ
り、流入水はアパートの汚水浄化槽貯流槽から直接採取
して５人家族を基準として原単位に算定し、１／１００
倍に縮小製作して注入した。流出水は一週間に１〜２回
採取して標準方式に準じて分析した。

【００２４】

【表１】

【００２５】以上の実験室での実験結果から、本発明に
よる生活汚水処理装置の平均ＢＯＤ除去効率は９６％以
上、ＣＯＤ除去効率は９０％以上であって、栄養素であ
るＴＫＮとＴ−Ｐの除去効率は、各々８７％及び４３％
と非常に高く、流出水のＢＯＤは１０mg/lを超過しない
非常に満足な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による生活汚水処理装置の平面図。

【図２】本発明による生活汚水処理装置の正面図。

【図３】本発明による生活汚水処理装置の接触曝気室に
設置された接触性濾材の斜視図。

【図４】本発明による生活汚水処理装置の第１嫌気性槽
に付着される流入移送台の斜視図。

【図５】最終沈澱室に沈澱されたスラッジと脱窒反応の
ためのスラッジ搬送装置において、空気を用いたスラッ
ジ搬送装置の斜視図。

【符号の説明】

１：生活汚水の嫌気性接触曝気式処理装置２：第１嫌気性槽３：第２嫌気性槽４：接触曝気室５：最終沈澱室６：濾過分解室８：流入移送台１３：曝気室分離壁１４：散気管１５：接触濾材１６：最終沈澱室分離壁１７：スラッジ搬送管１８：空気注入管２０：濾材流動防止板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入される被処理物を沈澱及び嫌気性分
解及び脱窒させる嫌気性槽と、嫌気性槽を経由した被処
理物に空気を供給して好気性微生物の活性を高めて有機
物質の分解を促進する接触曝気室と、接触曝気室を経由
した被処理物中のスラッジを沈澱させてその一部を接触
曝気室へ搬送し、他の一部はスラッジ搬送装置により嫌
気性槽へ搬送する最終沈澱室と、最終沈澱室を経由した
被処理物中の未処理有機物質を濾材により濾過及び分解
除去する濾過分解室とより構成されることを特徴とす
る、生活汚水処理装置。
【請求項２】前記嫌気性槽が、沈澱及び嫌気性分解が
主に行われる第１嫌気性槽と、第１嫌気性槽から流入さ
れた被処理物の嫌気性分解及び脱窒反応が主に行われる
第２嫌気性槽とより構成されることを特徴とする、請求
項１に記載の生活汚水処理装置。
【請求項３】前記第１嫌気性槽と前記第２嫌気性槽と
の容積比が、２：１であることを特徴とする、請求項２
に記載の生活汚水処理装置。
【請求項４】前記スラッジ搬送装置により搬送される
スラッジが、第１嫌気性槽へ搬送されることを特徴とす
る、請求項２又は３に記載の生活汚水処理装置。
【請求項５】前記接触曝気室が、微生物の付着及び繁
殖のための接触濾材を含んでいることを特徴とする、請
求項１〜４の何れか１項に記載の生活汚水処理装置。
【請求項６】前記接触濾材が、多孔性板状接触濾材で
あることを特徴とする、請求項５に記載の生活汚水処理
装置。
【請求項７】前記接触濾材が、ポリウレタンからなる
ことを特徴とする、請求項５又は６に記載の生活汚水処
理装置。
【請求項８】前記接触曝気室への空気供給が、前記第
２嫌気性槽と前記接触曝気室との間の分離壁に対して平
行に設けられた散気管により行われることを特徴とす
る、請求項１〜７の何れか１項に記載の生活汚水処理装
置。
【請求項９】前記スラッジ搬送装置が、前記最終沈澱
室へ空気を注入する空気注入管と、前記空気注入管を通
じて供給される空気の上昇作用により前記最終沈澱室の
下部に沈澱及び脱離されたスラッジを前記第１嫌気性槽
へ搬送するスラッジ搬送管とより構成されることを特徴
とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の生活汚水処
理装置。
【請求項１０】前記空気注入管の直径が、前記スラッ
ジ搬送管の直径の１／５〜１／１０倍であり、前記スラ
ッジ搬送管の底部は、前記接触曝気室と前記最終沈澱室
との間の分離壁の底部と高さが一致し、前記空気注入管
は、前記スラッジ搬送管の上部からその長さの３／４の
位置に注入口が開口していることを特徴とする、請求項
９に記載の生活汚水処理装置。
【請求項１１】前記最終沈澱室の前記接触曝気室に連
結される下端部が、接触曝気室に向かって傾いているこ
とを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の
生活汚水処理装置。
【請求項１２】前記濾過分解室はその内部に充満され
た濾材を含み、前記濾材の流動を防止するための流動防
止手段を備えていることを特徴とする、請求項１〜１１
の何れか１項に記載の生活汚水処理装置。