JPH0741252B2

JPH0741252B2 - 廃水処理方法

Info

Publication number: JPH0741252B2
Application number: JP61182993A
Authority: JP
Inventors: 千明丹羽; 照康平山
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1986-08-04
Filing date: 1986-08-04
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPS6339697A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、微生物担体を用いて廃水を浄化する廃水処
理方法に係り、特に廃水の濾過効率に優れかつ長期間に
亙って連続して廃水処理を行なうことのできる安価な廃
水処理方法に関する。

「従来技術とその問題点」従来、廃水処理方法として、例えば廃水を濾過層中に通
過せしめて濾過する方法がある。この方法に用いられる
濾過層は、表面に廃水中の懸濁固形物（SS分）等の汚濁
物質を分解する微生物膜が付着せしめられた濾過材（以
下、微生物担体という。）から構成されている。そし
て、このような廃水処理方法には、比重が１以下の微生
物担体を用いた方法と比重が１を越える微生物担体を用
いた方法がそれぞれ知られている。

前者の方法は、まず比重が１以下の微生物担体を処理槽
内に収容したのち、浮力により浮上する微生物担体の上
部を金網等のスクリーンで下方に押さえ込むことによっ
て稠密に充填された濾過層を形成し、次いでこの濾過層
上部からスクリーンを介して廃水を供給して廃水中の懸
濁固形物（SS分）等の汚濁物質を除去し、濾過層の下方
から処理水を得るものである。ところが、この方法で
は、濾過層に対する廃水の供給をスクリーンを介して行
なうため、廃水中の汚濁物質がスクリーンに捕捉されて
スクリーンの目詰まりが発生し易くなり、廃水に対する
濾過効率が悪くかつ廃水の連続処理が困難であるなどの
問題があった。

また、後者の方法は、まず比重が１を越える微生物担体
を処理槽内に稠密に充填して処理槽内底部に濾過層を形
成し、例えばこの濾過層上部から廃水を供給して廃水中
のSS分等の汚濁物質を除去し、濾過層の下方から処理水
を得るものである。そして、この方法では、濾過層を処
理槽内底部に固定層として形成する必要から、微生物担
体として、比重が１よりはるかに大きくかつ外形寸法が
主に1mm以下程度と小さくて目の揃ったものが好適に用
いられる。しかしながら、この方法にあっては、微生物
担体が重く小径で目が揃っているために、濾過層の微生
物担体間の間隙が自重等により狭くなり、濾過流路の始
端である濾過層の上層において目詰まりが発生し易くな
り、圧損が高まって廃水の濾過速度が遅くなるととも
に、処理に要する時間が長くなるなど濾過効率の低下を
招く問題があった。

そこで、このような方法では、濾過層の目詰まりを解消
するために、濾過層中に水や空気を送って微生物担体表
面または微生物担体間の間隙に捕捉された汚濁物質を除
去して微生物担体を再生する逆洗操作を頻繁に行なう必
要があった。

しかしながら、上記のように微生物担体に対して逆洗操
作を頻繁に行なうと、担体表面に付着する微生物膜が汚
濁物質とともに剥離してしまい、そのため、微生物担体
の表面に担持された微生物膜による吸着濾過機能を全て
失ってしまうという問題があった。また、この逆洗操作
に際して、微生物担体の比重が大きいために、この微生
物担体を水流および空気流により処理槽内に流動逆洗さ
せるのに、多大なエネルギーを必要とし、運転コストが
かさむなどの問題もあった。またさらに、水洗用の洗浄
水を予め貯留しておかなければならず、そのため、洗浄
水用の貯水槽や処理槽内供給用の送水ポンプなどの諸設
備が必要となり、やはり建設コストや運転コストが高騰
する問題があった。

「目的」この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、廃水の濾過効率に優れかつ長期間
に亙って連続して廃水処理を行なうことのできる安価な
廃水処理方法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」この発明の第１発明の特徴は、有底筒状の外筒とこの外
筒内に立設された筒状の内筒を有する処理槽内に、比重
１以下でかつ粒径0.5〜8.0mmの範囲の粒径分布を有する
微生物担体からなる濾過層をこの濾過層の上部が水位よ
り露出しかつ下部が処理槽の底部から離間するとともに
全体が稠密となるように形成し、次いで内筒内側の濾過
層内に直接廃水を供給するようにしたことにある。

また、この発明の第２発明の特徴は、第１の発明を実施
したのち、処理層の底部より空気のみを供給することに
よって濾過層を形成する微生物担体を循環流動化して洗
浄するようにしたことにある。

さらに、この発明の第３発明の特徴は、第１の発明で用
いられる濾過層の下方にさらに比重1.05〜1.6の範囲で
かつ粒径0.5〜8.0mmの範囲の粒径分布を有する微生物担
体からなる堆積層を形成し、この堆積層を濾過層ととも
に廃水処理に用いることにある。

またさらに、この発明の第４発明の特徴は、第３の発明
を実施したのち、処理槽の底部より空気のみを供給する
ことによって濾過層および堆積層を形成する微生物担体
を循環流動化して洗浄するようにしたことにある。

以下、図面を参照してこの発明を詳しく説明する。

第１図は、この発明の第１および第２の発明を実施する
上で好適に用いられる処理槽の一例を示すものであっ
て、図中符号１は、処理槽である。この処理槽１は、概
略、外筒２とこの外筒２の内部に同軸的に立設された内
筒３から構成されている。

外筒２は、有底筒状の処理槽であって、この外筒２の底
部には、内筒３の下方に逆洗用の散気装置４が配設さ
れ、さらにこの散気装置４の外側には、同様の散気装置
５、６がそれぞれ配設されている。そして、これらの散
気装置４〜６は、逆洗用のブロアー７に連結されてお
り、ブロアー７は、これら散気装置４〜６を介して処理
槽１内に所定の流量で空気等のガスを供給するようにな
っている。また、外筒２の上部側壁には、この処理槽１
で処理された処理水を排出しかつ処理水の排出量を調整
するための電磁弁８を有する排出パイプ９が取り付けら
れ、この排出パイプ９の排出口9aには、処理水と微生物
担体とを分離するスクリーン9bが設けられている。また
さらに、外筒２の底部には、電磁弁10を有する排出パイ
プ11と、電磁弁12を有する排出パイプ13がそれぞれ設け
られている。この排出パイプ11は、内筒３の上端部と同
じ高さまで揚げられており、処理水が次工程に送られた
際に位置エネルギーを確保できるようになっている。

このような外筒２の内部には、この外筒２と同軸でかつ
円筒状の内筒３が設けられている。この内筒３の上端部
は、外筒２の排出口9aより上方に位置され、その下端部
は、外筒２の散気装置４〜６の上部近傍まで延ばされ、
内筒３内を流下する廃水が外筒２の底部においてその流
動方向を反転し易いように、内筒３の半径方向斜め外方
に折り曲げられている。また、この内筒３の上部内側に
は、廃水をこの処理槽１内に供給するための廃水供給パ
イプ14が垂下されている。この廃水供給パイプ14の下端
部14aは、内筒３の上端部から外筒２の排出口9aの下方
の位置まで延ばされ、廃水供給パイプ14の下端部14aと
内筒３の上端との離間寸法は、内筒３の上下方向の長さ
寸法の約20％程度とされるが、これに限定されるもので
はない。またさらに、内筒３の上部内側には、処理槽１
内の水位を測定するための水位計15が配設されている。
この水位計15は、上記の電磁弁８、10および12に連動し
ており、水位計15により測定された水位により適宜開閉
するようになっている。

次に、このような構成からなる処理槽１を用いて廃水処
理方法の一例を説明する。まず、この廃水処理方法に
は、前述したように、廃水中のSS分、コロイド状物質を
捕捉し、かつ一部溶解性有機物、SS分起因のBOD、一部
溶解性BODなどの汚濁物質を分解する微生物担体が用い
られる。この微生物担体は、微生物を微生物膜として担
持する例えば粒子状の濾過材であって、その比重が１以
下とされ、好ましくは0.5〜0.95程度の範囲とされる。
また、この微生物担体は、その粒径が0.5〜8.0mm程度の
分布を有するものとされ、望ましくは1.5〜5.0mm程度の
分布範囲とされる。そして、ここで用いられる微生物担
体の担体は、微生物膜の付着性に優れたものであって、
この担体の形状は、球状の粒子状に限定されず、例えば
円柱、角柱、円筒、角筒などの長形状、星状、楕円状な
どの異形状であってもよい。

そして、このような微生物担体は、第１図に示す処理槽
１内の外筒２および内筒３に所定量充填されて濾過層16
となる。この濾過層16は、比重が１以下の微生物担体か
らなるものであるので、浮力により、その上部が処理槽
１内に運転前に貯留される水の水面から一部露出しかつ
下部が外筒２の底部から離間するとともに、全体が稠密
となるように形成される。そして、この濾過層16の厚さ
寸法は、上記の外筒２の深さ寸法の60〜90％程度の範囲
とされる。60％未満では、外筒２の大きさに比べて濾過
層16が小さ過ぎて、外筒２等の諸設備が不経済となると
ともに、濾過層16が保持する微生物量が少なく、したが
って廃水処理能力が低いものとなるなどの不都合が生じ
る。90％を越えると、廃水中の汚濁物質の除去には問題
ないものの、濾過層16が大き過ぎて濾過層16に対する逆
洗操作に際して微生物担体を十分流動化させることがで
きず、そのため微生物担体の表面または微生物担体間の
間隙に捕捉されている汚濁物質を排除させることができ
ず、微生物担体の微生物膜による吸着濾過機能が低下す
る不都合が生じる。また、この濾過層16は、この濾過層
16を形成する微生物担体が粒径分布を有することから、
処理層１内への収容時あるいは後述する逆洗時に粒径分
布の違いによる浮上速度の差により、濾過層16の上層か
ら下層に向けてその粒径が小さくなるように充填されて
いる。またさらに、この濾過層16において、微生物担体
は、その充填が稠密であることから、廃水処理時におい
て処理層１内に供給される廃水により流動したりあるい
は浮遊したりすることがなく、不動状態となる。

このような濾過層16が形成された処理槽１内には、廃水
供給パイプ14を通じて廃水が供給される。この廃水は、
第１図の実線矢印で示すように、まず濾過層16の内側ま
で垂下した廃水供給パイプ14の下端部14aから濾過層16
の下方に向けて流下せしめられ、続いて外筒２の底部で
その流れが反転して内外筒３、２間の濾過層16を上昇せ
しめられる。そして、この内外筒３、２間の濾過層16を
上昇した廃水は、濾過層16を形成する微生物担体の表面
または微生物担体間にその吸着濾過機能によりSS分等の
汚濁物質が捕捉され浄化されて処理水となり、次いで電
磁弁８の開放により、スクリーン9bを介して排出パイプ
９を通じて次工程等に送られる。ここで、処理中の処理
槽１の水位は、第１図に示すように、排出パイプ９の排
出口9aの高さと同じ水位Ａとされる。また、廃水の処理
槽１への供給量は、濾過層16の処理能力などを考慮して
決められ、通常１時間当たりの供給量が濾過層16の容量
の６倍以内程度とされる。この供給量が濾過層16の容量
の６倍を遥かに越えると、供給量が多過ぎて廃水に対す
る濾過処理が不十分となるとともに、濾過層16の一部が
崩壊するなどの不都合が生じる。そして、廃水の処理槽
１への供給は、廃水中の汚濁物質濃度や処理槽１の処理
能力などに応じて適宜連続的にあるいは間欠的に行なわ
れる。

このようにして処理槽１内において廃水に対する微生物
的な処理が行なわれ続けると、廃水供給パイプ14の下端
部14aの下方の内筒３内の濾過層16が次第に目詰まりし
てこの部分の圧損が高まり廃水の流れが制限される。こ
の場合においても、廃水の供給を続けることが可能であ
り、この場合、廃水は、第１図の破線矢印に示すよう
に、水位Ｂにおいて内筒３の上端部を越流せしめられた
のち、さらに水位Ｂより上昇して濾過層16の上部の水面
から露出した部分を経て内外筒３、２間を流下せしめら
れる。ここで、濾過層16のうち、内筒３上方の水面から
露出した部分は、廃水の水位の上昇に伴い、浮力等によ
り上方に押し上げられることから、この部分の微生物担
体間の間隙は、適度に拡げられてこの部分における廃水
中の汚濁物質に対する捕捉許容能力が増加されたものと
なる。

次いで、廃水に対する濾過処理操作を続けると、次第に
内外筒３、２間の濾過槽16が目詰まりして廃水の水位が
水位Ｂよりも上昇する。この際に、上記露出部分の濾過
層16は、微生物担体の微生物膜とこの微生物膜に捕捉さ
れた汚濁物質との粘着力、浮力および粒子にかかる重力
の３力が平衡状態とされるとともに、浮上せしめられな
がら濾過処理に供される。

このような濾過層16の目詰まりによる水位の上昇および
内筒３の上端部からの越流は、水位計15により監視され
ており、これらの水位の変化に伴って水位計15からの電
気信号により電磁弁８が閉じられるとともに、電磁弁10
が開放される。このときの処理水の排出は、電磁弁10が
開放された排出パイプ11から行なわれる。

そして、上記の廃水の濾過流路において、廃水が第１図
の破線矢印で示す流路を流れる期間は、実線矢印で示す
流路を流れる期間の２〜３倍程度長くなる。すなわち、
破線矢印で示す流路は、内筒３上方の水面から露出した
部分の濾過層16から内外筒３、２間の濾過層16に向けて
この濾過層16を形成する微生物担体がその粒径が漸次に
小さくなるように充填されていることから、この流路に
例えば汚濁物質の大きさにバラツキがある廃水を流した
場合、廃水中の汚濁物質のうち、小さいものが微生物担
体間の間隙の大きい上層を通過して間隙の小さい下層で
捕捉され、大きいものが上層で捕捉される。また、汚濁
物質の大きさが均一である廃水を流した場合において
も、濾過層始端部で極度に目詰まりして圧損がもたらさ
れることなく、廃水中の汚濁物質が全濾過層16により効
率良く濾過される。またさらに、いかなる廃水を対象と
する場合においても共通していえることであるが、これ
に上部ほど微生物担体間の間隙が大きく、濾過層始端部
で汚濁物質が捕捉されてしまわず、また逆に微生物膜の
付着吸着力、さらには濾過された汚濁物質自体の捕捉力
により、粒径からいえば物理的には通過する汚濁物質も
ある程度上部で捕捉されること（いわゆる濾滓濾過）に
起因している。このように、この流路における廃水処理
は、粒径分布を有する微生物担体により濾過層16が厚生
されているので、後述の逆洗操作により上層から下層に
かけ徐々に大粒径のものから小粒径のものへと成層をな
しているので、点線流路の始端部で目詰まりすることが
少なく、かつそれに加えて濾過始端部、すなわち濾過層
16のうち水面から露出した部分において目詰まりするこ
とが少なく、よってこの部分での圧損がたちにくいの
で、長期間に亙って連続的に行なうことが可能となる。

これに対して実線矢印で示す流路は、上層の微生物担体
の間隙が下層に比べて大きい部分、すなわち濾過性に優
れた部分が廃水供給パイプ14の下端部14aの下方の濾過
層16のみで短いので、破線矢印で示す流路に比べて廃水
処理期間も短くなる。

次いで、さらに濾過処理操作を続けると、濾過層16全体
が次第に目詰まりしてくる。この場合には、濾過層16を
形成する微生物担体の表面または微生物担体間の間隙に
捕捉されたSS分等の汚濁物質を除去するために、逆洗
（洗浄）操作を行なう。この逆洗操作に際して、まず、
処理槽１内の水位が水位Ｂより上側になるように処理槽
１内の水を足し、次いで、ブロアー７により外筒２の底
部に設けた散気装置５、６を介して処理槽１内に空気等
のガスを所定時間供給し、このガスにより内外筒３、２
間の濾過層16を崩壊させる。続けて、ブロアー７からの
ガス供給を散気装置４のみを介して所定時間行なうこと
により、内筒３内の濾過層16を崩壊させ、これを循環流
動化させる。次に、外筒２の底部の排出パイプ13の電磁
弁12を開放して処理槽１内の洗浄水およびこの洗浄水中
に懸濁しているSS分等の汚濁物質を外部に排出する。次
いで、処理槽１内に水位Ａに達するまで上部から洗浄水
を供給して再度、上記の散気装置４〜６を用いて逆洗操
作を繰り返す。この逆洗操作は、排水中のSS分等の汚濁
物質濃度や微生物担体が担持する微生物の濃度などに応
じて多少異なるが、例えば一般生活廃水の二次処理程度
の汚濁物質濃度であれば、最初の１回を含め２回程度で
十分な効果が得られる。また、この逆洗操作において、
処理槽１内の処理水を処理槽１の底部から排出しなが
ら、処理槽１内に処理槽１の上部から洗浄水を供給する
ようにしてもよい。この場合、洗浄水により処理槽１内
の処理水を効率良く押し出すことができるなどの効果が
得られる。

この第１の発明によれば、次のような優れた実施例効果
が得られる。

〔１〕濾過層16を形成する微生物担体の粒径を0.5〜8.0
mm程度、好ましくは1.5〜5.0mm程度の分布範囲としたこ
とにより、洗浄時、粒径分布の違いによる浮上速度の差
により、濾過層16が上部に粒径の大きい微生物担体、下
部に粒径の小さい微生物担体がそれぞれ分布するように
構成されるので、濾過層16の上層が下層に比べて微生物
担体間の間隙が大きくなる。この分布効果は、大粒径な
ものほど小さい比重の材質で構成することにより一層助
長される。したがって、このような濾過層16において
は、汚濁物質の大きさにバラツキがある廃水を処理する
場合、SS分等の汚濁物質の小さいものが濾過層16の上層
を通過して下層で捕捉され、大きいものが上層で捕捉さ
れ、また汚濁物質の大きさが均一である廃水を処理する
場合においても、汚濁物質が濾過層16全体で効率良く捕
捉されるので、濾過の始端部で圧損がたちにくく、目詰
まりの発生が少なく、長期間に亙って連続的に廃水処理
を実施することができる。

〔２〕処理槽１内に濾過層16を、その上部が水面から一
部露出しかつ下部が処理槽１の底部から離間するととに
全体が稠密に充填した状態で形成できる物性の微生物担
体からなるものとしたので、この微生物担体が廃水の供
給により流動化することなく、処理槽１内に固定するこ
とができるとともに、逆洗時に微生物担体を少ないエネ
ルギーで容易に流動化させることができる。

〔３〕処理槽１内の廃水の供給位置を内筒３内側の濾過
層16内としたことにより、内筒３内の濾過層16を流下
し、外筒２の底部で反転し、内外筒３、２間を上昇する
流路（第１図の実線矢印で示す）と、内筒３内の濾過層
16が目詰まりしたのち、廃水の供給位置から内筒３内の
濾過層16を上昇し、濾過層16の水面から一部露出した部
分を経て内外筒３、２間を流下する流路（第１図の破線
矢印で示す）の二つの濾過流路をとることができる。こ
のような流路の濾過層16のうち、特に水面から一部露出
した部分は、廃水の水位の上昇に伴い、浮力等により上
方に押し上げられることから、微生物担体間の間隙が適
度に拡げられてこの部分における汚濁物質の捕捉許容能
力が増加されたものとなる。したがって、このような二
つの濾過流路を利用することにより、長期間に亙って連
続的に廃水処理を行なうことができるので、逆洗操作の
実施間隔を長くすることができ、よって逆洗操作によっ
て発生する微生物担体表面からの微生物膜の剥離を抑制
して微生物担体の微生物膜による吸着濾過機能を保持継
続させることができる。また、逆洗操作を実施する回数
が減少するので、逆洗操作で消費されるブロアー等の動
力エネルギーや戻り水を大幅に削減することができると
ともに、従来の逆洗操作に微生物担体を循環流動化させ
るのに用いられる水（処理水）を不要とすることができ
る。

また、第２の発明によれば、濾過層16を、粒径0.5〜8.0
mm程度、好ましくは1.5〜5.0mm程度の分布範囲を有する
微生物担体から構成して、濾過層自体を軽くしたので、
逆洗操作において処理槽の底部からの空気のみの供給で
濾過層を少ないエネルギーで容易に崩壊させ、これを循
環流動化させて洗浄することができ、かつその循環流動
化に伴う運転コストを低く抑えることができる。

第２図は、この発明の第３および第４の発明を実施する
上で好適に用いられる処理槽の一例を示すものである。
第３の発明にあっては、比重１以下でかつ粒径0.5〜8.0
mmの範囲で粒径分布を有する微生物担体からなる濾過層
16に加え、この濾過層16の下方に比重1.05〜1.6の範囲
で、好ましくは比重1.05〜1.3の範囲でかつ粒径0.5〜8.
0mmの範囲で、好ましくは1.5〜5.0mmの範囲で粒径分布
を有する微生物担体からなる堆積層17を形成し、廃水を
内筒内の濾過槽16内に直接供給する点に特徴がある。し
たがって、処理槽１の外筒２底部近傍でかつ散気装置４
〜６の下側には、比重1.05〜1.6の範囲で、好ましくは
比重1.05〜1.3の範囲でかつ粒径0.5〜8.0mmの範囲で、
好ましくは1.5〜5.0mmの範囲で粒径分布を有する微生物
担体がスクリーン18上に沈降し堆積して堆積層17が形成
されている。

このような第３の発明によれば、外筒２の底部に堆積層
17を設けたことから、内筒３内の濾過層16内を流下した
廃水が外筒２の底部に形成された堆積層17内を通過して
さらにここでも廃水中のSS分等の汚濁物質が濾過される
ので、廃水中から汚濁物質を高い効率で除去でき、さら
に濾過継続期間を長くとることができるなど優れた効果
が得られる。

また、第４の発明にあっては、第３の発明を実施したの
ち、処理槽１の底部には設けられた散気装置４〜６を介
してブロアー７により処理槽１内に空気を供給すること
によって濾過槽16および堆積槽17を形成する微生物担体
を循環流動化して微生物担体の洗浄を行なう点において
特徴がある。

そして、この第４の発明によれば、堆積層17を形成する
微生物担体の比重を1.05〜1.6の範囲で、好ましくは1.0
5〜1.3の範囲としたことから、堆積層17を濾過層16と同
様に比較的軽くすることができ、よって逆洗操作に際し
て濾過層16および堆積層17の微生物担体を少ないエネル
ギーで容易に循環流動化させることができるとともに、
その循環流動化に伴う運転コストを低く抑えることがで
きる。

以下、実施例を示してこの発明の作用効果を明確にす
る。

（実施例１）第１図に示すような内部に内筒が立設されかつ有効水深
が約1mで内径10cmの処理槽１内に、粒径0.5〜3.0mmの範
囲の粒径分布を有し、かつ比重0.5〜0.95の微生物担体
を厚さ寸法が約90cmとなるように稠密に充填して濾過層
16を形成した。次いで、この濾過層16内に廃水供給パイ
プ14を用いて一般生活廃水の二次処理を下記SV値が３と
なるように供給した。

SV＝（廃水供給量；m³/Hr）／（微生物担体充填量；m³）上記の処理対象である廃水中のSS分濃度は、約15mg/lで
あり、BOD濃度は約14mg/lであった。

そして、上記の処理槽１において、廃水が内筒３内の濾
過層16下部から外筒２の底部を経由して内外筒３、２間
の濾過層16を上昇する濾過流路をたどって得られた処理
水は、そのSS分濃度が1mg/l以下であり、またBODの平均
濃度が約5.5mg/lといずれも廃水中から汚濁物質が高率
で除去されていることがわかった。

次いで、上記のように廃水の供給を３日間続けたとこ
ろ、内筒３内の濾過層16の下部に目詰まりが生じて廃水
が内筒３の上端部をオーバーフローした。この廃水の水
位の上昇は、水位計15により検知され、直ちにこの水位
計に連動する電磁弁８が閉じられるとともに、底部側の
電磁弁10が開放された。廃水は、水位Ｂから上昇して水
面から露出した部分を通過して内外筒３、２間の濾過層
16を徐々に流下したのち、処理水として排出パイプ11か
ら外部に排出された。この処理水のSS濃度を測定したと
ころ、1mg/l以下であり、またBODの平均濃度が約6.2mg/
lであるなど、いずれも廃水中から汚濁物質が高率で除
去されていることがわかった。

さらに、廃水の供給を12日間続けたところ、濾過層16全
体が目詰まりし始めたので、ここでこの濾過層16に対し
て逆洗操作を施した。まず、散気装置５、６を介してブ
ロアー７から処理槽１内に空気等のガスを約１分間供給
して濾過層16を崩壊させた。このときのブロアー７から
のガス供給量は、１分間当たり約0.5l程度で十分であっ
た。次いで、ブロアー７から散気装置４を介して上記と
同様にして約５分間処理槽１内に2l/分のガスを供給し
て上記と同様にして微生物担体を循環流動化させた。次
いで、電磁弁12を開放して排出パイプ13から処理槽１内
の洗浄水を排出した。そして、このような操作を２回繰
り返して、微生物担体に捕捉されている汚濁物質をほぼ
完全に排除した。この逆洗操作に要した時間は、約15分
間程度と従来の方法に比べてあまり変わらなかったが、
濾過運転継続期間が15日間と従来の方法（１日間）に比
べて約15倍と非常に長いことがわかった。

次に、径1.5mで、内部に濾過層を1.5mの厚さ寸法で形成
した実規模の処理槽を用いて、生活処理水の二次処理水
の処理を実施したところ、15日間連続運転することがで
き、また逆洗時の空気量が約3.5m³/hr.程度で十分であ
った。一方、同規模の処理槽を用いて、従来の砂粒子か
らなる濾過層による廃水処理（急速濾過処理）を行なっ
たところ、１日で目詰まりを生じ、また逆洗時の空気量
および水量が、いずれも約56m³/hr.程度必要であった。
そして、この結果から本法は、従来の方法に比べて、空
気量で約1/240［3.5/56）×（1/15）］と少なくするこ
とができた。また、本法の逆洗操作においては、微生物
担体を循環流動化させる水を必要とせず、排出後に処理
槽を満たすのに処理槽の内容積分と同量の約３m³（逆洗
時間は約15分間）の水が必要であった。これに対して従
来の方法では、逆洗時に、約14m³の水を必要とした。し
たがって、逆洗時の水量において、本法は、従来の方法
に比べて約1/70［3/14）×（1/15）］と少なくすること
ができた。

このように、濾過運転継続期間を長くできたことは、逆
洗操作の実施回数を少なくすることにつながるので、逆
洗操作によって発生する微生物担体の微生物膜の剥離を
抑制して微生物担体の微生物膜による吸着濾過機能を保
持継続させることができるとともに、逆洗操作で消費さ
れるブロアー等の動力エネルギーや戻り水を大幅に削減
することができたことになる。また、微生物担体の再生
効率（逆洗後の圧損／初期圧損）については、約99％程
度と優れた結果が得られた。

（比較例）第１図に示す処理槽１内に比重１以下の微生物担体を充
填して厚さ寸法約90cmの濾過層を形成した。次いで、こ
の濾過層の上部から水位と同じ高さに濾過層全体を下方
に押し下げるようにして約2mm径のスクリーンを設け
た。このスクリーンによる下方への押圧力と微生物担体
にかかる浮力とにより、この濾過層は稠密に形成され
た。

次いで、この濾過層を用いて生活廃水の二次処理水に対
して実施例１と同様の条件で処理を施したところ、僅か
1.2日でスクリーンに目詰まりを生じ、逆洗操作が必要
になり、この濾過層の連続運転は、ほとんど不可能であ
った。

（実施例２）第２図に示すような有効水深が約1mで内径10cmの処理槽
１内に、粒径0.5〜3.0mm、比重0.5〜0.95の微生物担体
と粒径0.5〜3.0mm、比重1.3の微生物担体をそれぞれ稠
密に充填して、厚さ寸法が約60cmの濾過層16を形成する
とともに、深さ寸法が約20cmの堆積層17を形成した。次
いで、このような処理槽１内に実施例１と同様の一般生
活廃水の二次処理水を供給して、この廃水の処理を行な
った。

廃水の供給位置およびその後の廃水の流動方向について
は、実施例１と同様にしたところ、内筒３内の濾過層16
の下方が目詰まりする前の処理水と、目詰まり後の処理
水のSS濃度は、いずれも1mg/l以下であり、またそれぞ
れのBODの平均濃度は、約5.3mg/l以下であった。

（実施例３）比重１以下の微生物担体で、粒径が揃ったもの（粒径1.
8mm）と、粒径に分布を有するもの（粒径1.5〜4.0mm）
とをそれぞれ廃水処理に用いて、廃水中に含まれる汚濁
物質による目詰まりの度合について調べ、その結果を第
３図のグラフに示した。このグラフにおいて縦軸に目詰
まりの目安となる圧損をとり、横軸に廃水処理の継続日
数をとった。そして、粒径が揃ったものについて破線
（イ）で示し、粒径に分布を有するものについて実線
（ロ）で示した。なお、上記の両濾過層の厚さ寸法をい
ずれも90cmとし、廃水には、SS分濃度が７〜18mg/l程度
の二次処理水を用いた。

第３図のグラフから明らかように、粒径に分布を有する
微生物担体からなる濾過層（実線）では、濾過層に部分
的に圧損の高い部分が生じることがなく、全体として圧
損の上昇傾向が小さく、したがって長期間に亙って目詰
まりが少ないことから、廃水処理を連続的に行なうこと
ができることがわかる。

「発明の効果」以上説明したように、この発明の第１発明によれば、濾
過層を形成する微生物担体の粒径を0.5〜8.0mm程度、好
ましくは1.5〜5.0mm程度の粒径分布としたことにより、
濾過層が上層に粒径の大きい微生物担体、下層に粒径の
小さい微生物担体がそれぞれ分布するように構成される
ので、濾過層の上層が下層に比べて微生物担体間の間隙
が大きくなるので、部分的に圧損が高まることがなく、
長期間に亙って目詰まりをすることがなく、廃水処理を
連続的に行なうことができるまた、この方法によれば、処理槽内に濾過層を、その上
部が水面から一部露出しかつ下部が処理槽の底部から離
間するとともに、全体が稠密に充填した状態で形成した
ので、濾過層を形成する微生物担体が廃水の供給により
流動化することなく、微生物担体を処理槽内の水中およ
び水上に固定することができるとともに、逆洗時に微生
物担体を少ないエネルギーで容易に流動化させることが
できる。またさらに、廃水の供給位置を内筒内側の濾過
層内としたことにより、内筒内の濾過層を流下し、外筒
の底部で反転し、内外筒間を上昇する流路と、内筒内の
濾過層下部が目詰まりしたのち、廃水の供給位置から上
昇し、濾過層の水面から露出した部分を経て内外筒間を
流下する流路の二つの濾過流路をとることができる。こ
のような流路の濾過層16のうち、特に水面から一部露出
した部分は、廃水の水位の上昇に伴い、浮力等により上
方に押し上げられることから、微生物担体間の間隙が適
度に拡げられてこの部分における汚濁物質の捕捉許容能
力が増加されたものとなる。したがって、この二つの濾
過流路を利用することにより、長期間に亙って連続的に
廃水処理を行なうことができるので、逆洗操作の実施間
隔を長くすることができ、よって逆洗操作によって発生
する微生物担体表面からの微生物膜の剥離を抑制して微
生物担体の微生物膜による吸着濾過機能を保持継続させ
ることができる。また、逆洗操作を実施する回数が減少
するので、逆洗操作で消費されるブロアー等の動力エネ
ルギーや戻り水を大幅に削減することができるととも
に、従来の逆洗操作に微生物担体を循環流動化させるの
に用いられる水（処理水）を不要とすることができる。

また、第２の発明によれば、濾過層を、粒径を0.5〜8.0
mm程度、好ましくは1.5〜5.0mm程度の粒径分布を有する
微生物担体から構成して、濾過層自体を軽くしたので、
逆洗操作において処理槽の底部からの空気のみの供給で
濾過層を少ないエネルギーで容易に崩壊させ、これを循
環流動化させて洗浄することができ、かつその循環流動
化に伴う運転コストを低く抑えることができる。

またさらに、第３の発明によれば、上記の第１発明の優
れた効果に加え、廃水を堆積層内にも通過させることに
より、廃水中の汚濁物質をさらに高い効率で除去するこ
とができ、さらに濾過継続期間を長くとることができる
など優れた効果を得ることができる。

そして、第４の発明によれば、堆積層を濾過層とほぼ同
様に軽く構成したので、逆洗操作において処理層の底部
からの空気のみの供給で濾過層および堆積層をやはり少
ないエネルギーで容易に崩壊させ、これらを循環流動化
させて洗浄することができ、かつその循環流動化に伴う
運転コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１および第２の発明に用いられ
る処理槽を示す概略構成図、第２図は、この発明の第３
および第４の発明に用いられる処理槽を示す概略構成
図、第３図は、この発明の第１〜第４発明に用いられる
濾過層の圧損の経時変化を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃水を微生物担体からなる濾過層中に通過
せしめて濾過する廃水処理方法において、有底筒状の外筒とこの外筒内に立設された筒状の内筒を
有する処理槽内に、比重１以下でかつ粒径0.5〜8.0mmの
範囲の粒径分布を有する微生物担体からなる濾過層をこ
の濾過層の上部が水位より露出しかつ下部が処理槽の底
部から離間するとともに全体が稠密となるように形成
し、次いで内筒内側の濾過層内に直接廃水を供給するこ
とを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２】廃水を微生物担体からなる濾過層中に通過
せしめて濾過する廃水処理方法において、有底筒状の外筒とこの外筒内に立設された筒状の内筒を
有する処理槽内に、比重１以下でかつ粒径0.5〜8.0mmの
範囲の粒径分布を有する微生物担体からなる濾過層をこ
の濾過層の上部が水位より露出しかつ下部が処理槽の底
部から離間するとともに全体が稠密となるように形成
し、次いで内筒内側の濾過層内に直接廃水を供給したの
ち、処理槽の底部より空気のみを供給することによって
濾過層を形成する微生物担体を循環流動化して洗浄する
ことを特徴とする廃水処理方法。
【請求項３】廃水を微生物担体からなる濾過層中に通過
せしめて濾過する廃水処理方法において、有底筒状の外筒とこの外筒内に立設された筒状の内筒を
有する処理槽内に、比重１以下でかつ粒径0.5〜8.0mmの
範囲の粒径分布を有する微生物担体からなる濾過層をこ
の濾過層の上部が水位より露出しかつ下部が処理槽の底
部から離間するとともに全体が稠密となるように形成す
るとともに、この濾過層の下方に、比重1.05〜1.6の範
囲でかつ粒径0.5〜8.0mmの範囲の粒径分布を有する微生
物担体からなる堆積層を形成し、次いで内筒内側の上記
濾過層内に直接廃水を供給することを特徴とする廃水処
理方法。
【請求項４】廃水を微生物担体からなる濾過層中に通過
せしめて濾過する廃水処理方法において、有底筒状の外筒とこの外筒内に立設された筒状の内筒を
有する処理槽内に、比重１以下でかつ粒径0.5〜8.0mmの
範囲の粒径分布を有する微生物担体からなる濾過層をこ
の濾過層の上部が水位より露出しかつ下部が処理槽の底
部から離間するとともに全体が稠密となるように形成す
るとともに、この濾過層の下方に、比重1.05〜1.6の範
囲でかつ粒径0.5〜8.0mmの範囲の粒径分布を有する微生
物担体からなる堆積層を形成し、次いで内筒内側の上記
濾過層内に直接廃水を供給したのち、処理槽の底部より
空気のみを供給することによって濾過層を形成する微生
物担体を循環流動化して洗浄することを特徴とする廃水
処理方法。