JPH0780490A

JPH0780490A - 廃水処理装置及び該廃水処理装置に用いる接触材

Info

Publication number: JPH0780490A
Application number: JP5254828A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Iwami; 和正岩見
Original assignee: Shinwa Kogyo Inc; Shinwa Industry Co Ltd
Current assignee: Shinwa Kogyo Inc; Shinwa Industry Co Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】廃水処理装置で、ＢＯＤの処理能力及び処理
スペース効率を向上する。【構成】高分子材料、無機系材料等からなる基材１６
ａに、天然、有機、無機、金属等の微生物を付着させる
繊維１６ｂを静電植毛して接触材１６を形成する。接触
材１６を一層ないし複数層、処理槽１内の適所にあっ
て、廃水を通過する配置で設置して構成する。接触材１
６の植毛部に、廃水中の微生物が付着し、この微生物に
よって、接触材１６を廃水が通過する際、廃水中のＢＯ
Ｄ等を分解処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭汚水及び産業廃水
の廃水処理装置及び該廃水処理装置に用いる接触材に関
する。

【従来の技術】

【０００２】廃水は、生活廃水（家庭汚水）、産業廃水
（工場廃水）、地下水とに大別される。生活廃水、産業
廃水の中に含まれる主な汚濁源は有機物であると言われ
ているが、特に産業廃水は、業種別により様々な有害物
質を含有するため、公共用水域の水質汚濁の観点から十
分な水質管理が要求されている。

【０００３】一般的に廃水処理とは、ＢＯＤ、油分、浮
遊固形物、有害物質を除去することであり、国内では古
くから活性汚泥処理方法が普及している。この活性汚泥
処理方法は、比較的イニシャルコストは安いが、汚泥の
コントロールに高度な管理技術が要求され、負荷の変動
や、バルキング等の異常時、そして、微生物の増殖を阻
害する物の除去等、不安定な系の要素を、永年蓄積した
技術でカバーしている。

【０００４】近年、上記処理方法にかわる廃水処理装置
として、接触曝気装置や、回転円板装置が製品化されて
いる。これらの装置は、上記活性汚泥法に比べ生物の種
類が多種多様で、植物連鎖作用が長引くため、余剰汚泥
の減量化となり、バルキングの要因と言われている糸状
菌は、微生物の優先種、または、生物相の変化により発
生し難くなるという利点がある。また、水量水質の均一
化を図るため、大きな容積をしめる処理槽を小型化でき
る。

【０００５】さらに、微生物による有機物処理では、好
気性微生物のはたらきにより、ＤＯによる酸化作用で、
ＣＯ₂ 、Ｈ₂ ０、硝塩酸、硫酸塩、リン酸塩等に分解す
るものであり、一般にＢＯＤの除去率を上げるには、Ｄ
Ｏの過不足コントロールと微生物の接触面積の拡大化が
必須となる。以前は、活性汚泥法での主役は、ズーグレ
ア細菌であると考えられていたが、最近の研究による
と、大部分の細菌は適切な環境化においては、微生物が
集合体を形成すると発表されている。

【０００６】上記した接触曝気装置による処理法や回転
円板装置による処理法の原理は、川底に堆積する石や砂
利、護岸の表面等に付着しているみずわた、スライム等
の生物膜を応用したものであり、活性汚泥法のような、
微生物が浮遊している状況下では、増殖速度が微小であ
るが、生物膜法では、膜に微生物が住み着くので、廃水
の滞留時間に関係なく、増殖速度の遅い生物でも十分生
活できるため、生物膜には原生動物や後生微小動物（輪
虫、みみず類）等の多様な微生物が付着し、原生動物は
細菌を、後生微小動物は原生動物を補食するため、老化
した微生物の蓄積が少なくなり、汚泥のコントロール
や、余剰汚泥の処理が不要になる。このことによって、
接触曝気法による浄化槽は、メンテナンスを簡易化でき
ることになる。

【０００７】従来、上記接触曝気装置及び回転円板装置
の接触材としては、カールした繊維の接点を接合した格
子状の立体網に形成したものや、高密度ポリエチレン製
波型板状のもの及び高分子材を鋸屑状にしたもの等が知
られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記従来
の接触曝気装置及び回転円板装置では、この種処理装置
において、ＢＯＤの除去率向上を図る上で必須要件とな
る、接触材に対する微生物の接触面積が十分でなく、小
さいため、ＢＯＤの処理能力が低かった。従って、所望
のＢＯＤ処理能力を得ようとすると、処理槽を含む設備
が大がかりとなる上、接触材の使用数も増えるため設備
費がかさみ、その中でも、大型の廃水移送用ポンプや大
型の曝気用ブロー等を必要とするため消費電力も大とな
る等の問題がある。

【０００９】本発明は、上記従来技術が有するこのよう
な問題点に鑑みてなされたもので、微生物の接触面積の
大きい接触材を処理槽内に設置し、該接触材に多量の微
生物が付着されることで、当該微生物による廃水中の有
機物を効率良く処理し得る上、汚泥のコントロールや、
余剰汚泥の処理が容易にできる廃水処理装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】さらに、廃水中の有機物を安定した状態で
効率よく処理し得て、かつ廉価である廃水処理装置に用
いる接触材を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１では、高分子材料、無機系材料等からなる
基材に、天然繊維、有機繊維、無機繊維、金属繊維等か
らなる微生物付着用繊維を静電植毛させた接触材を一層
ないし複数層、処理槽内の適所にあって、廃水が通過す
る配置で設置したことを特徴としている。

【００１２】さらに、請求項２では、高分子材料、無機
系材料等で平面スクリーン型、波型、円筒型等に形成し
た基材に、天然繊維、有機繊維、無機繊維、金属繊維等
の微生物を付着させる繊維を静電植毛したことを特徴と
している。

【００１３】

【作用】仕切板によって処理槽内は、廃水貯留槽、沈殿
分離槽、接触曝気槽、消毒槽に画成され、廃水貯留槽内
と沈殿分離槽内には各移流管が配設され、接触曝気槽内
には接触材を複数層、廃水が通過する配置で配設され、
その下部には、エアーポンプと配管にて接続の曝気用エ
アー吐出管が配設され、また、消毒槽内には消毒用薬剤
を収納するための薬筒が配設されている。

【００１４】生活廃水及び産業廃水は排水溝を通して廃
水貯留槽内に入り、移流管、移流口、移流管を通してオ
ーバーフローし、沈殿分離槽の下部に入り、こゝで残滓
等の固形物と有機物を含有する廃水とに分離され、固形
物は沈殿する。廃水のみが、移流管、移流口を通してオ
ーバーフローし、接触曝気槽内に入り、該接触曝気槽内
に設置の接触材を通過する際、曝気用エアー吐出管より
噴出のエアーの気泡によって廃水は強制的に撹拌され、
廃水が接触材の植毛した微生物付着用繊維間を強制的に
循環される。

【００１５】廃水が繰り返し、接触材を通過すること
と、該接触材は、微生物の接触面積が大きく形成されて
いることによって、接触材には多量の好気性微生物が付
着（居住）し、該好気性微生物の働き、つまりＤＯによ
る酸化作用で、ＣＯ₂ 、Ｈ₂ Ｏ、硝塩酸、硫酸塩、リン
酸塩等に分解される。

【００１６】このようにして、有機物の分解処理された
廃水は、接触曝気槽からオーバーフローして消毒槽に入
り、薬筒に収納の消毒剤によって消毒され、流出管を通
りトラップに入り、これより下水道等に流出される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る廃水処理装置及び該廃水
処理装置に用いる接触材の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、装置の使用状態を一部切欠した縦
断面図を示す。図１に示したように、処理槽１内は、横
方向に所定の間隔をおいて縦設した二枚の仕切板２、３
により廃水貯留槽４と沈殿分離槽５と接触曝気槽６とに
画成されていると共に、接触曝気槽６内の一側上部には
消毒槽７が形成され、上端の開口部８は板状の所要複数
の開閉蓋９・・・によって閉塞されるよう形成されてい
る。

【００１８】上記各仕切板２、３と、上記消毒槽７を形
成している側板７ａとの上端近傍には、廃水の移流口１
０、１１、１２が各開設されている。上記した一方の仕
切板２の上部両側には、上端を上記移流口１０よりも高
い位置に設定した移流管１３、１４が、仕切板２のほぼ
中間部位まで長く縦設されており、他方の仕切板３の沈
殿分離槽５側にも、上端を上記移流口１１よりも高い位
置に設定した移流管１５が、仕切板３のほぼ中間部位ま
で長く縦設されている。このことによって、廃水が廃水
貯留槽４の中間部から移流管１３を通して移流口１０か
らオーバーフローし、移流管１４を通して沈殿分離槽５
内の中央部に流入し、さらに、該沈殿分離槽５の中央部
から移流管１５を通して移流口１１からオーバーフロー
し、接触曝気槽６に流入する。上記接触曝気槽６内で、
後述するようにして処理された廃水は移流口１２からオ
ーバーフローして消毒槽７に流入するようになってい
る。

【００１９】上記処理槽１は、家庭、営業所、工場等の
敷地内に埋設した状態で、廃水貯留槽４がストレーナー
（図示せず）を介して排水溝（図示せず）に接続され、
生活廃水、産業廃水が上記廃水貯留槽４に流入して貯留
されるよう形成されている。

【００２０】上記接触曝気槽６内には、複数の接触材１
６・・・を保持枠１７に支持された状態にて出し入れ自
在に設置させてあると共に、該接触材１６・・・の下部
には、長さ方向に沿って多数の小孔（図示せず）を穿設
してある曝気用エアー吐出管１８が固定されている。こ
のエアー吐出管１８は、接触曝気槽６内の上部、あるい
は地上に設置されるエアーポンプ（図示せず）と、曝気
用流量調整ピンチバルブ（図示せず）を介して塩化ビニ
ル管やビニールチューブ等の配管１９により接続され、
上記エアーポンプ（図示せず）の駆動により、エアー吐
出管１８の多数の小孔（図示せず）から噴出されるエア
ーの気泡によって廃水を強制的に押し上げることで、上
記接触材１６・・・内を循環させるように形成されてい
る。

【００２１】上記消毒槽７内の上部には、薬筒２０が脱
着自在に配設され、該薬筒２０に収容される消毒剤（図
示せず）により処理済廃水を消毒するよう形成されてい
る。

【００２２】上記消毒槽７は、処理槽１の側壁に設けら
れた流出管２１を介してトラップ（図示せず）に接続さ
れており、これによって、有機物の処理された廃水を配
管（図示せず）を通して下水道（図示せず）に流出する
ようにしてある。

【００２３】上記接続材１６は、図２（Ａ）、（Ｂ）に
示したように、高分子材料、無機系材料（炭素、硝子、
セラミックス、金属、天然素材）等の繊維からなる基材
１６ａに、綿、麻等の天然繊維、ポリアミド系、ポリエ
ステル系、アクリル系等の有機系合成繊維、炭素繊維、
硝子繊維、セラミックス繊維等の無機系合成繊維、金属
繊維等の繊維からなる微生物付着用繊維１６ｂ・・・を
静電植毛して形成されている。産業廃水等には、業種別
によって種々の汚濁源が含まれている様々な廃水がある
から、上記基材１６ａ及び微生物付着用繊維１６ｂに
は、上記した材料の中から廃水の成分に適応するものを
選択して使用される。

【００２４】図２（Ａ）、（Ｂ）に示した接触材１６
は、軸状の基材１６ａに、繊維１６ｂを放射状に植毛し
て形成したものであるが、図３（Ａ）、（Ｂ）に示した
ように、格子状網目に形成した基材１６ａに繊維１６ｂ
を植毛して、平面スクリーン型に形成することもでき、
また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示した如く、基材１６ａを
格子状網目で、かつ波型に形成し、これに繊維１６ｂを
植毛して、波型スクリーンに形成しても良く、さらに
は、図９（Ａ）、（Ｂ）に示したように、基材１６ａを
網状円筒に形成し、これに繊維１６ｂを植毛して網状円
筒型としても良く、さらにまた、図１１に示した如く、
台形、扇状スクリーン型等に形成することも可能であ
り、その形状は、接触曝気方式及び回転円板方式、その
他の用途により選択される。

【００２５】また、上記接触材１６は、基材１６ａの全
周面に、上記した繊維１６ｂを密に植毛して、微生物の
付着（居住）面積を大きく形成してある。

【００２６】また、上記基材１６ａは、図５（Ａ）に示
した格子状網目や、同図（Ｂ）に示したような波型格子
状網目及び同図（Ｃ）のような板材をパンチングした形
状並びに同図（Ｄ）のように、板材を抜き曲げした形状
等に形成される。

【００２７】上記したように、平面スクリーン型、波
型、パンチング型、抜き曲げ型に形成した複数の接触材
１６・・・は、図１に示したように、保持枠１７に所定
の間隔をおいて垂直に並設したり、図６に示した如く、
保持枠１７に所定の間隔をおいて水平に並設する。ま
た、図７に示したように、垂直と水平を組み合わせて井
桁状に配置することも可能であり、このように保持枠１
７に組み込んだ複数層の状態にて、接触材１６・・・
は、廃水が通過する配置で、接触曝気槽６内に出し入れ
自在に配設される。

【００２８】図８は、保持枠１７の一例と、該保持枠１
７に組み込まれる平面スクリーン型、波型、パンチング
型、抜き曲げ型の各接触材１６・・・の斜視図を示し、
保持枠１７に対し、各接触材１６・・・は適当な止め金
具（図示せず）を用いて脱着自在に組み込まれる。

【００２９】また、図９（Ａ）、（Ｂ）に示した円筒型
の接触材１６は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に例示した如
く、各々接触材１６にネジ棒２２を貫通し、その接触材
１６の上下両端から延出した延出端部にダボ付き円筒キ
ャップ２３、２３を各挿通して、上枠１７ａと下枠１７
ｂに挿通し、ネジ棒２２の端部にナット２４、２４を螺
着することで、保持枠１７に対し、垂直、かつ並列状態
に組み込み保持される。

【００３０】このように、保持枠１７に組み込んだ状態
にて接触材１６・・・に図１に示したと同様に、接触曝
気槽６内に配設される。

【００３１】接触材１６を、図１１及び図１２に示した
ように、回転円板装置２５に組み込む場合は、図示した
如く、接触材モジュール１６ｃを台形、または扇状スク
リーン型に形成する。図１２に明示した如く、回転軸２
６の両端に固定した取付板２７（一方のみ図示）間に、
回転軸２６と並行に、かつ放射状に架設した複数の取付
棒２８・・・に、上記接触材モジュール１６ｃ・・・を
所要複数個挿通し、スペーサー２９を介在して軸方向へ
所定の間隔をおいて軸方向に重ね合わせ、これを図１１
に示したように周方向へ隙間なく並べて円板状に接触材
１６を構成する。

【００３２】円板状に構成した接触材１６を廃液３０の
中に約半分までつけた状態で、回転軸２６を駆動源（図
示せず）にて回転駆動させると、接触材１６は廃液中と
空気中とを交互に出入りし、これが繰り返し行なわれる
ことにより、接触材１６に付着（居住）した微生物に０
₂ が供給されることになる。また、接触材１６の回転速
度を上げると、遠心力の作用で、付着した汚泥が剥離さ
れる。

【０３３】上記した回転円板装置２５によると、余剰汚
泥のコントロールが簡単にできるので、接触材１６の回
転速度と、汚泥の剥離状況を一度実験して求めておけ
ば、廃水管理がし易くなる。

【００３４】次に、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示したよう
に、格子状網目に静電植毛して形成した本発明による接
触材１６（以下、これを本発明と称す）と、図１４
（Ａ）、（Ｂ）に示した従来の格子状網目に形成した接
触材ａ（以下、これを従来例と称す）との汚泥ｂの付着
表面積（微生物付着面積）及び廃水処理能力の比較計算
を試みた結果を以下に示す。

【００３５】従来例の場合Ｓｏ＝πｌ（ｄ＋２ｔ）・・・（１）式Ｓｏ（ｍｍ² ）：汚泥付着表面積ｄ（ｍｍ）：格子状網目の繊維径ｔ（ｍｍ）：汚泥付着厚さｌ（ｍｍ）：格子状網目の繊維長さｄ＝１、ｔ＝１、ｌ＝１０を（１）式に代入すると、 ∴Ｓｏ＝１０π（１＋２×１）＝９４．２となる。本発明の場合Ｓｐ＝π１ｐ（ｄｐ＋２ｔ）ｎＮ・・・（２）式Ｓｐ（ｍｍ² ）：汚泥付着表面積ｄ（ｍｍ）：格子状網目の繊維径ｔ（ｍｍ）：汚泥付着厚さｌ（ｍｍ）：格子状網目の繊維厚さｄｐ（ｍｍ）：植毛された繊維径ｌｐ（ｍｍ）：植毛された繊維長さ［ｌｐ／ｄｐ＝４０ ∴ｌｐ＝４０ｄｐ］ｎ（数）：ｄの周面に植毛可能な本数［θ＝３０° ∴ｎ＝３６０／３０＝１２］Ｎ（列）：ｌに対し植毛のできる列数［Ｎ＝（１／０．８）−１＝１１］ｌ＝１０、ｔ＝０．２、ｄｐ＝０．２、ｌｐ＝４０ｄ
ｐ、ｎ＝１２、Ｎ＝１１を（２）式に代入すると、Ｓｐ＝８π（０．２＋２×０．２）１２×１１＝１９９
０となる。

【００３６】以上から明らかな如く、従来例に比べ本発
明は微生物の付着面積が非常に大きい。従って、同一容
量の処理槽で比較すると、ＢＯＤの処理能力を高くとれ
るし、また、ＢＯＤが同じなら一日の処理廃水量を大き
くできる。

【００３７】一日の処理量については、Ｑ＝Ｓｑ／Ｔη・・・（３）式Ｑ（ｍ³ ／ｄａｙ）：一日の廃水量Ｓｑ（ｍ³ ／ｈｒ）：廃水の処理流量Ｔ（ｈｒ／ｄａｙ）：処理時間 η（％）：処理効率（３）式において、Ｔ＝一定と仮定し、本発明の場合、
η＝０．６６と仮定すると、１．５Ｑ＝Ｓｑ／Ｔとな
り、処理量が１．５倍に増える。

【００３８】また、流入ＢＯＤ負荷量を考慮した計算式
は、ＬＢＯＤ＝Ｑ×ＵＢＯＤ×１０^-3・・・（４）式ＬＢＯＤ（ｋｇ／ｄａｙ）：ＢＯＤ負荷量ＵＢＯＤ（ｇ／ｍ³ ）：廃水のＢＯＤこれにＢＯＤ容積負荷（１ｍ³ の接触曝気槽に対する一
日のＢＯＤ負荷量：ＬＶＢＯＤ（ｋｇ／ｍ³ ・ｄａｙ）
を考慮すると、ＬＶＢＯＤ＝ＬＢＯＤ×η／Ａ・・・（５）式Ａ＝ＬＢＯＤ×η／ＬＶＢＯＤ η＝０．６６と仮定し、ＬＶＢＯＤが同じとすると処理
槽の容積は１／１．５Ａとなる。同じＢＯＤの処理能力
とすると、本発明の方が処理槽の容積を小さくでき、処
理スペース効率が高い。Ａ＝Ｑ−（Ｓｑ×Ｔｄ）・・・（６）式Ａ（ｍ³ ）：処理槽の容積Ｔｄ（ｈｒ／ｄａｙ）：１日の内の放流時間Ｔｄ＝１２、Ｓｑ＝２４とすると、従来例では流量調整
必要量＝１／２Ｑであるが、本発明では（３）式のηフ
ァクターを考慮できるので、η＝０．６６とすると、
（１／２×ｌ／１．５）Ｑ＝１／３Ｑとなり、処理槽の
小型化が可能となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、請求項１によるときは、基材に微生物付着
用繊維を静電植毛して得た接触材の、その植毛部によ
り、廃水中の微生物の付着面積が増大することによっ
て、好気性微生物が多量に付着し、もって、廃水中のＢ
ＯＤの除去率が上り、従来例に比べ、廃水処理能力を大
幅に向上できる。また、処理能力の向上により、単位時
間あたりの廃水処理量が大きくなり、さらに、従来例と
同じＢＯＤ処理能力とすると、処理槽の容積を小さくで
き、処理スペース効率が高くなり、従って、処理槽を小
型化でき、設備費及びランニングコストを低減できる。

【００４０】さらに、請求項２では、微生物が付着（居
住）する植毛部分の繊維材質を、微生物と相性の良いも
のを自由に選択できるので、各種廃水に応じて、より多
量の微生物を居住させることができて、ＢＯＤの処理能
力が向上し、また、処理槽に合わせた自由な形状に形成
できる上、汚泥負荷に合わせ、微生物の居住となる植毛
部分の繊維の太さ、長さを最適な寸法に製作できるので
安定した状態で、効率良く廃水処理でき、さらに、植毛
部分は公知の静電植毛法によって容易に形成できて廉価
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃水処理装置の実施例を示す使用
状態の一部切欠した縦断面図である。

【図２】廃水処理装置に用いる接触材の実施例を示し、
（Ａ）は側面図、（Ｂ）は端面図である。

【図３】同上接触材の他の実施例を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は正面図である。

【図４】同上接触材のさらに他の実施例を示し、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は正面図である。

【図５】同上接触材の基材を示し、（Ａ）は格子状網目
型、（Ｂ）は格子状波型、（Ｃ）はパンチング型、
（Ｄ）は抜き曲げ型の各斜視図である。

【図６】廃水処理装置の他の実施例を示す使用状態の一
部切欠縦断面図である。

【図７】同上装置のさらに他の実施例を示す使用状態の
一部切欠縦断面図である。

【図８】保持枠と接触材との組み込み状態を示す斜視図
である。

【図９】上記接触材の他の実施例を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は正面図である。

【図１０】図９に示した接触材を複数個、保持枠に垂
直、並列状態で組み込む状態を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は正面図である。

【図１１】接触材の他の実施例及び該接触材を回転円板
装置に組み込んだ状態を示す正面図である。

【図１２】図１１におけるＡ−Ａ′線矢視断面図であ
る。

【図１３】本発明に係る格子状網目型接触材の汚泥（微
生物）付着面積を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面
図である。

【図１４】従来の廃水処理装置に用いる格子状網目型接
触材の汚泥（微生物）付着面積を示し、（Ａ）は側面
図、（Ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１処理槽１６接触材１６ａ基材１６ｂ微生物付着用繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子材料、無機系材料等からなる基材
に、天然繊維、有機繊維、無機繊維、金属繊維等からな
る微生物付着用繊維を静電植毛させた接触材を一層ない
し複数層、処理槽内の適所にあって、廃水が通過する配
置で設置したことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項２】高分子材料、無機系材料等で平面スクリ
ーン型、波型、円筒型等に形成した基材に、天然繊維、
有機繊維、無機繊維、金属繊維等の微生物を付着させる
繊維を静電植毛したことを特徴とする廃水処理装置に用
いる接触材。