JPS5835756B2 - 有機性汚水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機性汚水処理装置、詳しくは、好気性微生物
の着生しうる比表面積の犬なる異型炉材３種を夫々の特
質に従い、充填固定された槽内炉床に、充分な溶存酸素
を含ませた有機性汚水を反覆して循環させながら、炉材
に着生する好気性生物により生物化学的に酸化分解しつ
つ沖過し、浄化処理する方式の有機性汚水処理装置に関
する。

上記方式の有機性汚水処理装置は従来の散水炉床法、長
時間ばつき法、標準活性汚泥法等と異なり、接触ばつき
法の一種で二次処理された汚水を吹抜炉床の新配設によ
り更に高次処理する場合に適用して極めて有用なる処理
装置である。

従来法の処理装置では、高度の浄化性能を有しているが
、有機性汚水に含まれる窒素関係の処理において、アン
モニア性窒素及びアルブミノイド性窒素を亜硝酸性窒素
或は硝酸性窒素にまで酸化できるが、それ以上の窒素除
去つまり窒素ガスとして脱窒するまでには至らず、汚水
中からの窒素外の除去が困難である点及び活性汚泥の膨
化による汚泥の流出が認められ、また剥離汚泥が微細な
難沈降性のピンフロックとして処理水中に流出し易い欠
点があり、尚装置の管理上に於ても余剰汚泥の発生量が
多く問題があった。

そして上記の如く剥離した汚泥が微細な難沈降性ピンフ
ロックとして、処理水中に流出した場合、処理水の水質
の劣化を招くという問題を生じる。

本発明者は上記の欠点を解消するべく種々の関連研究を
重ねた結果、無蓋有底筒型又は有蓋有底筒型の網目かご
状沢材を用いたことを特徴とする有機性汚水処理装置に
ついて特許出願（特願昭５１−６６９５６号）を行った
。

更に本発明者は上記出願に係る汚水処理装置の処理効果
を改善するために鋭意研究した結果、特に第１段の処理
槽に於いてｐ床を無蓋有底の網目かご状済材で無秩序に
充填固定し、槽の下半分に配設せしめて乱流の効果を大
きくすると共に水量、水圧の変化に対する上半分の懐を
残し、第２段の処理槽に於いては上段部分に乱流効果も
あり、水量水圧の多少の変動を許容するようなネット状
炉材を配設し、下段部分に生物膜の剥離を極力減少し、
浮遊物の上昇を防止するような波型炉材を配設する時は
、上記目的が達成されることを見出した。

本発明は好気性微生物の着生しうる比表面積の犬なるＦ
材が充填固定された炉床に充分な溶存酸素を含ませた有
機性汚水を反覆循環させながら、炉材に着生する好気性
微生物により生物化学的に酸化分解しつつ済過し、浄化
処理する方式の汚水処理装置に於いて、炉床を第１段の
処理槽において無蓋有底の網目かご状炉材をもって構成
し、第２段の処理槽においては、上段部分を、複数のネ
ット状板状部材が傾斜平行配置された炉材及び／又は通
路空間が傾斜している波状板積層済材もしくはハニカム
状断面炉材から、下段部分は、複数の波型板を両端部の
一方が交互に開口する水平に平行配置された炉材から、
それぞれ構成されていることを特徴とする有機性汚水処
理装置に係る。

本発明の第１段の処理槽に於いては、炉床を無蓋有底の
網目かご状炉材から構成したので、生物性汚泥が網目か
ご状炉材に捕捉され、これが濾過層を形成して難沈降性
のフロックを効果的に捕捉する。

その結果浮遊物質の処理水中への流出は少なくなる。

更に無蓋有底のかご状炉材の内部に蓄積した汚泥は、汚
泥の蓄積状況或いはその深さによる溶存酸素の状況によ
り１部嫌気的な性状を示し、好気的処理により硝酸性窒
素にまで酸化された窒素成分は、この嫌気的雰囲気下で
還元されて窒素ガスとなり、脱窒される。

更にかご状炉材にたまった汚泥は、炉材中で好気性並び
に嫌気性併用処理により消化が促進されるので、余剰汚
泥の発生も少なくなり、装置の維持管理が容易となる。

而しながら無蓋有底の網目かご状炉材内の汚泥が濃密と
なりすぎ、全体として嫌気性的雰囲気が好気性的な雰囲
気に打勝つ状態に至る傾向の場合は炉材を含めた炉床を
逆洗するのが好ましい。

また第２段の処理槽に於いては、炉床の上段部分を、複
数のネット状板状部材が傾斜平行配置された炉材及び／
又は通路空間が傾斜している波状板積層済材もしくはハ
ニカム状断面部材から構成して、乱流の効果を更に強め
ると共に水量水圧の多少の変動に耐える様なしたので、
充分に溶存酸素を含んだ汚水が乱流を起しながら、該炉
材に着生した好気性微生物群と反覆接触して酸化され、
かつ下段部分を、複数の波型板を両端部の一部が交互に
開口する水平に平行配置された炉材から構成したので、
汚水の流れが数流の水平流となり炉材に着生した生物膜
つまり微生物は剥離しがたくかつ汚水中のピンフロック
を捕捉する。

そして汚水中の硝酸性窒素は波型炉材の上面下部に着生
する嫌気性微生物の雰囲気が強い下段部分にて窒素ガス
に脱窒され、汚水中の窒素外除去には非常な効果がある
。

而して本第２段の処理装置に於いては、処理水中への浮
遊物流出防止効果と共に、好気的及び嫌気的微生物の発
生併用により、全体として余剰汚泥の発生が極めて少な
くなり高度の浄化性能が得られる。

上記の如く第１段と第２段の処理槽を結合することによ
りＢＯＤ除去効果は極めて高く、処理後の有機物の濃度
は非常に低くなり且つ安定する。

また第１段と第２段の処理槽を合わせた窒素外の除去で
汚水中の全窒素量は極めて微量となり、かつ余剰汚泥の
発生も極めて低く維持管理は容易である。

従って第１段、第２段の処理槽を連続的に並べることに
より、従来法の欠点は著しく改善される。

本発明に於いて、第１段の処理槽に使用する網目かご状
炉材としては、中空状にして必ず一端に底があり全面に
多数の透孔を有することが最低条件として必要である。

例えば散水炉床法等に使用される中空で底なしのかご状
炉材は無秩序に入れるので乱流効果は大きいが、汚泥の
捕捉効果が劣り嫌気性雰囲気の形成が遅い。

またボール状にして全面に多数の透孔を有する炉材は乱
流効果も大きく、汚泥の捕捉効果もよいが、嫌気性雰囲
気が好気性処理を上廻った時、すなわち槽全体の処理状
態が嫌気的傾向を帯びることは好ましくないので、逆洗
を実施することになるが、炉床の構造上逆洗による清浄
効果が悪い欠点がある。

水槽に使用する中空状炉材は無蓋有底で全面に多数の透
孔を有し、上記最低条件を満足すると共に経済的効果も
充分に配慮された網目かご状形体を有するので、有機性
汚水の処理中に、汚泥がその内部に容易に溜まり、この
堆積する汚泥によって浮遊物質の捕着性が著しく向上す
るし、無秩序の挿入により乱流効果も大きくかつこの堆
積汚泥の累増経過が有底によって促進されるので、嫌気
性雰囲気の一部形成も早く、その結果好気性処理によっ
て硝酸化された窒素成分はこの嫌気的雰囲気中で還元さ
れ、窒素ガスとなって処理水中より除去される。

更に堆積汚泥の消化が、好気的な処理と一部嫌気的な処
理との相剰的な効果により著しく促進が早まり、余剰汚
泥の発生も少くなる。

もし嫌気的雰囲気が異常な度合に達した時は逆洗を実施
するが、無蓋部の形状により清浄効果も大きい。

炉材の材質としてはプラスチック製のものが用いられる
が、その他の材質のものでも良く、処理水の比重より稍
々重く、弾性回復の早いものであればよい。

炉材の大きさ、透孔の開口面積、透孔の１単位毎の大き
さ等は、処理汚水の性状、処理目的の相違等により適宜
決定される。

一般的にいって汚水の汚染度が高く、あまり高度の処理
を望まない場合は、炉材として約１０〜２０ＣｒｒＬ程
度の比較的大きな寸法のものを用いて炉層の空隙率を太
きくし、その逆に汚染度の低い２次処理水を処理する場
合は約３〜８ｃＩｒＬ程度の比較的小さな寸法のものを
用いる。

また第２段の処理槽上部に使用する炉材は第１段で高度
に処理されて脱窒した汚水の残留硝酸性窒素或いは亜硝
酸性窒素を更に除去するものであり、乱流の効果を強め
ると共に水量水圧の変動にも耐れるものとする。

具体例として、複数のネット状板状部材が傾斜平行配置
された炉材、通路空間が傾斜している波状板積層済材、
同ハニカム状断面済材などを例示できる。

また下段部分を構成する炉材としては、複数の波型板を
両端部の一方が交互に開口する水平配置された炉材を例
示でき、このような炉材を縦横夫夫数列に並設し、高さ
が充分にあるときは数段積みにするとよい。

本炉材は槽上部の水の流れが斜線または直線的で水量水
圧の変動に対し充分対応性をもち、かつ乱流効果が大き
いのに対し、汚水の流れが教派の水平流となって交互に
反復しながら流下する構造なので、炉材に着生する汚泥
つまり微生物は剥離現象が殆んどなく、堆積汚泥の構成
が第１０図の如く波型板の上面に好気性微生物層ａと嫌
気性微生物層すが図示の通り重なり、下面に好気性微生
物層ａが形成されて汚水中のピンフロック等浮遊物質の
捕捉吸着性が良く、またこの堆積汚泥中の嫌気性微生物
層の嫌気的雰囲気が下段部分程強くなるので、汚水中の
硝酸性窒素が漸次嫌気的雰囲気中で還元され窒素ガスと
なって脱窒され、汚水中の窒素成分除去に効果がある。

また水平流の配設方法自体による浮遊物流出防止効果と
好気性及び嫌気性微生物の共存併用効果により、全体と
しての余剰汚泥発生が極めて少なく、高度の浄化性能が
得られる。

炉材の材質としては第１段処理槽と変りなく、炉材の大
きさ、板間隔またはネット口、全体としての１単位大き
さ等は処理汚水の性状、処理規模、処理目的等により適
宜の大きさに決定される。

本発明の処理装置は上記のような構成からなるが、その
第１段処理槽の前に公知の沈澱分離槽または例えば回転
円板法、散水炉床法、長時間バツキ法等の公知の生物処
理槽を設けることも可能である。

また第１槽と第２槽の中間式るいは第２槽の後に沈澱槽
を設けても良い。

本発明の汚水処理装置では未処理の生汚水をはじめとし
、予め前処理を施した各種の汚水を処理することができ
る。

本発明の汚水処理装置によれば有機性汚水に含まれる窒
素成分を容易に窒素ガスまで脱窒することが可能であり
、ＢＯＤやＣＯＤの除去効果も極めて高く、しかも特に
第１段及び第２段下部に用いた炉材のピンフロック等の
捕捉、吸着性が優れることに基づく浮遊物質の除去率も
高く、更には好気性及び嫌気性微生物の共存併用効果に
より全体として余剰汚泥の発生が極めて少なく高度の浄
化性能が達成される。

以下に本発明を図示した本発明実施の１例を示す、図面
にもとづき説明すると、次の通りである。

第１図は本発明装置の１例を示し、導入管６より流入さ
れた有機性汚水は１槽内で沈澱分離され、ポンプアップ
等で導管７を経て第１段の処理槽２内に供給される。

第２図にも示される処理槽２底部に配設された散気装置
８より空気または酸素の供給を受けながら、槽２中央部
の曝気開放室９とその側方の炉床１０との間を図中矢附
で示す方向に循環しつつ、該炉床１０を構成する第３図
の網目かご状炉材１１に着生する生物膜により生物化学
的な酸化処理を受ける。

この様に循環反復処理された処理水は溢流壁１２を経て
移流管１３により沈澱槽３に移動する。

図中１４は空気導管である。本発明の第１段処理槽に使
用されるｐ材１１は第３図に示す如く無蓋有底の網目か
ご状の構造を有し、側面、底面に於いて多数の透孔１５
が穿設されている。

尚多数の透孔１５が穿設される無蓋無底の中空炉材を第
４図に、有蓋有底のボール状沢材を第５図に示す。

無蓋無底の中空炉材は乱流効果が大きいが、汚泥の捕捉
効果で劣り、有蓋有底のボール状中空炉材は乱流効果、
汚泥の捕捉効果共勝れているが、嫌気性雰囲気の増大に
伴う逆洗作業時の清浄効果が劣るので、本発明の第１段
処理槽には一般的に使用されないが、嫌気性雰囲気の延
長または汚泥の残留度を高める場合には一部底部に使用
しても良い。

最初沈澱槽３を経た有機性汚水は移流管１６より第２段
の処理槽４内に供給される。

該処理槽４内に空気導管１４より分岐された枝管１Ｔと
共に併設貫通されるエヤーリフトポンプ１８により充分
なる溶存酸素を含ませた有機性汚水を連続反復して循環
させながら供給し、上部ｐ床１９を構成する炉材２０に
より、斜線または直線的な乱流作用を受け、下部ｐ床２
１を形成する炉材２２により水平流的な乱流作用を受け
て、炉材２０，２２に夫々異質着生する微生物群により
生物化学的な酸化処理が行われる。

そして循環処理された処理水は移流管２３により最終沈
澱槽５に移流される。

本発明の第２段処理槽に於いて、上部炉材２０は、複数
のネット板状部材が傾斜平行配置されたネット型のもの
、通路空間が傾斜している波状板積層型又はハニカム状
断面型のものなどがあり、第７図にはネット型炉材が、
第８図には波状板積層型済材が示されている。

ネット式汗材形体のものは乱流効果が大きく好ましい。

これらネット型炉材及び波状板積層型もしくはハニカム
状断面型炉材は第２槽上部に配置されるが、その際の炉
材の個数は適宜決定され、また傾斜面は同一方向若しく
は逆方向のいずれでも良い。

また下記第２槽下部の炉材の個数も適宜に決定使用する
ことができる。

下部滑材２２は第９図に示す如く、複数の波型板を両端
部の一方が交互に開口するように水平に平行配置したも
ので、炉材の大きさ、断面材間の開口面積等は処理汚水
の性状、処理目的、処理量等により多少異なり適宜決定
される。

以下に本発明装置の浄化性能を実施例により示すと次の
通りである。

実施例 １ 〔処理水〕 生物処理法を経た２次処理水〔処理条件〕 流入水量（１１／ ｄａｙ ） ３６０流入時間
（Ｈｒ ） １０滞留時間（Ｈｒ：］
４（第１槽）４（第２槽） ＢＯＤ容積負荷（Ｉｑ Ｂ０Ｄ／ ｍ”／ ｄａｙ ）
０．０５９（第１槽） ０．０１６（第２槽） 水量負荷（ｍ’／ ｍ’／ ｄａｙ 、１２．５（第１
槽） ２．５（第２槽） 第２槽上部済材 第７図のものを使用 実施例 ２ 〔処理水〕 生汚水 〔処理条件〕 流入水量〔ｌ／ｄａｙ〕 流入時間〔Ｈｒ〕 滞留時間〔Ｈｒ〕 ６０ ０ ４（第１槽） ４（第２槽）※ ＢＯＤ容積負荷Ｃｋｇ Ｂ０Ｄ／ ｍ’／ ｄａｙ ）
０．５９（第１槽） ０．０３（第２槽） 水量負荷（ｙｙ＋？／ｍ”／ｄａｙ） ２．５０（第
１槽）２．５０（第２槽） 第２槽上部済材 第７図のものを使用 上記実施例から明らかなように本発明の処理装置により
極めて高度の浄化性能が達成されることが明らかである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施の１例を示す全体断面図、第２図は
第１段の処理槽配設縦断面図、第３図は第１段処理槽に
適用される炉材の１例を示す斜面図、第４図は無蓋無底
の中空炉材を示す斜面図、第５図は有蓋有底のボール状
炉材を示す斜面図、第６図は第２段の処理槽配設縦断面
図、第７図及び第８図はそれぞれ第２段処理槽上部に適
用されるネット型炉材及び波状板積層型済材の斜面図、
第９図は第２段処理槽下部に適用される炉材の１例を示
す斜面図、第１０図は第２段処理槽下部炉材の波型板に
形成される微生物層を示す説明図である。 内因に於いて、１は分離沈澱槽、２は第１段処理槽、３
は最初沈澱槽、４は第２段処理槽、５は最終沈澱槽、６
は導入管、７はポンプ導管、８は散気装置、９は曝気開
口室、１０は第１段炉床、１１は第１段炉材、１２は溢
流壁、１３は第１段移流管、１４は空気導管、１５は炉
材の透孔、１６は第１段沈澱移流管、１γは空気枝管、
１８はエヤーリフトポンプ管、１９は第２段上部済床、
２０は第２段上部済材、２１は第２段下部済床、２２は
第２段下部済材、２３は第２段移流管である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 好気性微生物の着生し得る比表面積が犬なる炉材が
   充填固定された炉床に、充分な溶存酸素を含ませた有機
   性汚水を反復して循環させながら、炉材に着生する好気
   性微生物により生物化学的に酸化分解しつつ済過し浄化
   処理する方式の汚水処理装置に於て、Ｆ床を、第１の処
   理槽においては無蓋有底の網目かご状済材から、第２の
   処理槽においては、上段部分を、複数のネット状板状部
   材が傾斜平行配置された炉材及び／又は通路空間が傾斜
   している波状板積層済材もしくはハニカム状断面炉材か
   ら、下段部分は、複数の波型板を両端部の一方が交互に
   開口する水平に平行配置された炉材から、それぞれ構成
   されていることを特徴とする有機性汚水処理装置。