JPS5916516B2 - 廃水の流動床式生物処理法及び処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃水の流動床式生物処理法及び処理装置に係
り、特に担体に付着した生物膜を安定して活性に維持し
、連続運転において一貫して高い処理効率を達成しうる
生物処理法及び処理装置に関する。

生物膜を付着した担体を流動化させて廃水中の有機物質
を分解除去する方法は、ＢＯＤ除去効率が比較的高いた
め、近年多用されている。

しかしながら処理中に生物膜が過剰に生長して集塊した
り、担体から剥離し、浮遊汚泥を生ずる。

特公昭５２−３８６６９号公報には、過剰のバクテリア
生長物である集塊を機械的に破壊し、比重を増加させる
ことによって、浮遊汚泥が処理水と共に流出するのを防
止することが記載されている。

しかしながらこの方法では集塊物を攪拌機等の機械力に
より細解するだけであるから、処理槽内に剥離汚泥が増
加する。

処理槽内における剥離汚泥の増加は、我々の研究によれ
ば、担体粒子に付着した生物膜の活性度及び有機物除去
性能の低下を招く重大な原因である。

また、特開昭５３−１８２５２号公報には、処理槽上部
に仕切板を設けて、担体の流出を防止すると共に、浮遊
余剰汚泥を処理水と共に溢流させることが記載されてい
る。

しかしながらこの方法を実施するには、原水の流入量が
常に充分にあって、余剰汚泥があまり増加しないうちに
処理水と共に流出させることができなけれはならない。

しかし、実際の廃水処理では、原水量はしばしば変動し
、原水の流入が停止する場合もある。

原水の流入が不足又は停止した場合には、浮遊余剰汚泥
を充分に搬出するのに充分な量の処理水を流出させるこ
とはできす、従って、処理槽内に余剰汚泥が増加し、ま
た、処理効率が著しく低下する。

本発明は、原水の流入量に変動があっても、流動床にお
いて浮遊した剥離汚泥を減少させ、担体粒子に付着した
生物膜の活性度及び有機物除去性能を常に高く保持する
ことができ、廃水を一貫して効率良く処理し、安定した
水質の処理水を生成しうる処理法及び処理装置を提供す
ることを目的とする。

本発明は、循環水として汚泥を含まない最終処理水を使
用することにより、処理槽上部の処理水分離日付近にお
ける流速を浮遊した剥離汚泥、即ち余剰汚泥を処理水と
共に流出させるが、担体を流出させない範囲に保持する
ことによって、前記目的を達成したものである。

即ち、本発明方法は、最終処理水を必要に応じて処理槽
へ循環することにより、最大水量負荷において処理槽内
の処理水分離部の入口付近での流速を担体の沈降速度よ
り小さく、余剰汚泥の沈降速度より大きい範囲に保持し
、流動床において生じた浮遊余剰汚泥を処理水と共に固
液分離槽中に流出させ、固液分離槽中で余剰汚泥を常法
で除去して最終処理水を得ることを特徴とする。

本発明方法を実施するため使用する装置は、主として流
動床式廃水処理槽と固液分離槽とから成り、該処理槽の
上部に設けた処理水分離部の入口の断面積を処理槽の最
大水量負荷において担体の沈降速度より小さく、浮遊余
剰汚泥の沈降速度より大きい流速が生じるように設定し
、前記の処理水分離部から処理水及び浮遊余剰汚泥を固
液分離槽へ流出させる分離管、最終処理水を処理槽の下
部に循環させる循環路及び原水の流入量の変動に応じて
最終処理水を循環させる循環量制御装置を設けたことを
特徴とする。

この装置に使用する流動床式処理槽及び固液分離槽自体
は従来公知の任意の形式のものであってよいが、生物膜
を付着した担体の流出を防止するため、処理槽上部に邪
魔板等を設けて処理水の分離部を形成し、その分離部の
入口の断面積を処理槽の最大水量負荷において担体の沈
降速度より小さく、浮遊余剰汚泥の沈降速度より大きい
流速が生じるように設定することが必要である。

次に、図面に基づいて本発明を詳述するが、本発明はこ
れに限定されるものではない０ 第１図は従来の流動床式処理装置の略示断面図である。

この装置は主として処理槽１、ガスリフト管２及び固液
分離槽３から成り、廃水は流入管４より処理槽１内に流
入され、散気管５より供給される酸素又は空気及び担体
粒子に付着した生物膜の作用により浄化され、処理水流
出管６より流出する。

固液分離槽３の底部に沈積した汚泥は排泥管７より排出
される。

この装置を用いてＢＯＤ５００ｐｙａの原水を処理した
ときの処理水のＢＯＤの測定結果を第２図に示す。

第２図から明らかなとおり、そのＢＯＤはＢＯＤ容積負
荷７ＫＰ−ＢＯＤ／ｍ３・ｄで１５〜３０酵の間で変動
し、処理水が一時的に悪化する。

こめ原因を追及するため、第１図に示した装置を用いて
１０日間処理を行い、担体に付着した生物膜の量と浮遊
している剥離汚泥の量、即ち、余剰汚泥量との関係につ
いて検討した。

なお、廃水処理中に原水の流入量が少なくなり、排泥を
行うことができなくなることが現実には時々あり、その
場合に処理水質が悪化しやすいと考えられるので、この
実験では第１図における固液分離槽からの排泥を行わな
かった。

また余剰汚泥量はＪＩＳＫＯ１０１により重量法で求め
たが、担体に付着した生物膜は、これを完全に担体から
剥離させて測定するのは困難であるから、酸素消費速度
）’ｒ（ｐｐｍ−０２／ｈ ）の値を求め、その大小に
よって比較を行った。

その結果を第３図のＡに示す。この結果、原水の通水開
始後約２日後に担体の酸素消費速度が極大値を示し、生
物膜が担体に良好に付着していることが確認できる。

しかし余剰汚泥量は２日後から急激に増加し始め、７日
後に約７０００ｐ−にまで達した。

また余剰汚泥量が増加しているのに反して、生物膜を付
着した担体の酸素消費速度が減少し、生物膜の付着状態
が悪化していることが判る。

従って、余剰汚泥の存在が生物膜の活性度及び有機物除
去性能を著しく損なうことは明らかである。

他方、活性汚泥の活性度を表す酸素消費速度係数Ｋｒ（
■・０２／ｇ・５ｓ−ｈ）は、浮遊している余剰汚泥の
場合１０〜１４であったのに対し、担体に付着した生物
膜の場合２３〜３８という値であり、付着した生物膜の
方が活性度が明らかに高い。

従って処理槽内における余剰汚泥の増加は有機物の分解
効率を悪化する。

このように、従来の装置において処理中に流入水量が減
少し、排泥できない状態になったときには、余剰汚泥が
増加し、処理水質が悪化する。

第４図は本発明の装置の一実施態様を示す略示系統図で
あり、廃水の流入量に変動があっても、余剰汚泥が↓理
槽内に蓄積しないように、処理水の分離部における流速
を一定に設定できる装置である。

第４図に示した装置において、第１図と同一の部分には
、同一の符号で示す。

第４図に示した装置においては、処理槽１の上部に邪魔
板１３が設置され、この邪魔板１３と処理槽１の壁との
間に処理水の分離部が形成され、この分離部から処理水
及び余剰汚泥を固液分離槽３へ流出させるため分離管８
が配設されている。

分離管８は処理□槽１の最大水量負荷において処理水を
流出させう′る位置に設けられている。

また邪魔板の下端と槽壁との間、即ち分離部の入口の断
面積を、処理槽１の最大水量負荷において担体の沈降速
度より小゛さく、浮遊余剰汚泥の沈降速度より大きい流
速を生じるように設定する。

廃水は流入管４より処理槽１に供給されるが、その水量
は途中に設置され−た流量計９により測定され、その流
量値は常時制御装置１０に入力される。

この制御装置１０は、最大水量負荷より水量が低くなっ
た場合、即ち流”置針９で測定された流量値が処理槽１
の最大水量負荷を満たすには不足する場合呻、処理水循
環ポンプ１２に信号を出力し、処理水貯槽１１カニら処
理水を吸引し、流動床へ流入する総流量を調節し、一定
に保持する。

こうして常に最大水量負荷が保持されるので、処理水分
離部の入口付近での流速も、担体の沈降速度より小さく
、余剰汚泥の沈降速度より大きい範囲に保持され、余剰
汚煕は処理水代共に勿単劣、１く流出し、分離管８を経
て固液分離槽３へ流入する。

固液分離槽３では、常法で処理水と汚泥とに分離するこ
とができ、例えば凝集沈澱により汚泥を沈澱させ、排泥
管７より排出させ、処理水は処理水流出管６より処理水
貯槽１１へ流入する。

このように、本発明の装置によれば、制御装置により常
に最大水量負荷が維持され、最大水量負荷において分離
部入口での流速が担体の沈降速度より小さく、余剰汚泥
の沈降速度より大きい範囲になるように構成されている
ので、原水の流入量に変動があっても、流動床内に浮遊
した余剰汚泥が蓄積せず、従って担体に付着する生物膜
が安定して維持され、一貫して効率の良いＢＯＤ除去が
達成される。

一般に、処理水を処理槽に注入することは、原水の負荷
効率を下げることになるので、好ましくないと考えられ
る。

しかし、本発明によれば前記のように、担体に付着した
活性汚泥の活性が高まるので、プラント全体としての処
理効率は意外にも高まる。

また、第４図に示したように、循環水を流動床下部から
分散して供給する形式にすると、流動床式生物処理装置
で問題となる運転停止後の再起動の際Ｃ１こ、沈積した
担体の流動化エネルギーとしても使用することができる
。

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例 ｌ ＢＯＤ５００ｐＩＩｌｌの原水を第４図に示した装置を
用いて推するが、本発明の効果を明瞭に示すため、まず
第１図に示した装置で排泥せずに１０日間処理し、次に
処理槽内容物をそのまま第４図に示した装置に移して処
理を継続した。

処理中、浮遊余、剰汚泥の量及び酸素利用速度ヒヒを測
定した。

初めの１０日間の結果を第３図のＡに示し、次の１０日
間の結±（、杏些７の結果）を第３図のＢに示す。

・・第３図のＡ及びＢ、を対比すれば明らかな
とおり本発明方法に切り換えると、浮遊余剰汚泥量は急
激に減少し、本発明方法を実施して２日後には、５００
ｐＩＩＩｌに減少し、“その後も増加しなかった。

汚泥量とは反対に゛、□付着、生物膜の酸素利用速度は
順□次増加し、本発明方法に切り換えてから５日後には
従半法のピョクと同一になり、その後更に処理を続けて
もこの数値はほぼ同じレベルに保持され□る。

処理水のＢＯＤは、従来法ではＢＯＤ容積負荷７に２・
ＢＯＤ／ｍ３・ｄで１５〜３０ｐｐ［Ｑ（第２図参照）
であったが、本発明方法によれば１０〜１５麻であり、
従来法より水質の良い処理水が得られる。

また、３ケ月の連続実験中、処理水質の悪化は認められ
なかった。

更に、余剰汚泥量を種々に変えて、前記と同様の実験を
行ったところ、流動床内の浮遊余剰汚泥量を２０００ｐ
ｐＩ１１以下、特に１０００ｐ戸以下に制御すると、活
性度の高い生物膜を安定して多量に維持しつることが判
った。

前記のように、本発明によれば活性度の高い生物膜を安
定して多量に維持しつるため、廃水の処理効率が高く、
水質の良い処理水が一貫して得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の流動床式生物処理装置の略示断面図、第
２図は第１図に示した装置で廃水を処理した場合の処理
水のＢＯＤの変化を示すグラフ、第３図は第１図及び第
４図の装置を用いて廃水を処理した場合の流動床内の浮
遊余剰汚泥量及び酸素利用速度を示すグラフ、第４図は
本発明の装置の一実施態様を示す略示系統図である。 符号の説明、１・・・・・・処理槽、３・・・・・・固
液分離槽、５・・・・・・散気管、８・・・・・・分離
管、９・・・・・・流量計、１０・・・・・・制御装置
、１２・・・・・・処理水循環ポンプ、１３・・・・・
・邪魔板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 微生物を粒状担体に付着させ、この担体を流動させ
   ることによって廃水中の有機質を除去する廃水の流動床
   式生物処理法において、最終処理水を必要に応じて処理
   槽へ循環することにより、最大水量負荷において処理槽
   内の処理水分離部の入口付近での流速を担体の沈降速度
   より小さく、余剰汚泥の沈降速度より大きい範囲に保持
   し、流動床において生じた浮遊余剰汚泥を処理水と共に
   固液分離槽中に流出させ、固液分離槽中で余剰汚泥を常
   法で除去して最終処理水を得ることを特徴とする廃水の
   流動床式生物処理法。 ２ 流動床内の浮遊余剰汚泥量を２０００ｐ＾以下、特
   に１１０００ｐｐ以下に制御する特許請求の範囲第１項
   記載の処理法。 ３ 主として流動床式廃水処理槽と固液分離槽とから成
   り、該処理槽の上部に設けた処理水分離部の入口の断面
   積を処理槽の最大水量負荷において担体の沈降速度より
   小さく、浮遊余剰汚泥の沈降速度より大きい流速が生じ
   るように設定し、前記の処理水分離部から処理水及び浮
   遊余剰汚泥を固液分離槽へ流出させる分離管、最終処理
   水を処理槽の下部に循環させる循環路及び原水の流入量
   の変動に応じて最終処理水を循環させる循環量制御装置
   を設けたことを特徴とする廃水の流動床式生物処理装置
   。