JPS5927638B2 - 生物的作用による廃水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉床を使用して生物的作用を利用するところの
廃水処理装置に関するものである。

従来、工場廃水、都市下水等（以下廃水と略記する）の
曝気式活性汚泥処理装置としては固定床式や移動床式の
ものが採用されており、それらは好気的条件を利用する
ものまたは好気的条件と嫌気的条件とを利用するもの等
であるが、そのいずれの装置も長期間の使用によって炉
床に汚泥が必要以上に沈着堆積するので廃水と生物活性
膜との接触効果が低下し、その結果、処理時間が長時間
必要となってくるものである。

これがため該汚泥を取除くために炉床を洗滌しようとす
ると洗滌する間中該装置の運転を停止せねばならぬ不便
さがあり、運転を続けながら洗滌すると処理槽内に多量
の汚泥が沈降することになり、この汚泥を沈澱処理のた
めに取出すと大量の処理水が付随するので大容積の沈澱
槽が必要となる等数多くの欠点を有するものである。

本発明は上記従来装置の欠点を解決し、浄化処理時間の
短縮と処理効率の向上と装置機能の安定化を図かること
を目的として鋭意研究の結果到達したものである。

すなわち本発明は、筒体炉床の複数を、該炉床に設けた
軸で無端チェーン等に定間隔て回動自在に吊持し、かつ
常時炉床の一部数が処理水外に在るように循環移動させ
るようにした処理槽よりなり、槽内処理水は槽内からの
散気によって水面下に設けた空洞形陽壁を介して上向流
し、次いで下降流となることを繰返す循環水路を形成し
、槽内水路を出た炉床は順次に水洗浄と原水の供給を受
けた後に槽内処理水の上向流側から水路内に入り下降流
側で水路外に出るか、または下降流側から水路内に入り
上向流側で水路外に出るように循環移動するとともにＰ
床洗滌排水を槽外にて別処理する構造として、かつエヤ
ーパイプに連結して筒体の筒周面に多数の散気孔を有す
る散気筒を外套の内周面に内蔵し、散気筒の散気孔面と
外套の内周面とを平行にし、適度の間隙をとらしめてな
る散気装置を処理槽外に設け、該散気装置の外套の給水
側には給水パイプを連結し、ポンプを介して吸水パイプ
に連結し、吸水パイプの他端は処理槽の側面下方の吸込
口に固設し、また散気装置の外套の噴出側には気液パイ
プを連結し、気液パイプの他端を処理槽の吸込口こ対設
した散気液口に連結してなることを特徴とする生理的作
用による廃水処理装置を提供するものである。

以下に本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明装置を都市下水の処理装置に用いた一実
施例であり、１は水深４〜６ｍの竪形の処理槽で核種１
の処理水下降流側（この点については後述する）の槽底
近くの槽外壁には処理水排出パイプ２を固設して立上が
らせて槽上部外側で処理水を排出するように排出口３を
設けて処理槽１内の処理水水位を一定に保つようにしで
ある。

また、該槽１内には角筒体で内部には垂直方向に水が通
過し易い材料、たとえばプラスチック波板を２０〜４０
罷の間隔に立設した複数の炉床４１〜４ｎが該炉床４１
〜４ｎの側面の中心よりも上方に固設した軸５１〜５ｎ
で無端ローラチェーン６に定間隔て回動自在に吊持され
ており、かつ常時該炉床４１〜４ｎの大多数が槽１内の
処理水中に在り、少数が処理水外に在るようにチェーン
６をスプロケット７１〜７４によって循環移動させるよ
うにしである。

この場合スプロケット７１〜７４の内のいずれかが１駆
動装置（図示省略）によってチェーン６の駆動用となる
もので、８１〜８２はチェーン６の支持ローラである。

また、槽１内の処理水は槽１白下部に設けた散気液口９
からの微細な多量の散気泡によって上向流し、水面下に
設けた空洞形隔壁１０を越えた後は下降流となることを
繰返す循環水路を形成させてあり、炉床４１〜４ｎの循
環移動方向は本実施例においては循環水路の方向に対し
て逆方向である。

第２図は本願発明装置の側面断面図の下方一部を示すも
のであり、主として本発明装置の一部であるところの散
気装置部分を拡大した略図である。

１は前記した処理槽で、この槽１内の好気性ゾーンの廃
水中に炉床４が軸５と無端ローラチェーン６で吊持され
ている。

この炉床４の下方より炉床内に微細気泡を上昇させて炉
床面の生物活性膜により廃水を酸化処理し、かつこの気
泡流によって処理水を処理槽１の嫌気性ゾーンに移動さ
せ循環させるのであるが、この場合の曝気処理に用いる
散気装置からの気泡液は廃水中の好気的溶存物質を効果
的に酸化させる必要上、多量の空気を溶存しており、か
つ気泡は小さくて多量であることと、炉床に生物膜を適
度に付着させておくために槽内の水流を渦流させてはな
らないのである。

しかして本発明に用いる散気装置はエヤーパイプ１８に
連結して筒体の筒周面に多数の散気孔１９を有する散気
筒２０を外套２１に内蔵してあり、散気筒２０の散気孔
１９面と外套２１の内周面とは平行させ適度の間隙をと
らしめである。

また外套２１の給水側は給水パイプ２２を連結しポンプ
Ｐを介して吸水パイプ２３に連結し、吸水パイプ２３の
他端は処理槽１の吸込口９′に固設しである。

また外套２１の噴出側には気液パイプ２４を連結し、気
液パイプ２４の他端を処理槽１の散気液口９に連結しで
ある。

この場合吸込口９′と散気液口９とは処理槽１内の炉床
４の下方に設けてあり、散気液口９から噴出した気泡液
中からの気泡は散気液口９から吸込口９′への液流（ビ
ーム）を離脱しながら上方に浮上してＰ床面全般に分散
し作用するものであるが、かかる散気装置による優れた
気泡液は散気筒の散気孔面から気泡が噴出すると同時に
、この気泡噴出方向に対して剪断する方向より強制高速
液流を与えるこさによって得られるのである。

すなわち、たとえば散気孔面と外套内周面とを平行にし
て適度の間隙として液流を１０ｍ／ｓｅｃ以上、液に対
する空気量を１０〜７０％とすれば第３図に示すごとく
気泡Ａの噴出力Ｆと高速液流Ｗとの合成力Ｒによって気
泡は液中に微細となって分散し、所望の気泡液が得られ
るのである。

本発明に用いる散気装置はこのような構造であるので液
中に気体の溶存が大きく、かつ気泡は小さく多量であり
、気泡液流は処理槽内で整然としているので渦流を生ぜ
ず、気泡液流から離脱した多量の気泡によって優れた上
向流が得られるのである。

炉床の循環移動は６〜１２時間に１回、ＩＰ炉床度の移
動であり、移動によって槽内水路を離れ出た炉床４１は
乾燥しないように別に設けた沈澱槽から送られてくる原
水を散気管１１１によって常時シャワーして後に水路に
再入した場合でも直ちに機能が発揮できるように馴養し
ておき、次の移動でＦ床４２の位置となった際にジェッ
ト洗滌水１２で汚泥を洗い落とす。

この際の水洗排水は排水受１３によって槽１外に導き汚
泥を沈降分離する。

水洗して次の位置に移された炉床４３は再び散水管１１
２によって原水の供給を受け、次の移動によって水路内
に入るのである。

槽１内壁および空洞形陽壁１０に設けた１４１〜１４ｎ
はゴム製のガイドベーンで炉床４１〜４°を軽く支持す
ると同時に処理水流を効果的に炉床内に導くためのもの
であり、また１５は槽内沈降汚泥等の取出し口である。

第４図は第１図の装置を改良した他の実施例であり、１
６は空洞形陽壁１０の上部に設けて上向流側に向は開閉
可能にしたダンパであり、１７は該隔壁１０の下部にお
いて上向流側に向けて設けた開口部であるが、該ダンパ
１６の作用はダンパ１６を閉塞した場合には散気液口９
からの微細な多量の散気によった上向流は空洞形陽壁１
０を越えて下降流となる際に上向流の流量が同量でその
まま下降流となる。

その場合に好気ゾーンであるところの上向流中で消費さ
れ残存した溶存酸素量がそのまま嫌気ゾーンであるとこ
ろの下降流側に移ることになる。

それ故に好気ゾーンへの溶存酸素量を増加させるために
散気量を増大すると上向流が激しくなり、必然的に嫌気
ゾーンへ移行する溶存酸素量も増加する結果となる。

この場合に好気性ゾーンにおけるＢＯＤ、ＣＯＤ除去能
およびアンモニア性窒素の硝化は溶存酸素量とは大きな
相関を有するが、他方の嫌気性ゾーンにおいては溶存酸
素量は少ないことが望ましい。

これがため嫌気性ゾーンへの流入処理水にＢＯＤおよび
ＣＯＤ負荷成分を加えることによって溶存酸素量は消費
されるが、嫌気性ゾーンに流入する溶存酸素量に適応さ
せるために処理槽１上方の散水管１１’、１１２から供
給する原水およびその中に含まれるＢＯＤ 、ＣＯＤ負
荷成分との混合比を制御することが必要となる。

本発明は炉床に付着した生物膜を制御しながら工場廃水
または都市下水中のＢＯＤ、ＣＯＤを除去すると同時に
好気性ゾーンでアンモニア性窒素を硝化し、嫌気性ゾー
ンでは脱窒素を連続的に行うことを特徴とするものであ
るので、前述のごとく好気性ゾーンでの機能を高めるた
めに散気量を増大させると嫌気性ゾーンでの溶存酸素量
が増加して嫌気性ゾーンとしての効果が十分に発揮でき
なくなる。

本発明者はこの点に着目して先願たる特願昭５０−２０
０６２号を更に改良するものであって、好気性ゾーンと
嫌気性ゾーンとの間の空洞形陽壁１０に、該隔壁１０上
部にダンパ１６を上向流側に向は開閉可能に設け、かつ
該隔壁下部に上向流側に向は開口部１７を設けて、好気
性ゾーンでの溶存酸素量を有効必要量に増大させて、嫌
気ゾーンに移行流入する隔壁１０上部の処理水中の溶存
酸素量を測定しながら好気性ゾーンから嫌気性ゾーンに
流入させる。

処理水量を嫌気性ゾーンに必要な溶存酸素量に対応させ
るように該ダンパ１６の開口の程度を変化させ制御する
ようにしたのである。

この結果、好気性ゾーンから嫌気性ゾーンに移行途中で
ダンパによって制御された処理水、すなわち嫌気性ゾー
ンにおいて不必要な溶存酸素量を比較的多く含む処理水
はダンパ１６によって空洞形陽壁１０内を短絡下降し、
該隔壁１０の下部の開口部１７より流出して再び散気に
よる上向流側に返送し合流させ好気性ゾーンの好気的条
件を助長するのである。

本発明の装置は上記のごとき構成によりなるが、炉床４
１〜４ｎの形状は円筒体でもよく、その内部構造は水の
通過が良好であればハニカム状プラスチック成形物でも
よい。

また炉床４を吊持搬送するものは普通のチェーンまたは
屈曲可能な搬送体でもよく、その駆動体は搬送体に適合
するものであればいずれのものでもよい。

また、本実施例においては循環水路に対して炉床の回転
方向を逆方向としたが順方向としてもよい。

しかしながら、逆方向とした場合が順方向とした場合よ
りも炉床に汚泥の付着がない内に散気筒よりの気泡の付
着が行われることになり、その後の汚泥の付着量も少な
く、かつ付着汚泥の気泡による剥離量も少ないので処理
水中への汚泥の混入量も少なくなり好ましいものである
。

本発明装置を使用する場合に循環水路の上向流側を好気
性条件とし下降流側を嫌気性条件とするか、または全水
流を好気性条件とするかは、散気筒の気泡量の調節とダ
ンパの開閉調節によって可能であり必要によりそのいず
れかを実施する。

たとえば都市下水を処理する場合には前者を行うのが好
ましく、上向流側で散気筒の気泡により好気状態にする
と同時にアンモニアを酸化し亜硝酸化、硝酸化せしめ、
上向流上部で原水のＢＯＤ負荷の供給を受け、下降流側
に至って嫌気状態にして脱窒するというサイクルを繰返
してＢＯＤ除去と同時にアンモニア性窒素を高効率で除
去することができるが、この場合にダンパによる好気性
ゾーンから嫌気性ゾーンへ流入させる処理水を制御する
ことによって著しく好結果が得られる。

本発明の装置は上記のごとき構造であるので、好気性条
件処理の後に嫌気性条件処理を実施し得るのみならず、
空洞形隔壁のダンパを閉じ散気量を犬にして好気性条件
処理だけの単独実施もでき、運転を休止して沢床を洗滌
する必要がないので長期の連続運転が可能であり、炉床
への汚泥の堆積を適度に均一に維持できるので、従来装
置のごとくその堆積斑による酸化、還元作用が不安定と
なることがなく接触効果の向上を図かり得るので処理時
間が著しく短縮できる。

またＥ床の堆積汚泥を従来装置に使用する水の１７１０
０程度の少量の水で効果よく洗滌し得るとともにその洗
滌排水が処理水中に混入することなく、かつ別に取り出
して沈降分離する装置も従来使用される沈降分離装置よ
りも著しく小さなものでよい、という数多くの利点を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断面略図、第２
図は第１図の散気装置部分を拡大した側面断面略図、第
３図は散気装置の原理を示す原理説明図、第４図は本発
明装置の他の実施例を示す縦断面略図である。 １は処理槽、３は排出匡 ４は炉床、５は軸、６はチェ
ーン、７はスプロケット、９は散気液口、１０は空洞形
隔壁、１１は散水管、１２は洗滌水、１３は排水受、１
４はガイドベーン、１５は汚泥取出口、１６はダンパ、
１７は開口部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒体炉床４の複数を、該炉床４に設けた軸５で無端
   チェーン等６に定間隔て回動自在に吊持し、かつ常時炉
   床４の一部数が処理水外にあるように循環移動させるよ
   うにした処理槽１よりなり、槽１内処理水は槽１内から
   の散気によって水面下に設けた空洞形陽壁１０を介して
   上向流し、次いで下降流となることを繰り返す循環水路
   を形成し、槽１内水路を出た炉床４は順次に水流部と原
   水の供給を受けた後に槽１内処理水の上向流側から水路
   内に入り、下降流側で水路外に出るかまたは下降流側か
   ら水路内に入り、上向流側で水路外に出るように循環移
   動するとともに炉床洗滌排水を槽１外にて別処理する構
   造として、かつエヤーパイプ１８に連結して筒体の筒周
   面に多数の散気孔１９を有する散気筒２０を外套２１の
   内周面に内航、散気筒２０の散気孔１９面と外套２１の
   内周面とを平行にし、適度の間隙をとらしめてなる散気
   装置を処理槽１外に設け、該散気装置の外套２１の給水
   側には給水パイプ２２を連結しポンプＰを介して吸水パ
   イプ２３に連結し、吸水パイプ２３の他端は処理槽１の
   側面下方の吸込口９′に固設し、また散気装置の外套２
   １の噴出側には気液パイプ２４の他端を処理槽１の吸込
   口９′に対設した散気液口９に連結してなることを特徴
   とする生物的作用による廃水処理装置。 ２ 空洞形陽壁１０として、該隔壁１０の上部には上向
   流側に向は開閉可能にしダンパ１６を、下部には上向流
   側に向は開口部を、それぞれ設けたものを用いた特許請
   求の範囲第１項記載の生物的作用よる廃水処理装置。