JPS60137491A - 生物処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、槽内に微生物付着担体として固体粒子を懸濁
させ、槽内に配設したエアリフト管を介して気体攪拌を
行いながら前記固体粒子を槽内で循環流動させて汚水の
生物処理を行う方法に関するものである。

最近、活性汚泥法におけるバルキング現象や維持管理の
複雑さを解消した方法として、チューブ接触酸化法、回
転円板法１粒状固体流動床法など各種の生物膜式汚水処
理方法が実用化されているが、これらのうち、槽内に懸
濁させた固体粒子の表面に微生物を付着させ、槽内に配
設したエアリフト管を介して気体攪拌を行ないながら槽
内な循環流動させて汚水と接触させ、汚水中の汚濁物質
を除去する粒状固体流動床法は、他の生物膜諸法に比べ
、微生物の付着に供する担体の表面積が飛躍的に大きく
とれるために槽内に多量の微生物を保持できる点、微生
物付着担体が槽内な循環流動しているために目詰まりな
どの障害が起こらない点など多くの利点を有しているた
め、注目を集めている。

このような粒状固体流動床法では、微生物が付着するの
に適しており、かつ槽内を円滑に循環流動するのに適し
た比重１粒径を持った固体粒子として、砂、アンスラサ
イト、活性炭、ゼオライト。

プラスチック球などが用いられるが１通常、価格、入手
の難易なども考慮して、０．１〜０．４緒程度の粒径を
持つ砂粒子が多く用いられている。

また、粒状固体流動床法における前記固体粒子の槽内へ
の投入量は、必要な処理性能を達成するため、槽内に確
保すべき微生物量から決定される。

例えば、ＢＯＤ容積負荷５　ｋｆ／　ｍ”−ｄ　、Ｂ　
ＯＤ汚泥負荷０．５　ｋＰ／　ｍＬｄ　で処理を行いた
い場合、槽内の微生物製産は、槽容積あたり１００００
１ｎ９／Ｉｔｌこ保つこきが必要となるが、この場合、
固体粒子への微生物付着量によって、槽内への固体粒子
の投入量はおよそ次の様になる。

微生物付着量　必要固体粒子濃度必要固体粒子投入量（
ｒｒｆ−微生蜘／ｇ−固体粒子１）　ＣＵ／Ｉ）、＞　
（槽容積あたり％）３０　３３３　２２ ６０　１６７　１１ １００　１００　７ ところが１粒状固体流動床法においては、そのスタート
時には、固体粒子に微生物の全く付着していない段階か
ら始才り、その後の処理に伴って次第に微生物が付Ｎを
続けていくきいう非定常段階を経ながら、必要微生物付
着量にまで進むものであり、この過程が汚水中の：＄質
の種類、通水負荷条件などによって大きく左右されるた
め、スタート当初は処理水質が悪く、しかも必要な微生
物量に到達するまでこれが続くことになり、汚水によっ
ては、必要な微生物量が確保できなかったり。

才なそのためのスタートアップ時間が非常に長期にわた
ってしまうなどの問題が生じており、スタート時の運転
方法の確立が強くめられていた。

本発明者は、このような粒状固体流動床法の現象につい
て鋭意実験を重ねた結果、スタートアップ時における固
体粒子表面への微生物の付着量の増加を支配するものは
、槽内の固体粒子濃度であるこきを発見し１本発明に到
達したものである。

本発明は１粒状固体流動床法の運転開始時において、槽
内を循環流動する固体粒子への微生物の付着を早期にか
つ確実になさしめる生物処理方法を提供することを目的
とするものである。

本発明は目標ＢＯＤ負荷に対し必要量の固体粒子を微生
物付着担体として槽内に懸濁させ、槽内に配設したエア
リフト管を介して気体攪拌を行いながら前記固体粒子釉
環流動させて汚水を生物処理する方法において、処理開
始時には前記固体粒子必要量より少ない固体粒子を槽内
に投入し。

該固体粒子への微生物付着量の増加に伴って前記固体粒
子の槽内投入量を前記必要量にまで増加せしめるこさを
特徴とし、ざら−こまた、併せて処理開始時におけるＢ
ＯＤ負荷量を前記目標ＢＯＤ負荷より少なくすることを
も特徴とするものである。

すなわち、固体粒子への微生物の付着は、基質の除去に
伴って固体粒子表面で増殖する微生物活動と、固体粒子
が相互ζこ衝突することによっておこる粒子表面からの
微生物の剥離とのバランスにより左右されるものと考え
られる。

粒子表面での微生物の増殖量は、そこでの微生物濃度に
比例すると考えられるため、付着速度は次の（１）式で
表わされ。

ｄＣ −＝、、ｋＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・　
（１）ｉ ここに、Ｃ：付着量（ｒｎｇ＝微生物／ｊ！一固体粒子
）ｋ：比例定数（−） 一旦付着すると微生物量は対数的に急増することになる
。

また、槽内の粒子数をｎとすると、槽内の微生物濃度Ｓ
は。

π　３ Ｓ″′τＤｐ″ｐｓ′Ｃ″０°−°−−−−１２１ここ
に、　Ｄｐ：固体粒子径 ρ　：固体粒子密度 ｎ　：単位容積あたりの固体 粒子数 なる（２）式で表わされ、ＣとともにＤ　、ｎが影響し
ている。

一方、微生物の剥離は、固体粒子相互の衝突確率に比例
するものき考えられるが、この確率ＰはＬｅｖｉｃｈ　
ニ、Ｊ：　ｈ　ｉｆ　。

Ｐ８♂　ａ　Ｄ”　（ｖ、、　ｅ　ｎ　−・（３１粒子
濃度 で表わされ、槽内の固体粒子数、粒子濃度が影脣するこ
とがわかる。したがって、同じ容積の槽内では、固体粒
子濃度や固体粒子量の少ない場合の方が衝突確率は小さ
く、付着のためには好条件であるこきがわかる。但し、
十分な微生物量を確保するためには、（２）式によりｎ
が大きいことが良い。

以上説明した検討結果より、微生物付着量の少ないスタ
ート当初は、槽内の固体粒子量を少くしておき、付着の
進行に伴って固体粒子量を増加させることが最適である
。

当初、どのくらいの固体粒子な投入しておくか。

才た以後追加投入する粒子量と投入頻度については、処
理の対象とする汚水中の基質によって、固体粒子への微
生物の付着速度が異なるため、あらかじめこれを実験的
に確認しておくことが望ましいが、下水、し尿、紙パル
プ廃水１食品加工廃水。

畜産廃水などの様に糖質、蛋白、低級脂肪酸などを主成
分とする汚水を対象とする場合には、当初投入量も比較
的多く（上背の２５〜５０％程度）投入頻度も少なくて
（２〜３回）良い。逆に、化学工場廃水などで特定物質
を主成分とし、微生物付着速度の小さな汚水を対象とす
る場合には、投入量を比較的少くしく１０〜４０チ程度
）、投入頻度も（３〜１０回）多くした方が好ましい。

才た。このスタートアップにあたっては、通常目標Ｂ　
ＯＤ負荷よりも低いところ（目標ＢＯＤ負荷の％以下が
好ましい）から出発し、＃ｉ次負負荷増加させてゆく方
法をとり、この負荷の上昇ステップに合わせて前述のよ
うな固体粒子の投入を行う方法もきわめて好ましい方法
である。

なお、一般に固体粒子をエアリフト循環させるに必要な
空気量は次の如く、固体粒子量の増加に伴って増加する 固体粒子−ｍ：（Ｖ／Ｖ％）　固体粒子を備埠流動させ
る最小空気量比 ５　１．０　（基準） １０　ｉ、ｉ １５　１、ま ため、あらかじめこの点を考慮し、ＢＯＤ負荷が小さく
、投入粒子量の少ないスタート時には、空気量をやや少
なく設定し、負荷の上昇１粒子量の上昇に合わせて空気
量も漸次増加させる様にすれば、曝気から受けるせん断
力も極力小さくすることができ微生物の固体粒子への付
着を促進させるに一層効果的である。

以上述べたようｌｃ本発明によれば、固体粒子への微生
物付着量をきわめて短期に所定の付着量にまで高めるこ
とができ、スタートアップ時に悪い水質の処理水を長期
間流したり、スタートアップ期間が長く過大な経費がか
かることもなく、良好な流動床生物処理をスタ・−ト後
早期から確実に行うことができるものである。

次に本発明の実験例を述べる。

第１図は本発明を実験した装置を示したものであり、１
は檜、２はエアリフト管、３は隔壁、４はエアリフト部
、５は循環部、６は固体粒子分離部、７は空気供給用の
送気管、８は原水流入管。

９は処理水流出管であり、エアリフト部４に吹き込まれ
た空気によるエアリフト作用により、固体粒子が循環部
５とエアリフト部４きの間を循環流動し、同時に前記空
気により微生物の活動に必要な酸素が供給され、原水流
入管８から流入した原水は、槽１内を固体粒子と共に循
環流動する間に固体粒子表面に付着した微生物の活−動
によって汚濁成分の生物処理を受け、固体粒子分離部６
にて固体粒子か分離され、処理水として流出するように
なっている。

このような構造をもつ、曝気部容積２．５　ｘの装置を
用いて、団地下水にペプトン、　ＮＨ４ＨＣＯ３゜Ｋ２
ＨＰＯ４を加え、ＢＯＤ濃度名４００〜６００ｍｙ／ｌ
−に調整したものを原水として、比較実験を行った。比
較した実験条件は表１の通りであり。

使用した固体粒子は粒径０，１５〜０．３朋のケイ砂で
あり、投入量は最終的に、槽容積に対し１２％となる様
にした。

表　１ これらの結果は第２図に示す様に１Ｍ４の付着が最も良
く３週間程度で処理に必要な十分な微生物量を達成する
ことができた。Ｍ３は、最初の立ちあがりは遅いが、砂
量を増やすにつれて槽内ＭＬＶＳ８は急増し、これに伴
い処理水質も次第に良好きなった。両者のＭＬＶＳＳが
後半増え悩んでいるのは、増殖と剥離がバランスし始め
たものと考えられる。Ｍ２は当初の増殖は遅いが、負荷
を上げるに従って次第にＭＬＶＳＳも増加の傾向をみせ
始めたが、２８〜３５日目の時点では、必要生物量に到
達せず処理水質も思わしくなかった。必要生物量に到達
するには更に長時間の運転を要するものと考えられた。

Ｍｌは当初より付着悪く。

付着の伸びもみられず、処理水質も悪かった。急激な高
負荷によって、微生物が分散的に増殖してしまったため
と思われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実験に用いた装置の縦断面図で、第２
図は実験結果を示す線図である。 １・・・・・・槽、２・・・・・・エアリフト管、３・
・・・・・隔壁、　４・・・・・・エアリフト部、　５
・・・・・・循環部。 ６・・・・・・固体粒子分離部、　７・・・・・・送気
管、　８・・・・・・原水流入管、　９・・・・・・処
理水流出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　目標ＢＯＤ負荷に対し必要量の固体粒子を微生物
   付着担体として槽内に懸濁させ、槽内に配設したエアリ
   フト管を介して気体攪拌を行いながら前記固体粒子を循
   環流動させて汚水を生物処理する方法において、処理開
   始時には前記固体粒子必要量より少ない固体粒子な槽内
   に投入し、該固体粒子への微生物付着量の増加に伴って
   前記固体粒子の槽内投入量を前記必要量にまで増加せし
   めることを特徴とする生物処理方法。 ２、前記処理開始時における前記固体粒子の槽内投入量
   を前記必要量の％以下とするものである特許請求の範囲
   第１項記載の生物処理装置。 ３、　目標ＢＯＤ負荷に対し必要量の固体粒子を微生物
   付着担体として槽内に懸濁させ、槽内に配設したエアリ
   フト管を介して気体攪拌を行いながら前記固体粒子を循
   環流動させて汚水を生物処理する方法において、処理開
   始時にはＢＯＤ負荷量を前記目標ＢＯＤ負荷より少なく
   するとともに前記固体粒子必要量より少ない固体粒子を
   槽内に投入し、該固体粒子への微生物付着量の増加に伴
   って前記ＢＯＤ負荷量を前記目標ＢＯＤ負荷にまで増加
   せしめるとともに前記固体粒子の槽内投入蓋を前記必要
   量にまで増加せしめることを特徴とする生物処理方法。 ４、　前記処理開始時における前記ＢＯＤ負荷量と前記
   固体粒子の槽内投入量の少なくとも何れか一方を前記目
   標ＢＯＤ負荷又は前記必要量の％以下とするものである
   特許請求の範囲第３項記載の生物処理方法。