JPS6018240B2 - 流動床型廃水処理槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動層型廃水処理槽に関するものであり、その
目的とするところは、廃水によって粒子を流動させ廃水
中の溶存物質を吸着除去するかあるいは粒子の表面に徴
性物被膜を形成させ、廃水中の有機物を生物学的に処理
する膨張層型廃水処理槽において、上記流動する粒子の
処理槽内部における停滞部分をなくし、槽の閉塞を防止
して操作を安定させ、処理槽の能力を高めると共に、槽
構造を簡素化し保守、点検を容易ならしめ、装置製作費
を安価にする事にある。

特に本発明に係る流動層型処理槽は廃水中の溶存物質を
活性炭によって吸着除去する上向流方式の吸着槽として
、又アンモニア態窒素を好気性細菌によって酸化し、亜
硝酸性又は硝酸性窒素にする硝化槽として、これらの亜
硝酸性又は硝酸性窒素を嫌気性細菌の存在下に還元し、
窒素ガス分離する脱窒槽として或は粒子表面に活性汚泥
膜を生成させ、汚水を処理する粒勤床式活性汚泥処理槽
として特に有効である。

そのほか、イオン交換樹脂吸着槽、上向流式急速猿過槽
など上同流方式による粒子充填型の廃水処理装置として
も有用である。即ち、本発明の方法は、水処理に用いら
れる充填粒子の膨張層を提供する改良された方法である
。従来、活性炭吸着槽、イオン交換樹脂吸着槽、キレー
ト樹脂吸着槽、硝化槽、脱窒槽、粒勤式・性汚泥槽など
に粒子を充填材とした膨張層が用いられている。

しかし、良好な状態の膨張層をつくるには細心な注意を
はらって充分な整流支持層を設ける必要がある。例えば
有孔板又は有孔ブロック（４００の／肌）上に直径２０
ｗ／のから直径１の／凧までの砕石、砂利、砂などを順
次上方に向って粒子が小になるように積み上げ、全体の
高さを４００の／ｍ程度とすることが一般におこなわれ
ている。このように膨張層には整流層が不可欠であるが
、整流層を設けることにより、大きい欠点を持つ。第１
は膨張層そのものは下向流固定床に〈らべ充填粒子間の
間隙が広くなり、届内の閉塞が少ないという特長がある
にもかかわらず整流層は固定床であり、粒度の小さい粒
子が充填されているため、ＳＳによる閉塞、微生物の発
生による閉塞が起る。このため必ず前処理として清澄渡
過をおこなわねばならない。それでもなお閉塞の危険性
を避けることはできない。一旦、閉塞が起ると膨張層は
くずれ短絡流が起り、処理効果が低下し、遂には運転不
能に陥る。第２に膨張層は圧損の小さいことが特長であ
るが整流層によって、庄損が大中に増加してしまう。第
３に、整流層は非常にコストが高く、前処理として櫨週
を必要とすることも含み、膨張層方式の処理槽の設備費
が高くなる原因となっている。本発明の方法は、これら
の欠点を一挙に解決した膨張層型の流動床を提供するも
のである。

本発明の処理槽は固体粒状吸着体あるいは固体粒子担体
に付着した微生物の流動床により廃水を処理する廃水処
理槽であり、該廃水処理槽は頂面が６００〜１２００の
角錐又は円錐、あるいは底面部分の高さの１／２におけ
る平面と外周の接点における接線が垂直から４５ｏ〜７
５ｏとなるような曲面よりなる底面を有し、該底面部分
の高さの１／２より下でかつ糟の中心に位置して被処理
水を上記底面の斜面又は曲面にむかつてほぼ水平に被処
理水を吹き出す被処理水導入管を備えたことを特徴とす
る流動床型廃水処理槽である。導入管関口部から出た被
処理水は粒子を同伴しつつ、水平方向を中心として放射
状に拡がり、さらに底面の斜面あるいは曲面に衝突し上
下方向に転じ、内面に沿って流れ処理槽の底面部分で噴
流を形成する。処理槽に導入された彼処理水は槽底部分
で噴流を形成しながら一部は槽上部へ上昇しこの部分で
は固体粒子の膨張層を形成する。槽底面での噴流域は従
来の流動床方式の固定整流の支持層の代りの機能をする
ものである。糟内平均液流速は充填粒子を流動化させる
に充分な液流速が必要である。

流動化開始速度は粒子径、液密度、粒子真比重、最小空
隙率粒子形状係数等の関数として与えられ、これ以上の
液流速を与えなければならない事は明らかである。もう
一つ重要な事は吹き出しノズル先端における吹き出し速
度である。

この吹き出し速度は吹き出した水が糟周辺部に到達し、
糟底部の粒子を全て浮遊させる様にしなければならない
。この最適な吹き出し速度は粒子径、粒子真比重、粒子
形成係数液密度、ノズル位置等によって影響を受けるが
、一般には１肌／ｓｅｃ以上、望ましくは３ｈ／ｓｅｃ
以上の吹き出し速度が好適である。流動床では、使用す
る粒子によって糟内平均流速が定まるので、液流量に応
じて糟径が決定される。

従って吹き出し速度はノズル口径を選定することによっ
て変更される。同一液流量において良好な膨張層をうる
ためには、充分な吹き出し速度を与える必要がある。若
し吹き出し速度が、糟の径に対して充分大きくない場合
にはノズル付近のみ上昇流が生成し、膨張層となるべき
部分にも極端な偏流を起し、周辺部の粒子は全く停滞し
たままとなり、遂には嫌気性ブロックを成形し、嫌気醗
酵により浮上してくる。一方吹き出し速度が糟径に対し
て大きすぎる場合は、噴流城が大きくなり膨張層城が相
対的に少なくなると共に、粒子の摩耗が起り易くなるた
め、好ましくなく、或る適当な速度範囲が存在する。従
って、吹き出し速度は糟の蓬とは密接な関連をもって設
定しなければならない。次に底面の形状は噴流域の液お
よび粒子が安定して循還するために円錐或は角錐又は半
球およびこれらに備じた型状となし、頂角はノズルより
吹き出した液流が、斜面に当り、上下方向に分散しうる
ような傾斜を与えるよう選定する。

頂角が６００よりも４・さし、場合は液流が中心部に集
中し、塔の周辺部は粒子の運動が極めて緩慢となるか、
滞角を起し易くなり、塔全体にわたって均一な膨張層を
作ることがむつかしく且つ、嫌気部分を発生する原因と
なる。一方、頂角が１２０ｏよりも大きくなると液流が
底部周辺まで到達せず、均一な膨張層をつくることがで
きない。

又、同じ理由によって曲面よりなる底部の場合には底部
中心を通る平面と曲面との接点における接線が垂直から
４５ｏ〜７５ｏの範囲にあるようにする。

被処理水導入管の吹き出いま底面部分の高さの１／２よ
り下に位置しなければならない。導入口吹き出し口の位
置がこれより高い場合は偏流を生じ、充填粒子の良好な
膨張層を形成することは出来ず、処理効率が低下する。
吹き出し口位置は底面部分でも出来るだけ下部にあるの
が好ましく、最も好ましいのは底面を円錐、角錐、曲面
の先端を水平に切断した様な形状とし、吹き出し口を底
部に近接して設けた場合である。頂角６００の円錐を底
面とする直径ｌｍの糟を用いた場合の例について本発明
を具体的に説明する。

充填粒子として直径０．４〜０．８肋真比重１．９のビ
ーズカーボンを用い、塔径ｌｍ、曲面よりなる深さ０．
５仇の底部をもつ糟で吹き出しノズル先端を糟底より０
．１肌のところに位遣し、スリット中ｌｏｗ／肌全周９
０ｍ／ｍの吹き出し口を有するノズルより全周にわたり
ほメー水平方向に０．２６〆／ｍｉｎで吹き出した。

この時空塔速度は約２０仇／ｈｒでとなりノズルからの
吹き出し速度は約５肌／ｓｅｃであった層膨張率１．８
〜２．３層単位高さ当りの水頭圧損失４００〜５０仇舷
Ａｇの良好な流動層が得られる。硝酸性窒素の脱窒素槽
としてこの流動層を用いる場合、糟の深さを４のとすれ
ば液の瀞流時間は約１２分となり脱窒に必要且つ充分な
条件を滴すことができ、約３５０が／日の処理能力をも
つ糟として使用できる。この槽は殆んど同一条件で流動
層式活‘性炭吸着槽として用いることができる。

又上記の例と同様の方法により充填粒子として直径０．
５〜０．８肋、真比重１．４のァンスラサィトを槽径１
．８ｍの糟で流動化させる場合、通水量１２５〆／Ｈｒ
、吹き出し速度６ｍ／ｓｅｃ、空塔速度５０肌／Ｈｒと
したとき、層膨張率１．６〜２．２、層単位高さ当りの
水頭圧損失２００〜２５仇岬Ａｇの良好な流動槽が得ら
れる。この糟はアンモニア性窒素の硝イｑ槽として良好
である。次に図面によって本発明の装置をさらに具体的
に説明する。第１図、第２図はそれぞれ４角錐、円錐を
底面とする単一槽であり、廃水は導管３より導入され、
吹き出しノズル４より槽底面１の側面に向って吹き出さ
れ排出ノズル２より排出される。

導入管は糟上部から取り付けられてもよいし又下部から
導入されていてもよい被処理水を底部の斜面或は曲面に
向ってほゞ水平方向に吹き出す吹き出し口を有すること
が必要である。導入管の端部が閉じられ、その端部の近
傍で導入管側壁に多数の孔又はスリットを設けたものや
上方又は下方に閉口する管開口部より吹き出される被処
理水をほゞ水平方向に転向させられうる様に対向面に衝
突板を具えたものが本発明の流動床型廃水処理槽に有効
に使用出来る。又糟の経が大きくなった場合は第３図の
様に相対向して間隔をおいて配置された板の一方に導入
管が開□している様な形状をなしたものが好ましく、し
かも吹き出し部をテーパ−とすると液流をなめらかにす
ると共に停止時の粒子逆流を防ぐ効果がある。以上述べ
たごとく本発明の流動層型廃水処理装置は、粒子停滞部
分がなく、その結果槽内閉塞がおきず、安定して運転を
行なう事が出来る。

槽構造においても運転、保守の点で単純化されている。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明処理槽の斜視図であり、第
３図は被処理水導管の吹き出し口の一例を示したもので
ある。 １・・・・・・槽底面、２・・・・・・排出口、３・・
・・・・被処理水導入管。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体粒状吸着体あるいは固体粒子担体に付着した微
   性物の流動床により廃水を処理する廃水処理槽であり、
   該廃水処理槽は頂面が６０°〜１２０°の角錐又は円錐
   、あるいは底面部分の高さの１／２における平面と外周
   の接点における接線が垂直から４５°〜７５°となるよ
   うな曲面よりなる底面を有し、該底面部分の高さの１／
   ２より下でかつ槽の中心に位置して被処理水を上記底面
   の斜面又は曲面にむかつてほぼ水平に被処理水を吹き出
   す被処理水導入管を具えたことを特徴とする流動床型廃
   水処理槽。 ２ 端部が閉じられ、該端部近傍の管側壁に多数の孔又
   はスリツトを有する被処理水導入管を具えた特許請求の
   範囲第１項記載の流動床型廃水処理槽。 ３ 上方又は下方に開口する開口部と該開口部に対向し
   て設けられた衝突板よりなる被処理水導入管を具えた特
   許請求の範囲第１項記載の流動床型廃水処理槽。