JPS61167496A - 排水処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 （発明の背景と従来技術） 本発明はＢＯＤ含有量を低下させるための活性汚泥によ
る排水処理方法に関するものである。

特に、本発明方法は高可溶性ＢＯＤを含む排水の処理方
法に関する。

〔従来の技術〕

汚水および工業廃水の処理に活性汚泥を用いることは周
知である。しかし、可溶性ＢＯＤ含有量が高く且つ粒状
物が少ない排水の処理は、固形物が多く且つ可溶性ＢＯ
Ｄ物質が少ない汚水の処理とは全く異る処理分野のもの
である。一般に汚水の可溶性ＢＯＤはｓ　ｏ　ｍｐ／を
以下であるが、工業廃水の可溶性ＢＯＤは２５０〜１．
０００　ｒｒＪ／ｌ程度で、その粒状物は２００　ｍＪ
ｌ／Ｉ以下である。

活性汚泥はＢＯＤを新陳代謝する前に汚水や廃水から可
溶性および微粒子状ＢＯＤを除去することができると考
えられてきた。貯蔵メカニズムは今日でも完全にはわか
っていない。このメカニズムはたぶん吸着、収着および
／または細胞貯蔵機能を恐らく含んでいる。活性汚泥が
排水と接触した時の可溶性有機物の主要貯蔵機構につい
ては、可溶性有機物が活性汚泥微生物の細胞中に一種の
吸着するためと考えられている。

ボルダらは第１０回国際工業水会議、プールド−大学、
１９５５年、第１３５〜１４６頁でこの現象の解析結果
を発表している。彼達の結論は、活性汚泥によるＢＯＤ
除去は少なくとも３つの異なる過程により構成されると
いうものである。

すなわち、酸化、合成および貯蔵である。これら過程は
同時に起るが、貯蔵機構がＢＯＤ吸着に対して初期は迅
速に起る。有機物は吸着された後に新陳代謝して、酸化
により二酸化炭素と水となるが、合成されて新たに細胞
材料となる。

〔発明が解決すべき問題点〕

汚水処理では活性汚泥と汚水との初期混合のために接触
器が用いられる。この混合時間は比較的短く、得られた
混合物はタンクあるいは貯蔵槽に送られて活性汚泥処理
が完遂される。しかし、許容レベルまでＢＯＤを下げる
のには大型で高価な設備を必要とする高可溶性ＢＯＤ排
水の処理には改良が要求されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続法は貯蔵とその後の代謝によってＢＯＤを
迅速に除去するための高可溶性ＢＯＤ排水の処理手段を
提供するものである。本発明では通常の活性汚泥法で必
要な大型の保持夕／りや槽は不用である。ＢＯＤは小型
の生物吸着接触器中で排水から迅速に除去され、その後
直ちに吸着されたＢＯＤを含む汚泥が排水から分離され
る。

本発明方法は生物吸着接触器と、固−液分離器と、汚泥
再生器とを含む活性汚泥の循環路を用いる。固−液分離
器で排水から分離された汚泥には有機物が吸着されては
いるが代謝はされていない。この状態で汚泥は汚泥再生
器へ送られ、汚泥再生器で汚泥は酸化処理される。汚泥
と酸素の接触は吸着されたＢＯＤの実質的に全てが代謝
されるまで続けられる。この段階は汚泥のＢＯＤ除去能
を回復させる上で重要である。再生された汚泥バイオマ
スは次いで生物吸着接触器へ戻されて、流入してくる排
水との初期接触が行われる。生物吸着接触器中で可溶性
有機物に対して汚泥の比を十分大きくすると、５０〜８
０チ程度の可溶性ＢＯＤ吸着効率が達成される。

バイオマスの体積は合成反応と微生物の成長のために増
大するので、過剰な汚泥は循環路から除去する。

本発明方法は高可溶性ＢＯＤ除去率と、小型の処理装置
体積と、酸素低使用量の点で利点がある。一実施態様で
は溶解空気浮遊型分離器が固−液分離器として用いられ
る。操作態様によっては分離汚泥の温度を上げて汚泥再
生反応を向上させる利点も得られる。

〔作　用〕

本発明の方法は広範囲の各種排水の処理に適用できる。

例えば、本方法は医薬品排水、日常排水、パルプ排水、
製紙排水、穀物排水の処理に適用できる。これら排水の
特徴は可溶性の生物分解可能な有機物が含まれている点
にある。

一般にこれら排水には１ｊ当り少なくとも２５０−以上
の可溶性ＢＯＤが含まれている。可溶性ＢＯＤを５００
〜１ｏ　ｏ　ｏ　ｍｔｔ／ｇ含む排水およびさらにこれ
よりもＢＯＤの高い排水も処理することができる。すな
わち、本発明方法は装置設計と運転コストを最低にした
ままで最大のＢＯＤ低下効率が達成できる利点がある。

排水中に多量の粒状物が含まれている場合には予め予備
浄化処理なすべきである。そして、この浄化済み排水を
本発明方法で処理する。従って、通常は排水には極めて
微細なりＯＤ物質しか含まれず、一般には粒状ＢＯＤの
量は２　Ｑ　Ｑ　ｍｇ／ｌ以下である。従ってこれら基
質の特徴は汚水処理で扱うものとは全く異なっている。

本発明で用いる活性スラッジ（汚泥）はフロック化され
たバクテリア、原生動物（プロトシア）および糸状バク
テリアで構成される。吸着による一次除去は上記のフロ
ック化されたバクテリアによるものである。このフロッ
ク化されたバクテリアの活性率はスラッジの年令すなわ
ちスラッジを本方法中に保持していた時間に依存する。

吸着効率はこの活性率の増加とともに増加する。本方法
では保持時間が短いため、最大活性のスラッジが得られ
、従って最大の吸着が行われる。

本発明方法では生物吸着接触器（ｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏ
ｎｃｏｎｔａｃｔｏｒ　）と、固−液分離器と、再生器
とが順次に配列されて含まれる活性汚泥用循環回路が造
られる。清澄化された高Ｂ’ＯＤの排水は上記接触器に
導入される。この接触器には汚泥再生器から再循環され
る活性汚泥が同時に導入される。

汚泥の導入は調節された速度で行われ、それにより高い
可溶性ＢＯＤの吸着効率が得られる。完全に再生された
汚泥を用いる平衡状態下での望ましい重量比は可溶性Ｂ
ＯＤ　１部当り汚泥５〜１５部である。この比率を用い
ると、汚泥と排水が効率的に接触して排水から可溶性Ｂ
ＯＤの大部分が迅速に除去できる。この除去は大部分の
吸着した可溶性ＢＯＤの新陳代謝無しに行われる。接触
時間は短くてよい。接触器中での排水と汚泥の平均滞留
時間は例えば５〜４０分の範囲にすることができる。通
常有効な吸着に十分な滞留時間は５〜２０分である。保
持時間を４０分以上にしてもＢＯＤ吸着は向上しない。

接触器中では新陳代謝を行わせる必要はなく、迅速に起
るＢＯＤ吸着だけすればよい。

この初期接触後、汚泥と排水の混合物を接触器から取り
出して固液分離器へ送る。従来型の重力分離器を用いる
こともできるが、好ましい実施例では溶解空気浮遊（Ｄ
ＡＦ）分離器が用いられる。この分離器では溶解空気を
加圧下で含む水噴射が用いられる。加圧水が解放される
と、固体が分離器の上部に浮上し、そこから除去される
。

この分離器から得られるバクテリア汚泥には吸着されて
はいるが未代謝の有機物が含まれている。排水が分離さ
れるために有機物の酸化処理を行う必要のある体積は大
巾に減少する。分離後の排水には可溶性ＢＯＤの含有量
は大巾に低下している。不溶性の粒状ＢＯＤはたとえ存
在していたとしても大部分が除去される。容易に達成可
能な処理状態で、上記生物吸着接触処理だけの処理によ
シ排水の可溶性ＢＯＤ含有量は少なくとも５０％減少し
、最適条件下では少なくとも８０ｑｂの減少を達成する
ことができる。例えば、処理済み排水中の可溶性ＢＯＤ
は５０〜２００ｒｒＬｇ／ｌの範囲になる。一般に残留
可溶性ＢＯＤは約５０〜１２５で／ｌとなる。環境基準
を満すような低ＢＯＤレベルにするには排水をさらに処
理する必要があろう。しかし、次の処理は本発明方法に
よりＢＯＤが高率で予め除去されているため大巾に促進
される。例えば、このＢＯＤ含有量の低い排水は通常の
活性汚泥処理装置で処理できる。

これ以下の公知の他の処理法も利用できる。

分離された汚泥は汚泥再生器に送られ、そこで酸素と接
触して汚泥に付いた除去ＢＯＤの新陳代謝が促進される
。この接触は実質的に全てのＢＯＤが代謝され且つ汚泥
のＢＯＤ除去能が回復するまで続行される。接触器中で
吸着されたＢＯＤが完全に新陳代謝されるのに必要な反
応時間よりも短い反応時間しか汚泥再生器中に留まらな
いと、循環汚泥が接触器の効率を低下させる。

従って、再生時間は汚泥の吸着能を完全に回復するのに
ちょうど十分な時間に調節する。再生器中での反応時間
をそれよりも長くしてもよいが、不必要にパイオムスが
増殖し、余分な酸素が消費される。しかし、過剰酸化し
たバイオマスは吸着能が回復しているため生物吸着接触
器で用いることはできる。

処理時間は各々のシステムのパラメターで変化する。接
触器での時間は５〜３０分にでき、一般的には１０〜２
５分である。分離器での時間は分離装置の型式によシ異
なる。ＤＡＦ分離器の場合、汚泥の浮遊分離は約２０〜
４０分の平均滞留時間で達成できる。沈降槽型分離器の
場合には数時間（例えば２時間）の滞留時間が必要であ
ろう。汚泥再生器での反応時間は約２〜４時間にできる
。

各処理ユニットの寸法も各プラントの設計によって変わ
る。しかし、一般には、汚泥再生器の汚泥収容体積は生
物吸着接触器の排水収容体積の数倍である。必要な場合
には再生器中の接触器に攪拌手段または混合手段を備え
ることができる。加圧空気は接触器の底と汚泥再生器の
底に導入される。空気の入口を適当に配置することによ
って接触器と再生器中で必要な攪拌を行うことができる
。

〔実施例〕

第１図を参照すると、この図は本発明方法の実施例を示
すフローシートを概略図式に示す。

清澄化済みの高ＢＯＤ排水（１ｌは比較的小容量の生物
吸着接触器（２）中に導入される。この接触器（２）の
底の分散器には加圧空気（３）が導入されて４ｕ拌と排
水と汚泥との初期酸化接触が行われる。再生済み活性汚
泥はポンプを用いて汚泥再生器から生物吸着接触器へ再
循環される。

生物吸着接触器（２）中では既に述べたように可溶性有
機物の吸着が迅速に起る。この生物吸着接触器（２）中
での滞留時間はわずか１５〜２５分であるので吸着され
た有機物の代謝はほとんど起らない。未代謝ＢＯＤを含
む汚泥と排水の混合物は次いで固−液分離器（４）へ送
られる。図示した実施例では、固−液分離器（４）がＤ
ＡＦ型のものである。加圧空気を含む水（５）が分配器
からｙ　−液分離器（４）の底へ導入される。加圧空気
が放出されると分離器の頂部へ固体（６）が浮上し、そ
こから汚泥が除去され、ポンプによって汚泥再生器（７
）へ送られる。循環処理の必要のない汚泥は図示した弁
付き側路抜き出し路（ｅ）へ抜き出される。

再循環汚泥は汚泥再生器（７）中で処理され、その底か
ら分配器を介して導入される加圧空気（９）によシ連続
して接触される。攪拌はこの空気のみ、あるいは機械的
攪拌器とで行うことができる。この汚泥再生器中では吸
着されたＢＯＤの酸化代謝が行われる。既に述べたよう
に、再生器での処理は接触器中で吸着された実質的に全
てのＢＯＤが新陳代謝されるまで続けられる。この時、
汚泥のＢＯＤ吸着能が回復し、汚泥は移送ポンプで生物
吸着接触器（２）へ直ちに返送できる状態になっている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排水処理法の代表的実施例を示すフロ
ーシートの概略図である。図中：１・・清澄化済み高Ｂ
ＯＤ排水、２・・生物吸着接触器、３・・加圧空気、４
・・固液分離器、５・・加圧空気を含む水、６・・固体
、７・・汚泥再生器、８・・側路抜き出し路、９・・加
圧空気。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記の（ａ）〜（ｅ）： （ａ）生物吸着接触器、固−液分離器および汚泥再生器
   をこの順序で含む活性汚泥用循環 路を造り、 （ｂ）清澄化済みの高ＢＯＤ排水を生物吸着接触器中に
   導入し同時に汚泥再生器から再循環 された活性汚泥を連続的生物吸着接触器に 導入し、上記汚泥の導入を可溶性ＢＯＤ１部当り汚泥５
   〜１５部の重量比となるように 調節し、生物吸着接触器中での汚泥と排水 との接触によつて汚泥による新陳代謝無し に排水から可溶性ＢＯＤの大部分を除去させ、（ｃ）生
   物吸着接触器から汚泥と排水の混合物を抜き出してこの
   混合物を上記固−液分離 器へ送り、 （ｄ）この固−液分離器中で排水から汚泥を分離して未
   代謝ＢＯＤを含む分離汚泥を汚泥再生器へ送り、 （ｅ）汚泥再生器中で上記汚泥と酸素を接触させて汚泥
   に付いたＢＯＤの新陳代謝を促進し、上記の接触を実質
   的に全てのＢＯＤが代謝され且つ汚泥のＢＯＤ除去能が
   回復するまで継続する工程から構成されるＢＯＤ減少用
   微生物で構成される活性汚泥で清澄化済みの高 可溶性ＢＯＤ排水の連結処理方法。 ２、生物吸着接触器での汚泥と排水の平均滞留時間が５
   〜２０分である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、固−液分離器が溶解空気浮遊型分離器である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４、排水の初期可溶ＢＯＤが排水１ｌ当り少なくとも２
   ５０ｍｇであり、固−液分離器から排出される排水の可
   溶性ＢＯＤが上記初期ＢＯＤより少なくとも５０％少な
   くする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、汚泥再生器の汚泥収容体積が接触器の排水収容体積
   の数倍である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、実質的に粒状固体を含まない１ｌ当り可溶性ＢＯＤ
   を２５０ｍｇ以上含む清澄化済み排水の連続処理方法で
   あつて、以下の（ａ）〜（ｅ）：（ａ）生物吸着接触器
   、固−液分離器および汚泥再生器をこの順序で含む活性
   汚泥用循環 路を造り、この汚泥はＢＯＤ減少用のものであり、汚泥
   再生器は生物吸着接触器の排水 収容体積よりも数倍大きい流体収容体積を 有し、 （ｂ）清澄化済み高ＢＯＤ排水を生物吸着接触器へ導入
   し同時に汚泥再生器から再循環され た活性汚泥を生物吸着接触器へ連続的に導 入し、この汚泥導入は可溶性ＢＯＤ１部当り汚泥が５〜
   １５部の重量比となるように調 整し、汚泥と排水の生物吸着接触器中での 接触によつて汚泥による新陳代謝無しに排 水から可溶性ＢＯＤの大部分を除去させ、生物吸着接触
   器中での排水中の汚泥の平均滞 留時間を約５〜２０分とし、 （ｃ）生物吸着接触器から汚泥と排水との混合物を抜き
   出し、この混合物を固−液分離器 へ送り、この固−液分離器は溶解空気浮遊 型分離器であり、 （ｄ）固−液分離器で排水から汚泥を分離し、未代謝Ｂ
   ＯＤを含む分離済み汚泥を汚泥再生器へ送り、固−液分
   離器から抜き出された 排水の可溶性ＢＯＤ含量を当初ＢＯＤより少なくとも５
   ０％少なくし、 （ｅ）汚泥再生器中の汚泥を酸素と接触させて汚泥に付
   いた除去済みＢＯＤの新陳代謝を促進させ、この接触を
   実質的に全てのＢＯＤが代謝され且つ汚泥のＢＯＤ除去
   能が回復するまで続ける工程から構成される特許請求の 範囲第１項記載の方法。 ７、下記の（ａ）〜（ｄ）： （ａ）生物吸着接触器と、固−液分離器と、汚泥再生器
   とをこの順序で含む活性汚泥用の 循環路を造り、上記活性汚泥はＢＯＤ減少用のものであ
   り、 （ｂ）清澄化済みの高ＢＯＤ排水を生物吸着接触器へ導
   入し同時に汚泥再生器から再循環さ れた活性汚泥を連続的に生物吸着接触器へ 導入し、汚泥の導入は可溶性ＢＯＤ１部当り汚泥が５〜
   １５部の重量比となるように調 整し、生物吸着接触器での汚泥と排水との 接触によつて汚泥によるＢＯＤの代謝を行わせずに排水
   から可溶性ＢＯＤの大部分を除去させ、 （ｃ）生物吸着接触器から汚泥と排水の混合物を抜き出
   し、この混合物を固−液分離器へ 送り、 （ｄ）固−液分離器で排水から汚泥を分離し、未代謝の
   ＢＯＤを含む分離済み汚泥を汚泥再生器へ送り、固−液
   分離器から除去された 排水の可溶性ＢＯＤはその初期の可溶性ＢＯＤよりも少
   なくとも５０゛少なくする工程か ら構成される可溶性ＢＯＤを１ｌ当り２５０ｍｇ以上含
   む清澄化済み排水の連続処理方法。 ８、生物吸着接触器での汚泥と排水の平均滞留時間が５
   〜２０分である特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、固−液分離器が溶解空気浮遊分離器である特許請求
   の範囲第７項記載の方法。 １０、汚泥再生器の汚泥収容体積が生物吸着接触器の排
   水収容体積の数倍である特許請求の範囲第７項記載の方
   法。