JPS63264196A

JPS63264196A - 廃水処理装置

Info

Publication number: JPS63264196A
Application number: JP9531087A
Authority: JP
Inventors: Kyozo Kawachi; 河内　恭三; Masahiko Tsutsumi; 正彦堤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1988-11-01

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】Ｃ発明の目的１（産業上の利用分野）本発明は下水、産業廃水等を生物的に処理する流動層式
の廃水処理装置に関する。

（従来の技術）従来の流動層式の廃水処理装置は第５図のような構成で
ある。これは、生物反応槽１内に粒状活性炭、砂、プラ
スチック片等の担体２を１０％（Ｖ／Ｖ）程度投入し、
これに空気管３から加圧空気３を供給し、かつ廃水管４
から加圧廃水を供給し、流動化する。そして、担体２の
表面に生物膜を形成し、廃水５を好気的に生物処理した
後、沈殿漕６て固液分離し、上澄液を下流側７に放流す
る。

なお、８は廃水の貯留槽、９は加圧空気用の散気管でお
る。

（発明が解決しようとする問題点）このＪ−うな従来装置では、次の２つの問題点がおり、
実用性に難があった。

■生物；摸の形成に１週聞〜１ケ月を要するため、運転
計画が立てにくい。

■生物膜の厚さが不均一に生長し、生物反応槽１内での
偏流や、沈殿槽６からの流出等が生じる。

本発明の目的は、生物膜形成が速く、かつ生物膜厚さが
均一となる実用的な流動層式の廃水処理装置を提供する
ことにある。

［発明のＭ４成］（問題点を解決するための手段）本発明による廃水処理装置は、比重が１より大さい粒状
の担体が内部に在り、かつ下部から被処理廃水が上向流
で供給される反応槽を用いている。

この反応製槽内下部には、その回転により担体の偏流を
防止する第１の攪拌機講を設【プる。またこの第１の攪
拌機講の上方には、その回転により後述する生物膜を分
断する第２の攪拌機講を３々ける。上段生物粒は、担体
と被処理水との接触で生成され肥大化して上昇する。こ
の第２の攪拌機ＨＭを経て上昇し生物膜の生物膜を含む
被処理水に対しては、これを受け、上記生物膜を沈殿さ
せると共に上）ひ水を処理水として排水する沈殿槽を設
【ノる。さらに、この沈殿槽から排水された処理水の一
部を前記被処理水と共に反応槽内に上向流で供給するポ
ンプを説けたしのである。

（作用）本発明者らは前述した課題１こつぎ鋭意検討した所、生
物膜は、担体の流動部ではなく１１体の停滞部で形成さ
れること、および生物膜の生長・肥大化は攪拌機４？１
１にＪ：り制御可能であるとの知見を得た。本発明はこ
れらの知見に基付くものであり、反応槽底部の担体が位
置する部分に第１の攪拌機講を配し、その上方に第２の
撹拌機（＾１を配し、かつ反応槽からの流出した処理水
をポンプを介して反応槽底部に供給している。すなわち
、ポンプを駆動して反応槽内に上向流を生じさせ、担体
を流動化する。ここで第１の攪拌機講をゆるやかに回転
すると担体の偏流がなくなり安定した担体流動層を形成
する。担体流動層の上部では担体の流動が停止したロー
リング層ができ、担体表面ですみＶ〕かに生物膜を形成
し、直径２〜５ｍｍの生物膜に生長し浮遊化する。次に
第２の攪拌機講を適度に回転すると、生物膜の肥大化が
防止され、安定した生物膜の浮遊層が形成され廃水の生
物処理が行なわれる。

（実施例）本発明の実施例を第１図を用いて説明する。

１０は反応槽で両端（が閉じた円筒形状を成し、その内
部の長手方向同一軸上に、軸中心から順次外側に向って
、第１の撹拌ＩＩＩＩＩ１１１、第２の攪拌軸１２、第
３の攪拌軸１３を同心状に設け、かつ個々に回転できる
にうに構成する。１４は両端の開口した整流筒で、反応
軸１０内に同心状に設けられる。前記第１の攪拌ｌ１１
１１１の一端は反応４ｆ１１０の底部に設けた軸受１５
で受け、また他端は反応槽１０の上ぶた１６の外側上方
に位置する第１のプーリー１７に連結する。第２の攪拌
軸１２は、その一端が整流筒１４の下部の１７４〜１７
８程度の位置に挿入されており他端は第１のプーリー１
７の下側に位置する第２のプーリー１８に連結する。

第３の攪拌軸１３の一端は整流筒１４の上端高さ近傍に
挿入されており、他端は第２のプーリー１８の下側に位
置する第３のプーリー１９に連結する。また第１の攪拌
ｌＮ１１１は第１の攪拌機講２０と、第２の攪拌軸１２
は第２の攪拌機＋Ｍ２１と、第３の攪拌ｆｉＩＩ１１３
は第３の攪拌機講２２とそれぞれ一体に連結する。反応
槽１０の側壁の、前記整流筒１４の上端より−し低位置
の部分に開口部３０を設ける。また、この反応槽１０の
外側には上記開口部３０をおおう上端か開！Ｊ文したジ
ャケット３１を連結し、沈殿槽３２を形成する。上記ジ
ャク゛ツ１−３１の上部内壁の、前記第３の攪拌機講２
２の上端高さとほぼ等しいレベルで満３３を９２ける。

第３のプーリー１９の下の上ぶた１６上には第３の攪拌
１１＋　１３を囲む筒体３４を連結する。

Ｊ：たその内部の攪拌１１１Ｉｂ１３には第４の攪拌機
講３５を一体に連結して曝気４ｕ３６を形成する。この
際気槽３６には廃水管３７を接続すると共にその側壁の
、第４の攪拌機講３５の上端高さ近くに開口部３８を設
け、これに管３９の一端を接続する。管３９の他端は反
応槽１０の底部に廃水供給口４０として連結する。

第１のブーＩノー１７、第２のプーリー１８、第３のブ
ー９−１９は各々ベル１〜４１．４２．４３で第１の駆
動源４４、第２の駆動源４５、第３の駆動源４６の対応
するものに連結する。また反応槽１０内には、比手が１
より大きく粒径０．１〜１　ｔｔｕｎの砂、活性炭セラ
ミック等の粒状の担体４７を１〜１０％Ｖ／Ｖ程度、（
望マシ＜ハ５％　Ｖ／Ｖ）、第１の攪拌機講２０が埋も
れる程度充填する。また、１屋気槽３６および反応槽１
０の上部にＨ通気口５０．５１を設ける。沈殿槽３２の
底部には聞開弁５２の入口側を配管接続する。ざらに前
記ジャケット川内に設けた溝３３の水面下に接続する。

この管５３の他端は循環水＋Ｑ５４上部に接続し、この
循環水槽５４の底部（Ｊ管５５、ポンプ５７、管５６を
介して、反応槽１０の底部に設けた循環水入口５８に接
続する。なお、５９　（ｉ処理ＪＪｌ水用の管路である
。

次に各撹拌機＠２０．２１．２２．３５の構成を第２図
、第３図により説明する。第１の攪拌機講２０は、第２
図に示すにうに、ボス６０に、第１図Ｃ゛示した整流筒
１４の内径の８０％程度の直径を持つ第１の羽根６１を
溶接した第１の回転翼６２を２枚と、第１の羽根６１の
直径の１７２程度の直径を持つ第２の羽根６３を用いた
第２の回転翼６４を１枚とを、上方から順に第１の攪拌
軸１１に固定ナラ１−６５で固定して成る。第１の羽根
６１、第２の羽根６３には回転面に対して１０〜３０’
の伏角を与えておく。第３の攪拌機講２２、第４の攪拌
機講３５は第１の攪拌機講２０で用いる回転翼−ａ６２
相当の回転翼１枚を各々第３の攪拌軸１３に固定したも
のである。次に第２の滑拌ｌａ構２１は第３図に承りよ
うにボス７０に放射状に配置された６木の輻７１の一端
を溶接し、他端を環状フレーム７２に連結した輪７３を
２個作り、これらを第２の攪拌軸１２上に上下一対とし
て各々固定ナツト７４で固定する。そして対向する輻７
１間を各々３本（合計１８本）の鎖７５で連結したもの
である。

上記構成における動作を第１図、第２図、第３図をもち
いて（１，）〜（６）の順に説明する。

（１）基本７に１− 廃水管３７からの廃水は、一旦曝気槽３６内にて滞留し
、曝気槽３６の溢水として管３９に流出し、反応槽１０
内に廃水供給口４０から流入する。

このとき、ポンプ５７の駆動により上記廃水の流入間（
Ｑｌ）の２〜２０倍（好ましくは４〜１０倍）の循環流
（Ｑ２）を生じさせておく。廃水はこの循環流−に伴送
されて担体４７の充填部を通過し、整流筒１４内を上向
し、整流筒１４を越流し、開口部３０、沈殿槽３２、＠
３３、管５３を経由して、循環水槽５４に流入し、一部
すなわら流入量相当（Ｑｌ）は処理ｔＪｌ水として管５
９から流出する。

他は再び管５５、ポンプ５７、管５６、循環水入口５８
を経て新たに流入する廃水と合流する。整流筒１４の越
流の際、ごく、一部は整流筒１４と反応槽１０の内壁と
の間を後述回収担体と共に下降りる。

（２）酸素の供給第３の攪拌軸１３により、第４の攪拌機講３５を５Ｃ）
〜５００ＲＰＭもしくは周速１〜１０ｍ／秒を回転させ
ると、曝気槽３６内に滞留Ｊる廃水は通気孔５０から流
入する空気で曝気され、廃水に酸素が供給される。同様
に第３の渭拌Ｉａ構２２および通気孔５１からの流入空
気ににって循環液に酸素が供給される。廃水への酸素供
給と循環液への酸素供給とにより、反応槽１０内で好気
性微生物が増殖し、必要な容存酸素濃度（Ｄｏ）が維持
される。

（３）生物膜の形成ポンプ５７のコントロールによって整流筒１４内の上向
流空塔線速度（以下線速度）を３〜３０ｍ／ｈに設定し
ておくと、整流筒１４内では第４図で示す流れが生じる
。すなわち、担体４７は前述の上向流で一旦押上げられ
るが、比重が１．５〜３と大きいため中心部おＪ：び周
辺部で沈降し担体流動槽８０を形成する。この際第１の
攪拌機講２０を２・〜２ｒ＞ＲＰＭもしく（ま周速０．
０４〜４ｍ／砂で回転さけろと担体流動層８０内部の偏
流が防止できる。担体流動層８０の上端では担体４７が
おだやかに振動・回転し、−見流動しないローリング層
８１を形成する。ローリング層８１では担体４７のロー
リングにより基質、酸素の拡大が保集され、かつ担体相
互の１♀涼が少ないため、微生物の付着が容易になり、
短時間（１〜５時間）で微生物膜被覆担体８２（以下初
期生物膜）が出現η゛る。初期生物膜８２は更にローリ
ングを受けて急速に成長し、粒径が２〜５＃の生物膜８
３になると、浮遊し易くなり循環液との粘性力によって
上向をはじめる。

（４）生物膜肥大の抑制ローリング層８１を浮上した生物膜８３は整流筒１４内
を極めて緩慢に上昇し、生物膜浮遊層８４を形成する。

このまま放置しておくと次々と結合して粒径数千両に肥
大し、循＆フ液の偏流が生じる。このため本発明では第
３図に示す第２の攬４’Ｐ機４ｉ／ｊ　２１を生物膜浮
遊層８４に配置し、２〜２ＯＲＰＭもしくは周速０．０
４〜０．４１１１／秒で回転させ、鎖７５により結合し
た生物膜を分断する。この分断作用によって生物膜浮遊
層８４内の生物膜８３は粒径２〜５ｍにコントロールで
きる。

（５）生物膜の剥離・ｊＨ体回収整流筒１４内を２〜１０日かけて上響した生物膜８３は
、第３の攪拌は４１４２２の回転によって粉砕され、生
物膜は担体から剥離する。この後担体は沈殿速度が大ぎ
いので、整流筒１４の外壁と反応槽１０の内壁との間を
下降し、回収される。一方剥離した生物膜は開口部３０
から沈殿槽３２に流入し、底部に汚泥として堆積した後
、開閉弁５２から排泥される。

（６）廃水の浄化第４図の生物膜浮遊層８４では好気性微生物および通性
嫌気性微生物が生物膜８３として高濃度に固定化されて
おり、生物膜浮遊層８４の単位体積当りの微牛物乾燥千
吊（微生物ｍ度）は数万ｔｒｔり／又に達し、かつ生物
膜８３の肥大を抑制しているため総表面積が大きい。し
たがって生物膜浮遊層８４におりる流入廃水の水力学的
滞留時間を３０分〜２ｎ５１間にしておくと、廃水供給
口４０から循環液に流入する廃水中の溶存有機物は前記
微生物によって除去される。また廃水中の固形物は、剥
離した微生物膜と同様沈殿槽３２で底部に汚泥として堆
積し、開閉弁５２の操作により随時排泥される。上述し
た溶存ん有機物の除去および固形物の除去により廃水は
極めて短時間にかつ高度に浄化される。更に固定化され
た微生物の中には通常硝化菌、脱窒菌が存在しているた
め、有機物の除去だけでなく窒素の除去（脱Ｎ）も行な
われる。

以上第１図〜第４図で説明した実施例によれば以下の効
果か得られる。

■第３の攪拌Ｉａ横２２と第４の攪拌機講３５とで２段
階の曝気を行うため酸素の溶解率が向上する。

■第１の攪拌軸１１、第２の攪拌軸１２、第３の撹拌軸
１３に各々単独の動力源４４．４５．４６を配したため
、攪拌軸の回転数を各々単独に設定できる。このため循
環液のＤｏ、担体流動層２０にお１ノる担体４７の流動
性、生物膜浮遊層８７１にＪ３ける生物膜８３の粒径等
のきめ細かな制御が可能である。

■第１の攪拌機講２０で担体４７を直接攪拌するため、
流動化の動力が低減でき、かつ偏流が防止できる。

■第２の攪拌機講２１として、鎖７５を多数用したすだ
れ形式にしたため、回転の動力コストが低減できかつ結
合した生物膜の効果的分断かでさる。

なお、本弁明は第１図〜第４図で示した実施例に限定さ
れるものではない。例えば（１）第１の攪拌機講２０．
第２の攪拌４ＸＮ横２１の構成、形状等には種々の変化
が可能である。特に、第２の攪拌機（＾１は、肥大化し
た生物膜を分離し、ぞの肥大化を抑制するものであれば
何でもよい。（２）第１図の実施例では、第３の攪拌機
（立２２で生物膜８３を粉砕し担体から生物膜を剥離し
て担体の回収をしているが、第３の攪拌機４Ｍ２２を取
除き生物膜８３を含む被処理水を沈殿（０３２に導き、
ここで生物被膜を含む生物膜８３を沈降分離し排泥する
ことが可能である。この場合流出する生物膜８３内の担
体の補充装置が必要であるが、生物膜８３の粉砕にとも
なる微細フロックの発生がないため処理排水５９の水質
が向上する。また、整流筒１４は特に設けなくてもよい
。（３）第４の攪拌機講３５は廃水への酸素供給が目的
であり、他の公知手段、例えば加圧空気の曝気で代替す
ることか可能である。　　　　　　　　　　　　　−゛
［発明の効果］以上説明した本発明によれば高効率でかつ実用的な流動
層式の廃水処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

拌機構の外観図、第４図は本発明にお【ノる生物膜形成
の過程を示す説明図、第５図は従来例の１８成図である
。１０・・・・・・・・・反応槽２０・・・・・・・・・第１の攪拌機講２１・・・・・
・・・・第２の攪拌機講４７・・・・・・・・・担体５７・・・・・・・・・ポンプ８３・・・・・・・・・生物膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）比重が１より大きい粒状の担体が内部に在り、か
つ下部から被処理廃水が上向流で供給される反応槽と、この反応槽内下部に設けられ、その回転により担体の偏
流を防止する第１の攪拌機構と、この第１の攪拌機講の上方に設けられ、その回転により
、担体と被処理廃水との接触で生成され肥大化して上昇
する生物粒を分断する第２の攪拌機構と、この第２の攪拌機講を経て上昇し生物粒の生物膜を含む
被処理水を受け、上記生物膜を沈殿させると共に上澄水
を処理水として排水する沈殿槽と、この沈殿槽から排水
された処理水の一部を前記被処理水と共に反応槽内に上
向流で供給するポンプとを備えたことを特徴とする廃水処理装置。
（２）担体とそれを収容する反応槽の容積比を１０％以
内とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
廃水処理装置。
（３）反応槽内の上向流空塔線速度が３〜３０ｍ／ｈと
なるように、ポンプ運転速度を設定することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の廃水処理装
置。