JPS641199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、し尿、畜産排液などの有機性廃水の
生物処理方法に関し、とくに生物処理に要する動
力を著しく節減できる方法を提供するものであ
る。

〔従来の技術〕

有機性廃水の好気性生物処理において、最も多
量にエネルギーを消費する工程はエアレーシヨン
工程である。

このため、従来より動力効率の良いエアレータ
の開発に多大の努力が注がれているが、省エネル
ギーの立場から評価して満足のゆくエアレータは
未だ登場していない。

し尿のような高濃度の汚濁成分を含む廃水の生
物処理にはとくに大きな曝気動力を要するので、
エアレーシヨンの省エネルギー化は極めて重要な
課題となつている。

本発明はこの課題に答える新発想プロセスを提
供するものである。

従来、し尿は多量の希釈水を加えて生物処理さ
れるのが普通であつたが、最近水資源の節約を主
なねらいとして無希釈ないし超低希釈処理が実施
されるようになつてきた。

しかし曝気槽で激しい発泡が起り、消泡対策を
講じないと泡が溢れだすという重大なトラブルを
招く。

このため、従来は第２図に示すように消泡機１
を設けるか、消泡剤２を添加しなければ安定して
プロセスが機能しなかつた。しかも第２図の曝気
槽３の底部から供給される空気４についての酸素
吸収効率は８〜10％程度と少ないため、たとえ
ば、し尿100Kl／日を生物学的硝化脱窒素処理す
るのに必要な空気量は約100万m³／日という膨大
なものとなつていたのである。

さらに、前述した消泡機の動力、消泡剤注入経
費も無視できないものであつた。

なお、第２図中６は原水、７は散気管、８は水
相部、９は泡沫、１０は処理水である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は、し尿の無希釈処理の実験遂行中に
曝気槽の発泡現象を詳しく観察した結果次のよう
な着想に到達し得た。

即ち、発泡が起きない液の場合曝気槽底部に供
給された空気泡は曝気槽内を高速度で上昇し、瞬
時のうちに水面に到達したのち大気中に散逸して
しまう。このため、空気泡から酸素が水中に溶解
する機会はわずか数秒という極めて短時間にすぎ
ないので、酸素吸収効率が著しく小さい。

したがつて、本発明者は曝気槽水面から大気中
にむなしく散逸してしまう空気泡を捕捉できれば
酸素吸収効率が向上するはずであると考え、種々
検討中次のような重要な現象を認めた。

つまり、発泡性有機廃水の場合は曝気槽水面に
到達した気泡は、そのまま大気中に散逸すること
なく泡沫を形成し泡沫内部に閉じこめられてしま
う。

しかも第３図に示したように、泡沫内の空気泡
Ａの界面には好気性バクテリアＢが湿潤状態で多
量に付着していることを認めた。

好気的生物反応が進行するための必須条件は微
生物、酸素および基質を含んだ水の三者が共存す
ることであるので第３図の泡沫は好気的生物反応
が進行する条件をそろえているわけである。

この認識から導き出される工業上の重要点は、
泡沫内には酸素含有気泡が閉じこめられているた
め何ら曝気を行なうことなくバクテリアの呼吸に
必要な酸素が泡沫内の気泡から自動的に供給され
るという事実である。

これに対し第２図のような従来の生物処理法は
曝気槽内のバクテリアにとつて不可欠な酸素を供
給するためには曝気操作の継続が絶対条件であ
り、もしも曝気を止めると、たちまちのうちに溶
存酸素が消費され好気性生物反応が停止してしま
う。

しかし本発明では、一旦泡沫が形成されれば曝
気を続ける必要がなく、バクテリアの呼吸に必要
な酸素泡沫内に閉じ込められた気泡から供給され
る。

この事実が本発明によれば曝気動力の著しい節
約が可能になる理由であり、従来にない新しい概
念である。

以上のように本発明は従来生物処理を行なう上
で好ましくない現象としてしか認識されていなか
つた発泡現象を、逆に視点を変え曝気動力の節約
という観点からはむしろ歓迎すべき現象であると
認識し、泡沫層を好気性生物反応の進行の場とし
て、積極的に利用する着想に基づく。

泡沫を利用する本発明の効果は著しく曝気動力
が従来の約1/2で済む。

〔問題点を解決するための手段〕

有機性廃水を生物処理槽に導入し、該生物処理
槽発泡生起部の液相で好気性バクテリアの共存下
で酸素含有ガスによつて曝気して泡沫を形成し、
前記液相の上部に形成される泡沫層内かつ散気装
置の上方にドラフトチユーブを設けることによつ
て、該ドラフトチユーブ内に泡沫の上昇流を生起
せしめて泡沫の循環流を形成させ、これによつて
有機性廃水の生物処理を行なう。

本発明において、「発泡生起部」とは処理対象
液が好気性微生物の共存下で酸素含有ガスにより
曝気されて、該微生物が酸素含有ガスの気泡の界
面に付着した泡沫を発生する作用を行なう部位を
言う。

次に本発明の一実施態様を、し尿処理を例にと
つて説明する。

第１図において、し尿１１を希釈水を加えるこ
となく生物処理槽に流入させて、発泡生起部１３
において活性汚泥の共存下で空気１４で激しく曝
気し発泡させる。

しかして、発泡生起部１３の上部には微生物の
付着した泡沫層１５が形成される。ここで泡沫層
１５内の散気装置１４′の上方にドラフトチユー
ブ１６を設けておくと、泡沫は一種のエアリフト
作用によつてドラフトチユーブ１６内を急速に上
昇してゆき空間１７をダウンフローとなつて流れ
る。

この過程で、し尿のBOD、NH₃―Ｎが泡沫に
付着しているBOD資化菌、硝化菌ならびに泡沫
内の酸素によつて除去される。

ドラフトチユーブ１６内および、その外側のダ
ウンフロー部１７で泡沫は流れ運動をしているの
で、気泡の界面更新は良好であり、酸素は泡沫内
部から微生物に十分供給される。

し尿無希釈処理において発生する泡沫の安定度
は高く、１日間放置しても泡の破壊はほとんど進
行せず、空気泡は安定して好気性微生物と接触状
態で維持でき酸素の供給不足になることはない。

本発明における発泡生起部１３の役割は、ここ
で液相に溶存酸素を供給して生物処理の大部分を
進行させるのでは全くなく、単に発泡を生起させ
るだけで良く曝気水深は浅くてよい。

したがつて、曝気ブロワーの動力は従来法に比
べて少なくなる。

また、発泡生起部１３の容積Ｖは可能な限り小
さくし、曝気空気量Ｑとの比Ｑ／Ｖ（散気強度）
を高くすることが激しい発泡を生起させるのに有
利である。

しかして、し尿１１中の汚染成分は泡沫層１
５，１７において好気性生物処理されたのち、遠
心分離機等の固液分離工程において、生物処理水
１９と濃縮汚泥２０に分離される。２１は余剰活
性汚泥である。濃縮汚泥２０の大部分は生物処理
槽１２にリサイクルされる。

〔発明の効果〕 好気性生物処理において、所要空気量は発泡
を生起させるだけの量でよいので、曝気動力の
節減が可能である。

ドラフトチユーブの上昇流およびダウンフロ
ー部での泡沫の流れによつて、泡沫を構成する
気泡の界面更新が活発に起り、気泡内の酸素の
微生物への拡散が促進される。

従来プロセスでは、発泡を防止するための消
泡対策が不可欠であり、このための消泡機動力
ないし消泡剤添加コストが大きかつたが、本発
明では意図的に発泡させるので、この様な問題
点は全面的に解消する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様の説明図、第２図
は従来の生物処理法の一実施例の説明図、第３図
は泡沫内の空気泡の界面の状態を示す。 １…消泡機、２…消泡剤、３…曝気槽、４…空
気、６…原水、７…散気管、８…水相部、９…泡
沫、１０…処理水、１１…し尿、１２…生物処理
槽、１３…発泡生起部、１４′…散気装置、１５
…泡沫層、１６…ドラフトチユーブ、１７…ダウ
ンフロー部、１９…生物処理水、２０…濃縮汚
泥、２１…余剰活性汚泥、Ａ…空気泡、Ｂ…好気
性バクテリア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有機性廃水を生物処理槽に導入し、該生物処
   理槽発泡生起部の液相で好気性バクテリアの共存
   下で酸素含有ガスによつて曝気して泡沫を形成
   し、前記液相の上部に形成される泡沫層内かつ散
   気装置の上方にドラフトチユーブを設けることに
   よつて、該ドラフトチユーブ内に泡沫の上昇流を
   生起せしめて泡沫の循環流を形成させることを特
   徴とする有機性廃水の生物処理方法。