(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を付着させた粒状担体を処理槽内を循環させて廃水中の有機質を除去する流動床式生物膜処理装置において、
前記処理槽（１）は、本体壁（２）内に、スカム流出防止壁（３）、整流壁（４）及び整流壁（４）で囲われたリアクター部（５）の中心位置に三相上昇管（６）がそれぞれ設置され、スカム流出防止壁（３）と整流壁（４）との間隔には気液分離部（１１）を、本体壁（２）とスカム流出防止壁（３）との間隔には固液分離部（１２）をそれぞれ構成するとともに、本体壁（２）の下端には傾斜底壁（１５）を設け、また、三相上昇管（６）内に突起体（１３）を突設させたことを特徴とする流動床式生物膜処理装置。
【請求項２】
微生物を付着させた粒状担体を処理槽内を循環させて廃水中の有機質を除去する流動床式生物膜処理方法において、
前記処理槽（１）に設けた三相上昇管（６）内の三相混合液の上向流に、乱流及び剪断力を発生させて前記担体に付着した生物膜の肥大化防止と送気した気泡径を細分化させるとともに、その三相混合液は三相上昇管（６）の上部から拡散され下向流となり、リアクター部（５）内において所定の滞留時間を経て処理された後、気液分離部（１１）を経て固液分離部（１２）へと移流し、この固液分離部（１２）での固液分離に要する所定の滞留時間を経て沈降した担体付着生物膜粒子（１４）は、本体壁（２）の傾斜底壁（１５）に沿ってリアクター部（５）に移流され、一方、浄化された澄水は、処理水として越流樋（７）より処理水廃水管（１０）を経て排水されるようにしたことを特徴とする流動床式生物膜処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、廃水の流動床式生物膜処理装置及び処理方法に係り、特に担体に付着した生物膜の肥大化による流動床（担体付着生物膜粒子）の流亡防止と送気した気泡径を細分化させて廃水の溶解効率向上を目的とする廃水の流動床式生物膜処理装置及び処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生物膜を利用した廃水の処理装置には、各種構造のものが開発されており、その処理方法も同様に各種方法が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、従来のガスリフト方式の流動床式生物膜処理装置にあっては、担体に付着した生物膜が過剰に生長肥大化して固液分離工程での担体の沈降速度が遅くなる現象が発生し、処理水に流動床が混入・流亡するという問題があった。また、前記従来方式にあっては、流動床生物膜の活性度を表す酸素消費速度係数Ｋｒ（ｍｇＯ２／ｇｓｓ・ｈ）：２５〜３５を満たすことが難しくなる効率の低いガスリフト構造であり、規定量の空気量を供給しても溶解酸素量が上がらず、その処理機能が安定しないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記する従来のガスリフト方式の流動床式生物膜処理装置の問題点を解決し、担体に付着した生物膜の粒子径の肥大化を防止し、処理水中への流動床の混入・流亡を防ぐと共に、送気した気泡径を細分化し、酸素移動容量係数ＫＬａ値の大幅な改善、すなわち従来の送風に必要な動力コストを半減することを主目的とする廃水の流動床式生物膜処理装置及び処理方法を課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、微生物を付着させた粒状担体を処理槽内を循環させて廃水中の有機質を除去する流動床式生物膜処理装置において、前記処理槽（１）は、本体壁（２）内に、スカム流出防止壁（３）、整流壁（４）及び整流壁（４）で囲われたリアクター部（５）の中心位置に三相上昇管（６）がそれぞれ設置され、スカム流出防止壁（３）と整流壁（４）との間隔には気液分離部（１１）を、本体壁（２）とスカム流出防止壁（３）との間隔には固液分離部（１２）をそれぞれ構成するとともに、本体壁（２）の下端には傾斜底壁（１５）を設け、また、三相上昇管（６）内に突起体（１３）を突設させたことを特徴としている。
【０００６】
本発明の第２の発明は、微生物を付着させた粒状担体を処理槽内を循環させて廃水中の有機質を除去する流動床式生物膜処理方法において、前記処理槽（１）に設けた三相上昇管（６）内の三相混合液の上向流に、乱流及び剪断力を発生させて前記担体に付着した生物膜の肥大化防止と送気した気泡径を細分化させるとともに、その三相混合液は三相上昇管（６）の上部から拡散され下向流となり、リアクター部（５）内において所定の滞留時間を経て処理された後、気液分離部（１１）を経て固液分離部（１２）へと移流し、この固液分離部（１２）での固液分離に要する所定の滞留時間を経て沈降した担体付着生物膜粒子（１４）は、本体壁（２）の傾斜底壁（１５）に沿ってリアクター部（５）に移流され、一方、浄化された澄水は、処理水として越流樋（７）より処理水廃水管（１０）を経て排水されるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】
本発明の第１の発明によれば、突起体を有する三相上昇管内において、三相混合液状態の上向流には、強い乱流及び強い剪断力が発生し、担体付着生物膜粒子の肥大化を防止し、処理水中への流動床の混入・流亡を防ぎ、また、送気気泡径を細分化し、酸素移動容量係数ＫＬａの値を大幅に改善する。
【０００８】
本発明の第２の発明によれば、三相上昇管内において、三相混合液状態の上向流に対し乱流及び剪断力を発生させて担体付着生物膜粒子の肥大化防止と送気気泡径を細分化でき、酸素移動容量係数ＫＬａ値が大幅に改善する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す縦断面図、図２は、三相上昇管の縦断面図である。
【００１０】
図１に示す処理槽１は、従来の処理槽と同様に本体壁２内に、スカム流出防止壁３、整流壁４及び整流壁４で囲われたリアクター部５の中心位置に三相上昇管６がそれぞれ設置され、本体壁２の上端に越流樋７が付設されている。送気管８は、処理槽１の上方から前記三相上昇管６内に設けられており、原水導入管９は処理槽１の上方に設けられている。また、本体壁２の上端には、処理水排出管１０が設けられている。
【００１１】
そして、上記スカム流出防止壁３と整流壁４との間隔には、気液分離部１１が構成され、本体壁２とスカム流出防止壁３との間隔には、固液分離部１２が構成されている。
【００１２】
上記する三相上昇管６の内壁には、図２に示すように不定形状の突起体１３，１３，…が複数個突設させてあり、これにより後記するように三相混合の上向流に対し、乱流及び剪断力を与える構造としてある。なお、突起体１３は任意な立体形状であればよく、規則的或いは不規則的に突設させてあり、その材質もＦＲＰなどが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００１３】
次に、上記処理槽１を用いた廃水の処理方法について図１を参照しながら説明する。担体付着生物膜粒子１４は、リアクター部５内において原水導入管９より処理槽１内に流入された原廃水と共に、送気管８から送られる空気によるガスリフト効果によって、内壁に複数個の突起体１３を有する三相上昇管６内で、下部から流入される汚泥物、担体付着生物膜粒子１４などの気体、液体、固体の三相混合液は、担体付着生物膜粒子１４及び送風された気泡径と共に、細分化された上向流となって上昇し、三相上昇管６の上部から拡散され下向流となる。
【００１４】
そして、上記の三相混合液は、リアクター部５内において所定の滞留時間を経て処理された後、矢印に示すように上記する三相上昇管６の下向流の流れにより気液分離部１１を経て固液分離部１２へと移流する。この固液分離部１２での固液分離に要する所定の滞留時間を経て沈降した担体付着生物膜粒子１４は、本体壁１の傾斜底壁１５に沿ってリアクター部５に移流される。
一方、浄化された澄水は、処理水として越流樋７より処理水廃水管１０を経て排水される。
【００１５】
上記突起体１３を有する三相上昇管６内において、三相混合液状態での上向流には、強い乱流及び強い剪断力が発生し、担体付着生物膜粒子１４の肥大化を防止すると共に、送気した気泡径をも細分化する作用がある。即ち、突起体１３を有する三相上昇管６内を上昇する三相混合液は、それを有しないガスリフト管と比較した場合、送気管口より送出されたときの気泡粒子径が突起体との衝突及び濁流・乱流などにより微細な気泡径となり、気液間の酸素移動を表す酸素移動容量係数ＫＬａの値が大幅に改善される。
【００１６】
上記現象は、当然生物膜粒子径の大きさに良好な影響を与える。一定の剪断力は、その粒子径を整える作用があり、粒子径が生長すれば、その分剪断力を受け粒子は細分化される。
【００１７】
本発明の発明者らは、実施例として上記三相上昇管を備えた処理装置と、比較例として従来の三相上昇管を備えた処理装置とを用いて比較・実施した。表１は実施した両者の三相上昇管の寸法、容量、担体付着生物膜粒子の投入量及び気液分離部の容量を示し、表２は、担体付着生物膜粒子の沈降速度及び酸素移動容量係数を示し、本発明の三相上昇管が十分な効果を奏することが判明した。
【００１８】
【表１】
0003648700.tif 000002
【００１９】
【表２】
0003648700.tif 000003
【００２０】
【発明の効果】
本発明の第１の発明によれば、突起体を有する三相上昇管を備えることにより担体付着生物膜粒子径の肥大化を防止し、処理水中への流動床の混入・流亡を防止すると共に、送気気泡径を細分化し、酸素移動容量係数ＫＬａの値が大幅に改善され、従来の送気に必要な動力コストが半減できる。
【００２１】
第２の発明によれば、突起体を有する三相上昇管を備えることにより、三相混合液状態の上向流に乱流及び剪断力を発生させ、担体付着生物膜粒子と気泡径は細分化され、担体付着生物膜粒子の肥大化及び酸素移動容量係数ＫＬａの値が大幅に改善するなど簡易に廃水を処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】同三相上昇管の縦断面図。
【符号の説明】
１    処理槽
６    三相上昇管
１３  突起体
【図１】
0003648700.tif 000004
【図２】
0003648700.tif 000005