(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物固定化担体を、その流出防止のためにスクリーンを設けた廃水処理槽に投入し、前記微生物固定化担体に固定された微生物へ酸素供給するために散気しながら廃水処理する微生物固定化担体を用いた廃水処理方法において、下記の特徴を有する微生物固定化担体を用いた廃水処理方法。
（イ）比重が処理すべき廃水の比重より小さい微生物固定化担体を用い、
（ロ）前記スクリーンを前記廃水処理槽の下部に設置し、かつ
（ハ）処理すべき廃水の前記廃水処理槽への供給を間欠的に行い、廃水供給時には前記散気を停止する。
【請求項２】
微生物固定化担体を、その流出防止のためにスクリーンを設けた廃水処理槽に投入し、前記微生物固定化担体に固定された微生物へ酸素供給するために散気しながら廃水処理する微生物固定化担体を用いた廃水処理方法において、下記の特徴を有する微生物固定化担体を用いた廃水処理方法。
（ニ）比重が処理すべき廃水の比重より大きい微生物固定化担体を用い、
（ホ）前記スクリーンを前記廃水処理槽の上部に設置し、かつ
（ヘ）処理すべき廃水の前記廃水処理槽への供給を間欠的に行い、廃水供給時には前記散気を停止する。
【請求項３】
比重が１．００５〜１．０３のポリプロピレンを主成分とする中空形状の微生物固定化担体を用いることを特徴とする請求項２に記載の微生物固定化担体を用いた廃水処理方法。
【請求項４】
前記散気の停止時に処理水の循環および汚泥の返送を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の微生物固定化担体を用いた廃水処理方法。
【請求項５】
前記スクリーン面に経時的に散気量を変えて散気することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の微生物固定化担体を用いた廃水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物固定化担体を用いた廃水処理方法、特に、微生物固定化担体が廃水処理槽外へ流出しないようにスクリーンを設けて行う廃水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水や産業廃水中の有機物や無機物を生物学的に浄化処理する方法に、微生物を有機高分子物質や無機物質からなる粒子状の担体に固定させて好気条件下で汚濁物質を分解除去する微生物固定化担体を用いる方法がある。この方法は、活性汚泥法などに比べ、硝化菌などの廃水処理に有用な微生物を高濃度に保持できるため高い処理能力を有するが、次のような問題を引き起こす。
【０００３】
すなわち、廃水処理槽には、微生物固定化担体の流出を防止するために出側あるいは出側と入側両方に担体の通過できない目幅のスクリーンが設けられているが、このスクリーンの目に担体自体が詰まって水流の透過抵抗を増大させるため、連続的な廃水処理を阻害する。
【０００４】
担体によるスクリーンの目詰まりを抑制するために、文献１〔局：「樹脂系流動床バイオリアクターの特性と適用例」、ＰＰＭ、ｖｏｌ．２４、Ｎｏ．１１（１９９３）〕や文献２〔日本下水道事業開発部編著：「包括固定化担体を用いた硝化促進型循環変法”ペガサス”の評価に関する報告書」（１９９３．６）〕などには、スクリーン面に気泡を吹き付けて担体の付着集積を防止するための散気装置をスクリーン近傍に設ける方法が提案されている。
【０００５】
しかし、それだけでは目詰まりを充分には抑制できないため、これまでは、スクリーンを大型化したり、特開平６ー２３８２９０号公報に記載されているようにブラシなどによりスクリーン面に付着した担体を掻き落としていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーンの大型化や特開平６ー２３８２９０号公報に記載の方法では、いずれも設備費の著しい増大を招く。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、安価にしかも安定して担体によるスクリーンの目詰まりを抑制できる微生物固定化担体を用いた廃水処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、微生物固定化担体を、その流出防止のためにスクリーンを設けた廃水処理槽に投入し、前記微生物固定化担体に固定された微生物へ酸素供給するために散気しながら廃水処理する微生物固定化担体を用いた廃水処理方法において、下記の特徴を有する微生物固定化担体を用いた廃水処理方法により解決される。
（イ）比重が処理すべき廃水の比重より小さい微生物固定化担体を用い、
（ロ）前記スクリーンを前記廃水処理槽の下部に設置し、かつ
（ハ）処理すべき廃水の前記廃水処理槽への供給を間欠的に行い、廃水供給時には前記散気を停止する。
【０００９】
ここで、上記したスクリーンを設ける廃水処理槽の下部とは、用いる微生物固定化担体の比重に依存するが、散気などにより槽内を攪乱しない状態でスクリーンに対面する場所に微生物固定化担体がほとんど存在しない位置を意味する。
【００１０】
スクリーンの目に担体が付着するのは、主として、処理すべき廃水を廃水処理槽へ供給するときに生じるスクリーン前面側から後面側への水流による。
【００１１】
そこで、比重が処理すべき廃水の比重より小さい微生物固定化担体を用い、スクリーンを廃水処理槽の下部に設置し、散気を停止して処理すべき廃水を廃水処理槽へ供給すれば、ほとんどの担体をスクリーンの上部に排除できるので、スクリーン前面側から後面側への水流によって担体がスクリーン面に付着することはない。
【００１２】
散気をすると、担体は気泡とともに上下運動するためスクリーンに対面する場所にも存在するようになるが、このとき廃水処理槽への廃水の供給を止めれば、スクリーン前面側から後面側への水流が生じないので担体がスクリーンに付着することはない。
【００１３】
また、（ニ）比重が処理すべき廃水の比重より大きい微生物固定化担体を用い、（ホ）スクリーンを廃水処理槽の上部（上記した下部の場合と同様な定義の位置）に設置し、かつ、（ヘ）処理すべき廃水の廃水処理槽への供給を間欠的に行い、廃水供給時には散気を停止しても、ほとんどの担体をスクリーンの下部に排除できるので、スクリーン前面側から後面側への水流によって起こる担体のスクリーン面への付着を防止できる。
【００１４】
散気を、廃水処理槽への廃水の供給を止めて行えば、上記と同様な理由で担体がスクリーン面に付着することはない。
【００１５】
微生物固定化担体の比重が処理すべき廃水の比重より大きい場合は、比重が１．００５〜１．０３のポリプロピレンからなる中空形状の微生物固定化担体を用いるとより効果的である。比重が１．００５未満では担体の沈降速度が非常に遅く、１．０３を超えると担体の流動性が小さく廃水処理槽底部に沈積するので廃水処理能力が低下する。また、中空形状の担体は球体や立方体形状に比べ担体単位体積当たりの表面積を大きくとれるので、廃水処理槽の担体充填率を小さくできる。そのため、スクリーンに対面する場所に存在する担体の数をより少なくでき、スクリーンの目詰まり抑制により有効である。さらに、中空形状の担体では球体や立方体形状の担体より担体サイズを大きくできるのでスクリーンの目幅を大きくでき、大流量の水流を通過させることができる。そのため、スクリーンのより一層の小型化が可能になる。こうした担体はポリプロピレンを主成分とすることにより容易に製造可能である。
【００１６】
処理水の循環および汚泥の返送を行う場合には、それを散気停止時に行えば、担体がスクリーンに対面する場所にほとんど存在しない状態で行えるので、担体のスクリーン面への付着を防止できる。また、そのためスクリーン通過流速を大きくできるので、スクリーンの小型化も可能となる。
【００１７】
スクリーン面に経時的に散気量を変えて散気すると、スクリーン通過流速が経時的に変化する。そのため気泡による付着した担体の剥離を促進できるので、スクリーンの目詰まりをより効果的に抑制できる。
【００１８】
本発明法では、担体の種類、スクリーンの位置、廃水供給法、散気法を変えるだけでよく、特別な設備を必要としないので、安価に安定した廃水の連続処理が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の１実施の形態を模式的に示す。図１で、１は廃水、２は第１処理槽、３は第２処理槽、４は第３処理槽、５は担体、６はスクリーン、７は散気装置、８はスクリーン面に気泡を吹き付けるための散気装置、９は処理水を表す。なお、以下の図で同じ番号のものは図１と同じものを表す。
【００２０】
この廃水処理設備は、底部に微生物に酸素を供給するための散気装置７を備えた第１処理槽２、第２処理槽３、第３処理槽４の３つの処理槽からなり、第１槽２と第２槽３の境界、第２槽３と第３槽４の境界、第３槽４の出側には、槽の上部にスクリーン６が設けられている。各槽には、比重が廃水１より大きい担体５が投入されており、ほとんどの担体５はスクリーン６の下部に存在している。また、スクリーン６の下部には、前面側および後面側にスクリーン６面に気泡を吹き付けるための散気装置８が設けられている。
【００２１】
まず、廃水１を供給して各槽を満たした後、供給を停止し、散気装置７から散気して廃水処理を行う。このとき、散気のためにスクリーン６に対面する場所にも担体５が浮上してくるが、スクリーン６を通過する水流が生じてないのでスクリーン６面に担体５が付着することはない。
【００２２】
次に、散気装置７からの散気を停止し、浮上した担体５が沈降しスクリーン６の下部にくるまで待った後、処理すべき廃水１を第１処理槽２に供給するとともに、第３処理槽４から処理水９を排出する。このとき、スクリーン６を通過する水流は生じているが、スクリーン６に対面する場所には担体５が存在していないのでスクリーン６面に担体５が付着することはない。
【００２３】
こうした操作を繰り返すことにより、スクリーン６の目詰まりを抑制でき安定した連続的廃水処理が可能となる。
【００２４】
なお、スクリーン６の下部の前面側および後面側に設けたスクリーン面に気泡を吹き付けるための散気装置８からスクリーン６面に経時的に散気量を変えて、例えば前面側と後面側の散気量の比を経時的に１：１、２：１、１：２、２：０、０：２となるように変えて散気しながら廃水処理を行えば、より効果的にスクリーン６の目詰まりを抑制できる。
【００２５】
図２に、本発明の別の１実施の形態を模式的に示す。図２で、１０は無酸素槽、１１は曝気槽、１２は沈殿池、１３は処理水循環系、１４は汚泥返送系、１５は攪拌機を表す。
【００２６】
攪拌機１５を備えた無酸素槽１０と、無酸素槽１０に隣接した曝気槽１１と、汚泥を回収する沈殿池１２と、処理水循環系１３と、汚泥返送系１４とからなる循環式硝化脱窒法用の設備の曝気槽１１の出側の上部に、スクリーン面に気泡を吹き付けるための散気装置８を備えたスクリーン６を設けたものである。
【００２７】
反応槽は曝気槽１１の１槽のみであるが、処理水循環系１３、汚泥返送系１４により循環処理できるため、図１の場合と同様な効果が得られる。散気の方法は前述のように行えばよいが、処理水の循環および汚泥の返送を行うときには、スクリーンの目詰まり防止のために散気を停止した方が望ましい。
【００２８】
微生物固定化担体の充填率は担体の真容積基準で１〜４０％にすることが好ましいが、長さ２〜８ｍｍ、外径２〜８ｍｍ程度の中空円筒状のポリプロピレンを主成分として用いる場合は、充填率を真容積基準で３〜１５％にすることがより好ましい。
【００２９】
処理槽の水深は５ｍ程度が一般的であるが、深層曝気方式と呼ばれる水深が１０〜２０ｍの曝気槽にも本発明法は適用できる。
【００３０】
散気を停止して廃水供給を行うとき、反応槽において短絡流が発生する場合があるが、図１のように反応槽を多段に設ければそれを防止できる。また、段数が少ない場合には、反応槽にバッフルを設ければそれを防止できる。
【００３１】
間欠散気を行うには、間欠散気対応型の散気装置、例えばゴムメンブレン式のディフューザーを用いればよい。
【００３２】
間欠給水を行うには、廃水をある程度の量滞留させる必要があるが、調整槽を設けたり給水管内貯留によって対応できる。また、反応槽が多段にあれば、順次各槽に供給することによっても対応可能であり、この場合は処理全体としては連続処理となる。
【００３３】
【実施例】
図１に示す設備を用い、表１に示す条件で廃水処理を行って、第１反応槽の水位と第３反応槽出側流出水の水位との差を調査した。
【００３４】
比重１．０１５の主成分がポリプロピレンでできた外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、長さ５ｍｍの中空円筒状の微生物固定化担体を、目幅２．５ｍｍ、面積０．０１ｍ２  のスクリーンを槽上部に設けた各反応槽に充填率１０％で投入した。
【００３５】
廃水は、４分供給１６分停止の周期で間欠的に第１反応槽に５ｍ３  ／ｈｒの流量で供給した。そして各反応槽における微生物へ酸素供給するための散気は、廃水供給時には行わず、廃水供給停止時のみ行った。
【００３６】
スクリーン面へ気泡を吹き付けるための散気は、廃水供給停止時にはスクリーン前面、後面ともに１０Ｌ／ｍｉｎ（Ｌはリットルを表す。以下同様）の散気量で行い、廃水供給時には前面と後面の散気量を２０秒間隔で５と１０、１０と５、０と１０、１０と０、０と０Ｌ／ｍｉｎと繰り返し変化させて行った。
【００３７】
比較として、目幅２．５ｍｍ、面積０．０２ｍ２  のスクリーンを同様な位置に設け、廃水を１ｍ３  ／ｈｒの流量で連続供給、散気を連続運転、スクリーン面への散気をスクリーン前面、後面ともに散気量１０Ｌ／ｍｉｎで連続運転の条件で、廃水処理を行った。
【００３８】
結果を表１に示す。
本発明例では廃水の供給流量が５ｍ３  ／ｈｒで、比較例の１ｍ３  ／ｈｒの５倍であるにもかかわらず、第１反応槽の水位と第３反応槽出側流出水の水位との差は５ｃｍで、比較例の７ｃｍに比べ小さい。このことから、本発明例ではスクリーンの目詰まりが生じてないと言える。実際、スクリーン面を観察したところ、担体の付着が認められなかった。
【００３９】
また、処理水の水質には、本発明例と比較例で差が認められなかった。
立方体や球体のポリエチレングリコールやポリビニルアルコールなどの水溶性ゲル粒子の担体を用いるときは、通常スクリーンの目幅は１．５ｍｍであるが、本発明であるポリプロピレン性の中空円筒状の担体を用いると、目幅を２．５ｍｍと大きくでき、目詰まりの生じ難いスクリーンを使用できることが確認できた。
【００４０】
【表１】
0003627402.tif 000002
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、安価にしかも安定して担体によるスクリーンの目詰まりを抑制できる微生物固定化担体を用いた廃水処理方法を提供できる。
【００４２】
また、本発明である廃水処理方法によれば、スクリーンの目詰まりが起こらないため、いま以上にスクリーンの小型化が可能となり、建設費をさらに削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の別の１実施の形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  廃水
２  第１処理槽
３  第２処理槽
４  第３処理槽
５  担体
６  スクリーン
７  散気装置
８  スクリーン面に気泡を吹き付けるための散気装置
９  処理水
１０  無酸素槽
１１  曝気槽
１２  沈殿池
１３  処理水循環系
１４  汚泥返送系
１５  攪拌機
【図１】
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【図２】
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