(57)【要約】【課題】従来の回転円板法の目詰まり対策を抜本的に解決すると共に、既設の活性汚泥反応槽をそのまま有効に利用することができ、かつ、標準法から高度処理法に容易に変換できる生物処理方法と装置を提供する。【解決手段】有機性汚水を処理する水槽中で、布状材を上下に移動して被処理液の混合と生物膜処理とを行う生物処理方法としたものであり、前記布状材は、一部を空気中に導きそれによって水槽内に酸素を供給することができ、また、有機性汚水１を処理する水槽２と、該水槽中を上下に移動するように設置した布状材８とで構成される生物処理装置としたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水を処理する水槽中で、布状材を上下に移動して被処理液の混合と生物膜処理とを行うことを特徴とする生物処理方法。
【請求項２】
前記布状材は、一部を空気中に導き、それによって水槽内に酸素を供給することを特徴とする請求項１記載の生物処理方法。
【請求項３】
有機性汚水を処理する水槽と、該水槽中を上下に移動するように設置した布状材とで構成されることを特徴とする生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚水の生物処理に係り、特に、下水、排水、汚濁の進んだ河川水、湖沼水等の有機性汚水を、移動式生物膜床により処理する生物処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】  「水環境学会誌」第２１巻  第４号、Ｐ２３７〜２４３（１９９８年）
有機性汚水を生物学的に処理する方法のなかで、回転円板法と呼ばれるものがある。この方法は、被処理液の混合撹拌と生物膜処理とを同時に行うことができ、約３０年前から日本国内でも普及している技術である。
一方、最も広く普及している方法は、活性汚泥法であり、そこでの反応槽は、曝気槽とも呼ばれ、一般的には空気を散気することによって、被処理液の混合撹拌と酸素供給を行い、活性汚泥の代謝を促すことによって生物処理が行われている。従来の活性汚泥法では、標準法と呼ばれる方式でのＢＯＤとＳＳ除去が主体であった。しかし、近年では、富栄養塩類をも除去する必要性が増し、高度処理法と呼ばれる方式で、窒素やリンをＢＯＤ、ＳＳに加えて除去することが行われてきている。標準法の場合の生物反応時間は、６〜８時間が一般的であるが、高度処理法の場合では、標準法の２倍程度多くなる。この場合、反応槽を増設することによって対処するのが一般的であるが、敷地面積がない場合では、微生物付着担体を反応槽に投入して対処する場合もある。
【０００３】
回転円板法では、円板上に生物膜が厚く付き過ぎて、トルクオーバーになったり、時には、円板と円板の間が微生物で埋まり、適切な混合撹拌ができない場合がある。さらに、既設の活性汚泥反応槽に回転円板を取付けようとすると、反応槽の深さを十分に利用できず、合理的ではない。
一方、活性汚泥法では、特に、標準法から高度処理法に機能アップする場合に問題が生じる。反応槽を増設することは敷地面積が必要になるだけではなく、建設コストが膨大にかかる欠点がある。また、微生物付着担体を投入する方法では、担体を槽全体に流動させ、かつ、反応槽から微生物付着担体の流出を防止しなければならない。そのために、水中撹拌機とスクリーンを適切に組合せるなど、設備的に細かな配慮が不可欠になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記従来技術に鑑み、従来の回転円板法の目詰まり対策を抜本的に解決すると共に、既設の活性汚泥反応槽をそのまま有効に利用することができ、かつ、標準法から高度処理法に機能アップする際に、特殊な撹拌機やスクリーンを設置しなくとも安定した処理ができる生物処理方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、有機性汚水を処理する水槽中で、布状材を上下に移動して被処理液の混合と生物膜処理とを行うことを特徴とする生物処理方法としたものである。
また、本発明では、有機性汚水を処理する水槽と、該水槽中を上下に移動するように設置した布状材とで構成されることを特徴とする生物処理装置としたものである。
前記において、布状材は、一部を空気中に配し、それによって、水槽内に酸素を供給することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の処理装置の一例を示す概略構成図である。図１において、原水１は、生物反応槽２に至る。生物反応槽２には、沈殿槽３で沈殿した汚泥４が返送汚泥５として戻り、活性汚泥６が存在している。返送汚泥５に因る活性汚泥６は、必要に応じて省略することもできる。さらに、生物反応槽２には、ロール７ａ、７ｂと生物膜床８が図面のように取付けられ、ロール７ａ、７ｂの回転に従って生物膜床８が上下に移動している。生物膜床は水濡れに強く、たわみにも強い織布や不織布などの布状材がよく、さらには、布状材をベースにして、生物膜が付着しやすいように加工されたものでも良い。加工方法として、布状材自身の織り方を工夫してもよく、布状材に長毛を植付けたり、接触酸化装置で用いられる接触材を植付けたりすることもある。
不織布としては、ビニロン、ポリエステル、レーヨン、ポリプロピレン等の合成繊維、場合によっては、ガラス繊維でもよく、特に限定されるものではない。織布としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニリデン等の合成繊維等の吸水性のないものが適している。しかし、これに限定されるものでない。吸水性があると、動力が過剰に必要になるだけでなく、ろ布延びや液だれの原因となり好ましくない。
【０００７】
このようにして、生物膜床８が上下方向に移動すると、生物膜床８の表面に生物膜が形成される。同時に、生物膜床８が上下方向に移動すると、気中にある状態から液中に没するときに、大気中の酸素を生物反応槽２の液中に取込むことができる。液中に没した後も液自体を撹拌でき、活性汚泥６や生物膜床８から剥離した微生物を十分に混合できるので、生物反応糟に沈殿させることなく沈殿槽３に導くことができる。
回転円板法で問題となった生物膜の過剰付着に対しては、ロール７ａ、７ｂでのたわみによって過剰付着生物膜が剥離されるので、問題になりにくい。生物膜の付着力が非常に大きい場合には、生物膜床８にかき取り機構１２を設けてもよい。
なお、嫌気槽や無酸素槽の場合のように液中に酸素を溶解させたくない場合は、ロールをすべて水没させればよい。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
ＢＯＤ−ＳＳ除去例
図２に、実施例１に用いた装置の一例を示す。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本例は、生物膜床移動ユニット９を二組利用している。生物膜床移動ユニット９は、複数個の上部ロール７ａと下部ロール７ｂとを一枚の生物膜床８で連結している。
また、図２（ｃ）では、１枚の生物膜床と複数列のロール（７ａ）、（７ｂ）との組合せになっているが、図１の様に、１組のロールに１枚の生物膜床を組合せた方法でもよい。その場合、上側のロール（７ａ）同士をチェーンなどで連結すれば、１つの回転動力ですみ、経済的である。
生物膜床移動ユニット９の配置方法として、原水１の流れ方向と生物膜床８が図２（ｃ）に示すように並行になることが望ましい。両者が垂直の位置関係であると、生物反応糟２において短絡流が生じやすい。また、並行の位置関係にある場合でも、隔壁１０を設けると短絡流を防止することができる。
図２に従った実施例では、ブロワによる散気を施さなくとも、原水水質ＢＯＤ２８０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ６５ｍｇ／Ｌが後段に沈殿池を設置することによって、ＢＯＤ・ＳＳとも２０ｍｇ／Ｌ以下を達成することができた。
【０００９】
実施例２
標準法から高度処理法への更新事例
図３に、実施例２に用いた装置の一例を示す。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は正面図である。原水１は、嫌気槽２ａに至る。嫌気槽２ａには、生物膜床移動ユニット９ａが水没した状態で置かれている。また、返送汚泥５も流入し、リンの吐出しが行われる。ここでは、場合により生物膜床移動ユニット９ａを設置せず、汚泥が沈降しないように撹拌機を設置してもよい。次に、無酸素槽２ｂに至り、ここでも生物膜床移動ユニット９ｂが水没した状態で置かれている。硝化液１１が循環されている。嫌気槽２ａと同様に生物膜床移動ユニット９ｂを設置せず、汚泥が沈降しないように撹拌機を設置してもよい。
【００１０】
次の硝酸化槽２ｃでは、好気条件を得るために生物膜床の一部が外気と接触しなければならない。さらに、９ｄのように９ｃに比べて外気接触部分を増やすと、生物膜床８に付着した硝酸化菌が好気条件を維持しやすく、硝酸化が効率的に起こる。硝酸化槽２ｃの前段はＢＯＤ酸化菌の付着量が多く、後段に行従って硝酸化菌の比率が増してくる。つまり、硝酸化槽２ｃの前半にくらべ後段の生物膜床８の外気接触部分を増やすことが合理的である。また、前半のローラ回転数に比べて、後段の回転数を早めることによって、溶存酸素濃度をコントロールすることもできる。さらに、必要に応じて、ブロワによる散気装置を設けて酸素量を補ってもよい。
散気装置の設置場所は、ユニット内に取付けてもよいが、各ユニットと槽との間や、ユニットとユニットの間が、メンテナンス性や、槽内の水流に対して乱れを与えるため、混合が進むので好ましい。
本発明によれば、都市下水を標準法と同等な滞留時間で処理した場合、処理水水質として、全窒素８ｍｇ／Ｌ以下、全リン０．５ｍｇ／Ｌ以下にすることが可能であった。このときのブロワによる空気補充量は、処理水量あたり２倍で十分であった。つまり、標準法の２分の１、高度処理法の４分の１程度の散気量であった。
この結果を基にして、処理水量１万トンの都市下水に対する設計比較をしたところ、動力としては２０から４０％節約できる見込みがついた。
【００１１】
【発明の効果】
本発明には、次のような効果がある。
▲１▼ロールでのたわみ作用により、生物膜床に過剰の生物が着きにくい。そのためいつも新鮮な微生物が生物膜床に形成され、代謝活性が常に高い。また、動力を過剰に見積もる必要がなく、省エネルギーである。
▲２▼生物膜床を移動させることによって、生物膜を効果的に付着させることができると共に、反応槽内を撹拌できる。さらに、生物膜床の一部を気相に導くことによって、酸素の反応槽内への供給も可能になる。
▲３▼水槽の縦横比に制限されないので、すべての既設生物反応糟に適用できる。さらに、生物膜床での生物量が増加するので、生物反応槽を増やさなくとも標準活性汚泥法から高度処理法への機能アップをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生物処理装置の一例を示す概略構成図。
【図２】実施例１に用いた生物処理装置の概略構成図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図３】実施例２に用いた生物処理装置の概略構成図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図。
【符号の説明】
１：原水、２：生物反応槽、３：沈殿槽、４：汚泥、５：返送汚泥、６：活性汚泥、７ａ、７ｂ：ロール、８：生物膜床、９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ：生物膜床移動ユニット、１０：隔壁、１１：硝化液、１２：かき取り機構、２ａ：嫌気槽、２ｂ：無酸素槽、２ｃ：硝酸化槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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