(57)【要約】【課題】従来の微生物担体を用いた生物膜処理法では、生物膜の増殖とともに  微生物担体ろ床の閉塞が発生し、高濃度有機性排水、油脂排水等を安定して処理できず、発生余剰汚泥の減容化汚泥の脱水・乾燥・焼却、焼却灰の処分等に莫大な費用を費やし各界の財政を圧迫している。【解決手段】複数の繊維からなる多重糸を多段かつル−プ状に編むように排水処理担体の微生物保持部を形成する。  高濃度有機性排水や負荷変動の大きい流入原水に対しても適応でき、既設の好気性処理槽の改善にも好適であり、余剰汚泥や臭気発生を抑制することができる。しかも、簡単な維持管理操作で長期安定維持でき、安定した処理水質を得ることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部と微生物保持部からなる排水処理担体であって、前記微生物保持部が多重糸を多段かつル−プ状に形成してなることを特徴とする排水処理担体。
【請求項２】
前記多重糸が親水性の繊維からなることを特徴とする請求項１記載の排水処理担体。
【請求項３】
前記多重糸が疎水性の繊維からなることを特徴とする請求項１記載の排水処理担体。
【請求項４】
前記多重糸が親水性の繊維と疎水性の繊維とを混合した多重糸であること特徴とする請求項１記載の排水処理担体。
【請求項５】
前記多重糸が多撚多重糸であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の排水処理担体。
【請求項６】
複数の排水処理担体を並列配置してなる排水処理担体モジュ−ルであって、前記排水処理担体は請求項１から請求項５の何れか１項に記載の排水処理担体であることを特徴とする排水処理担体モジュ−ル。
【請求項７】
複数の排水処理担体を並列配置してなる排水処理担体モジュ−ルであって、前記複数の排水処理担体の配置が請求項２記載の排水処理担体と請求項３記載の排水処理担体を交互に並列配置したものであることを特徴とする排水処理担体モジュ−ル。
【請求項８】
請求項６又は請求項７記載の排水処理担体モジュ−ルを複数並列配置し、その下部に散気装置を備えたことを特徴とする排水処理担体ユニット。
【請求項９】
排水処理槽内に請求項６又は請求項７記載の排水処理担体モジュ−ルを備えた排水処理装置であって、前記処理槽内の前記排水処理担体モジュ−ルの下部に散気装置を有することを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、微生物を利用して排水を浄化するための排水処理担体並びに排水処理担体を用いた排水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、高濃度有機性排水の処理に用いられてきた好気性微生物担体は、単一の繊維を規則的に配したもので、この繊維に浮遊物を捕捉させ、必要な処理水質を得ている（特許文献１）。
従来の排水処理では、微生物が蓄積するとろ過閉塞しやすく、また担体周辺に生成した汚泥が脱落するため、その対策として定期的ないしは適時の洗浄が必要である。また、高濃度流入排水の負荷変動に弱く、油脂排水、界面活性剤排水には不向きである。このため、嫌気性微生物担体プロセスの後に、好気性微生物担体プロセスを組合わせることにより、必要な処理水質を得ている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平  ６−６５２９１  公報
【特許文献２】特開  ２００８−２９９４３  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来、稼働中の排水処理装置の殆どは膨大なばっ気エネルギ−を消費し、除去する有機物の３０〜４０％もの余剰汚泥という産業廃棄物を排出している。
また、嫌気性微生物担体プロセスと好気性微生物担体プロセスを組合せた処理装置の場合も除去する有機物の１０％〜２０％もの余剰汚泥という産業廃棄物を排出している。
また、これまでの生物膜処理法では、微生物膜の増殖により水流の短絡やろ過閉塞が発生するので、定期的にばっ気強度を高めて空気水流によるろ床の逆洗工程と肥大した生物膜をばっ気強度を上げて洗い落す工程が必要となる。しかし、従来の微生物担体では、逆洗時に繊維に大きな引張力やせん断力が働き、損耗し易くなるという問題がある。【０００５】  本発明の目的は、微生物膜の増殖が進み肥厚化しても、微生物担体のろ過閉塞が起こりにくい排水処理担体を提供することである。
さらに本発明は、高濃度の有機性排水の処理に適用した場合でも余剰汚泥の発生を抑制し、長期にわたって安定な排水処理を可能にする排水処理モジュ−ル並びに排水処理装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、第１の発明の排水処理担体は、芯部と微生物保持部からなる排水処理担体であって、前記微生物保持部が多重糸を多段かつル−プ状に形成してなることを特徴とするものである。【０００７】  第２の発明の排水処理担体は、前記第１の発明担体であって、前記多重糸が親水性の繊維からなることを特徴とするものである。【０００８】  第３の発明の排水処理担体は、前記第１の発明担体であって、前記多重糸が疎水性の繊維からなることを特徴とするものである。【０００９】  第４の発明の排水処理担体は、前記第１の発明担体であって、前記多重糸が親水性の繊維と疎水性の繊維とを混合した混合多重糸であることを特徴とするものである。【００１０】  第５の発明の排水処理担体は、前記第１〜第４の発明の何れか１つの排水処理担体であって、前記多重糸が多撚多重糸であることを特徴とするものである。【００１１】  第６の発明の排水処理担体モジュ−ルは、複数の排水処理担体を並列に配置してなる排水処理担体モジュ−ルであって、前記排水処理担体は、前記第１〜第５の発明の何れか１つの排水処理担体であることを特徴とするものである。【００１２】  第７の発明の排水処理担体モジュ−ルは、前記第２の発明の排水処理担体と前記第３の発明の排水処理担体を交互に並列配置してなることを特徴とするものである。【００１３】  第８の発明の排水処理担体ユニットは、前記第６の発明又は第７の発明の排水処理担体モジュ−ルを複数並列配置し、その下部に散気装置を備えたことを特徴とするものである。【００１４】  第９の発明の排水処理装置は、処理槽内に前記第６又は第７の発明の排水処理担体モジュ−ルを備えた排水処理装置であって、前記処理槽内の前記排水処理担体モジュ−ルの下部に散気装置を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】  本発明に係る排水処理担体は、微生物保持部が複数の繊維からなる多重糸を多段かつル−プ状に形成してなるものであり、排水処理槽内を流れる排水流に対して適度なせん断強度を有しつつ、表面積の大きい多重糸どうしが絡み合った花の咲いたような空間率の高いフィルタ−層が形成される。
この結果、本発明の排水処理担体を用いた排水処理装置では、担体のろ過閉塞が起こりにくく、微生物層への溶存酸素も安定して供給される。
また、従来の排水処理装置に比べて余剰汚泥の発生が８０％以上抑制される。
親水性繊維と疎水性繊維を組合わせた排水処理担体（第４の発明）或いは排水処理モジュ−ル（第７の発明）を使用した場合、汚泥抑制効果は更に高い。【００１６】  親水性繊維には、水溶化した排水中の有機物質が付着しやすく、微生物も付着増殖しやすい。疎水性繊維には、排水中の油脂分や界面活性剤等難分解性有機物が付着しやすい。
このことから、親水性繊維と疎水性繊維を組合せた相乗効果によって有機物の付着性が飛躍的に向上するとともに、微生物の食物連鎖が持続することになる。この結果、処理水質の安定維持継続が可能となり、汚泥の発生が抑制できる。【００１７】  この発明でいう親水性繊維とは、水に濡れやすい親水基（水酸基）を持った繊維であり、例えば、ナイロン、アクリル、ポリエステル、ビニロン、炭素繊維、プロミックス、アセテ−ト、麻、綿、レ−ヨン、絹、ウ−ル等がある。常温から高温域（１０℃〜６０℃）で使用する場合には、ナイロン、ビニロンが望ましく、寒冷使用（１０℃以下）では、アクリル、炭素繊維が望ましい。
この発明でいう疎水性繊維とは、水に濡れ難くい親和基（炭化水素基）を持った繊維であり、例えば、ビニリデン、ポリ塩化ビニ−ル、オレフィン系のポリプロピレン、ポリエチレン、鉄類金属繊維等がある。
このうち、ビニリデン、ポリ塩化ビニ−ルは、使用環境によらず最も適している。【００１８】  本発明に係る多重糸は複数の繊維の集合体であるため、単位長さ当たりの表面積が大きい。この結果、微生物総量を大きくできる効果が得られている。【００１９】  本発明に係る排水処理担体モジュ−ル又は排水処理担体ユニットは、既設の排水処理槽に設置可能であるため、既設の活性汚泥処理装置等を好気性排水処理槽に改造できる。しかも、担体のろ過閉塞が起こり難くいため、供給する空気量を制御することで、好気性処理機能とともに通性嫌気性処理機能をも発揮することが可能である。したがって、別途嫌気性処理プロセスが不要であり、コンパクトに改造可能である。
これにより、従来の排水処理装置の嫌気性処理プロセスの省略と余剰汚泥の制御抑制そして処理水質の安定維持継続が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る排水処理担体の構造を示す模式図。
【図２】本発明に係る排水処理螺旋担体の構造を示す模式図。
【図３】本発明に係る多重糸を示す模式図。
【図４】本発明に係る親水性及び疎水性繊維の混合多重糸を示す模式図。
【図５】本発明に係る多撚多重糸を示す模式図。
【図６】本発明に係る親水性及び疎水性繊維の混合多撚多重糸を示す模式図。
【図７】本発明に係る排水処理担体モジュ−ルの構造を示す模式図。
【図８】本発明に係る親水性排水処理担体と疎水性排水処理担体を並列に配置した排水処理担体モジュ−ルの構造を示す模式図。
【図９】本発明に係る排水処理担体ユニットの構造を示す模式図。
【図１０】本発明に係る排水処理担体ユニットを排水処理装置に設置した状態を示す模式図。
【図１１】従来の排水処理装置の模式図
【図１２】本発明に係る排水処理装置の全体を示す模式図
【図１３】排水処理試験結果
【発明を実施するための形態】
【００２１】  図１に本発明に係る排水処理担体１の構造を模式的に示す。
この排水処理担体１は、芯部２と微生物保持部３からなる。前記微生物保持部３は、多重糸５を多段かつル−プ状に形成したものである。
前記芯部２は、前記微生物保持部３を支える幹の役割を果たすものである。材質等は特に拘らないが、本実施例では、多重糸５を編み込んで形成されたものであり、前記微生物保持部３に比べて高密度に編み込まれて担体強度を維持している。
芯部２の幅ｄは、担体の強度を支えるために８ｍｍ以上であることが望ましい。また、幅ｄが大きくなり過ぎると担体全体としての微生物保持率が下がるため、２０ｍｍ以下であることが望ましい。より望ましくは１０ｍｍ〜１２ｍｍの範囲である。
前記微生物保持部３の微生物増殖生産能力を高めるには、前記微生物保持部３の幅は大きい方が望ましいが、大きくなりすぎると微生物保持部のせん断強度が低下する。したがって、排水浄化能力の安定持続維持のため、微生物担体保持部３の幅Ｄ１は、６０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であることが望ましい。より望ましくは７０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲である。
【００２２】  図２に示した排水処理螺旋担体１’は、前記の排水処理担体１の芯部２を撚り螺旋形にしたものである。
この排水処理螺旋担体の径Ｄ２は、６０ｍｍ〜１００ｍｍであることが望ましく、より望ましくは７０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲である。螺旋のピッチｐも６０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲が望ましい。
この排水処理螺旋担体の場合、比表面積が大きく、空間率が大きく、排水流の通水抵抗が少なく槽内に均一な流速が生じやすいため、浮遊物の捕捉性が高くなる。
【００２３】  図３〜図６は、本発明に係る代表的な多重糸の構造を模式的に示したものである。本発明に係る多重糸は、単位長さ当たりの表面積が大きいという特徴をもつものである。表面積維持と繊維強度とのバランスから、多重糸を構成する一本の繊維は、直径０．００３ｍｍ〜０．１ｍｍであることが望ましく、より望ましくは０．０１ｍｍ〜０．０６ｍｍである。なお、多重糸を形成する繊維の本数は、担体サイズや必要強度等に合わせて適宜選択すればよいが、５０本〜２００本が適している。混合多重糸の場合、親水性繊維と疎水性繊維の割合は、２対８〜８対２であることがの望ましい。
【００２４】  図７に本発明に係る排水処理担体モジュ−ル１１の構造を模式的に示す。
この担体モジュ−ルは、上下に配置する担体固定キャンバス１２に複数の排水処理螺旋担体１’を縫製して固定したものである。各螺旋担体１’間の距離は、螺旋担体１’の径Ｄ２と同等以上であればよい。
前記排水処理螺旋担体１’を構成する多重糸は、図３〜図６に示した何れのものを使用しても構わない。
排水処理浄化条件等の使用目的に合った排水処理担体を選定することができる。
【００２５】  図８には、親水性の繊維の多重糸からなる排水処理螺旋担体と疎水性の繊維の多重糸からなる排水処理螺旋担体を交互に並列配置した排水処理担体交互モジュ−ル１１’の例を示した。
図９に、本発明に係る排水処理担体ユニット１７の構造を模式的に示す。
この排水処理担体ユニット１７は、排水処理担体モジュ−ル１１の担体固定キャンバス１２に担体モジュ−ル固定バ−１８を通して担体モジュ−ル固定格子体１９に複数並列に配置し、固定した構造になっている。
前記担体モジュ−ル固定格子体１９の下部には、散気装置固定格子体２０を配置し、散気装置２１を備えている。
また、排水処理担体モジュ−ルは、担体モジュ−ルと担体モジュ−ルとの間隔（担体モジュ−ルピッチ）ｐｍは、７０ｍｍ〜１００ｍｍが望ましい。
【００２６】  図１０に本発明に係る排水処理担体ユニット１７を排水処理槽２３に設置した構造を模式的に示す。
このように、前記排水処理ユニット１７を既設の排水処理槽内に設置してそのまま排水処理装置として適用することができる。
一方、既設の排水処理槽に散気装置２１が既に備わっている場合や装置全体を新設する場合の工事事情によっては散気装置２１と別体で排水処理担体モジュ−ルを設置することもできる。
使用する排水処理担体の本数は、排水処理槽２３のサイズや排水処理量、処理条件に応じて決定すればよい。排水処理槽の容量に対して５０％程度の担体充填率が望ましい。
【実施例】
【００２７】  図１１に従来の排水処理装置２６の構造と排水処理フロ−を模式的に示す。
従来の排水処理装置２６の一般的な生物処理の実施例では、原水槽２７に入水した原水２４は、排水処理槽２３に投入され、ブロワ−Ｂから送られるエア−２８でばっ気処理される構成になっている。
そして、固液分離槽２９で汚泥３０と処理水２５に分離され、処理水２５は放流される。また、分離された汚泥３０は、汚泥返送３１により排水処理槽２３に戻されるとともに、余剰汚泥３２として引き抜かれ、産業廃棄物として多額のコストを投じて処理・処分されている。
この従来の排水処理装置２６の生物処理では、除去有機物量の余剰汚泥量が３０％〜４０％発生し、引き抜いて脱水等して処理・処分する必要が生じているため、莫大な処理・処分費が生じている。【００２８】  図１２に本発明に係る排水処理装置の構造を模式的に示す。
本発明に係る排水処理装置３３は、図７に示した排水処理担体モジュ−ル１１又は図８に示した排水処理担体交互モジュ−ル１１’を備えた排水処理ユニット１７を、従来の排水処理装置２６の散気装置を取り払った排水処理槽２３内に配置した構成になっている。
なお、排水処理担体ユニットの増設を必要とする場合は、設置数に制限はなく、従来の排水処理装置２６の排水処理槽２３の大きさに適宜合わせて設置できる。【００２９】  図１３に、図１２の本発明装置を用いた排水処理試験結果を示す。
この試験で用いた排水処理担体は、親水性・疎水性混合多撚多重糸１０を使用した排水処理螺旋担体１’に相当のものである。
ここで用いた親水性繊維は、ナイロンであり、繊維径は０．０３ｍｍ、繊維本数は９８本である。
同じく、疎水性繊維は、ビニリデンであり、繊維径は０．０６ｍｍ、繊維本数は４２本である。それぞれの比率は、繊維径で１：２、繊維本数で７：３の仕様としたものである。担体の径ｐは７０ｍｍ、螺旋担体ピッチｐｃは８０ｍｍであり、担体モジュ−ルのピッチｐｍは８０ｍｍで、担体充填率は５０％である。【００３０】  この時の排水処理条件は以下の通りである。
原  水      ：乳製品加工排水
計画処理水量：６５０ｍ３／日
計画原水水質：ＢＯＤ８００ｍｇ／ｌ、ＳＳ（浮遊懸濁物質）２５０ｍｇ／ｌ
計画処理水質：ＢＯＤ  １５ｍｇ／ｌ、ＳＳ（浮遊懸濁物質）２５ｍｇ／ｌ以下
ＨＲＴ（：水理学的滞留時間）：２４時間処理【００３１】  実証試験結果の実験Ｎｏ１〜１２のデ−タより「ＢＯＤ６．３ｍｇ／ｌ以下」，「ＳＳ１２ｍｇ／ｌ以下」となっていて、処理水質は河川放流規制値「ＢＯＤ２０ｍｇ／ｌ以下」、「ＳＳ２５ｍｇ／ｌ以下」より低く、極めて優れていることがわかった。
そして、余剰汚泥についても発生しなかった。
【符号の説明】
【００３２】  １    排水処理担体
１’  排水処理螺旋担体
２    芯部
３    微生物保持部
４    繊維
５    多重糸
６    親水性繊維
７    疎水性繊維
８    親水性・疎水性混合多重糸
９    多撚多重糸
１０    親水性・疎水性混合多撚多重糸
１１    排水処理担体モジュ−ル
１１’  排水処理担体交互モジュ−ル
１２    担体固定キャンバス
１３    担体モジュ−ル固定ひも
１４    縫製部
１５    親水性排水処理螺旋担体
１６    疎水性排水処理螺旋担体
１７    排水処理担体ユニット
１８    担体モジュ−ル固定バ−
１９    担体モジュ−ル固定格子体
２０    散気装置固定格子体
２１    散気装置
２２    排水処理ユニットを設置した排水処理槽
２３    排水処理槽
２４    原水
２５    処理水
２６    従来の排水処理装置
２７    原水槽
２８    エア−
２９    固液分離槽
３０    汚泥
３１    汚泥返送
３２    余剰汚泥
３３    本発明に係る排水処理装置
ｐ  ：螺旋のピッチ
ｐｃ：螺旋担体のピッチ
ｐｍ：排水処理担体モジュ−ルのピッチ
ｄ  ：芯部の幅
Ｄ１  ：微生物保持部の幅
Ｄ２  ：螺旋担体の径
Ｂ  ：ブロワ−
Ｐ  ：ポンプ
【図１】
2015208743.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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