(57)【要約】【課題】嫌気性処理による有機物の分解に影響を及ぼす因子の一つに嫌気性細菌を固定した担持体と汚水との接触時間が挙げられる。この時間が長い程有機物の分解が十分に行われるのであるが従来の汚水の流し方では流れに偏りが生じ易いため設計どおりに分解反応が進まない。本発明の目的は、処理槽における汚水の流れの偏りをなくすことにより担持体と汚水との接触効率を高め、嫌気性生物による汚水の浄化能力を十分に引き出すことのできる嫌気性処理槽および汚水の生物浄化方法を提供することにある。【解決手段】嫌気性菌を固定した濾床を有し、汚水が該濾床に接触する際に旋回流を伴って流れることを特徴とする嫌気性処理槽。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性菌を固定した濾床を有し、汚水が該濾床に接触する際に旋回流を伴って流れることを特徴とする嫌気性処理槽。
【請求項２】
請求項１記載の嫌気性処理槽による嫌気性処理工程と、それより後に好気性菌による好気性処理工程とを有することを特徴とする汚水の生物浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市廃水、工業廃水等を含む汚水の生物的浄化に関するものであり、特に生物処理する際に利用する生物膜と汚水との接触を十分に行うことで生物膜の働きをより発揮させるためのものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚水の生物処理は自然の浄化作用をコンパクトにしたもので、生物処理は好気性処理と嫌気性処理とに大別される。好気性処理は反応時間が短く、良好な処理水質が得られるため生物処理の主流を成しており、その代表例が標準活性汚泥法である。しかし好気性処理は常に酸素を供給しなければならず多大な動力費が必要となる。一方、嫌気性処理は反応速度が遅い、処理水質が悪い、悪臭を伴う等の問題があるため屎尿や汚泥処理の一部に使われるに過ぎない。しかし嫌気性処理は酸素の供給が不要で、従って著しく動力費が節減されるという特徴がある。また嫌気性処理では基質エネルギーの大部分がメタンガスとして放出されるため微生物体をつくる菌体収率が極めて小さく、除去された有機物あたりの汚泥発生量は好気性処理に比較して著しく少ない。さらに嫌気性処理では病原微生物や寄生虫卵が速やかに死滅する。このように多くの特徴を有する嫌気性処理を汚水処理に取り入れたものに嫌気・好気濾床法がある。これは嫌気性処理としての嫌気性濾床法（嫌気性生物膜法）と仕上げ処理としての好気性処理とりわけ好気性濾床法（好気性生物膜法）とを組み合わせたものである。
【０００３】
図６は嫌気・好気濾床法の一例を示す処理フローシートである。まず汚水を沈砂池４に導入し比較的大きい沈降性の固形物を除去する。次に第１嫌気性処理槽１に導入する。第１嫌気性処理槽１はその底部に余剰汚泥を排出し易くするためのホッパー部１ｃを有し、内部に嫌気性濾床１ａを有する。中央部には沈砂池４から流入する汚水を嫌気性濾床１ａの下部まで案内するための導入管１ｂが垂設されている。嫌気性濾床１ａは表面に嫌気性細菌を固定した担持体を有する。汚水は嫌気性濾床１ａ中を上向きに流れながらそこに固定された嫌気性細菌と接触して分解作用を受ける。その結果、汚水に含まれる有機物がメタンガスなどに分解される。第１嫌気性処理槽１で処理された汚水は第２嫌気性処理槽２に流入し、そこで更に嫌気性処理される。第２嫌気性処理槽２は嫌気性濾床２ａ、導入管２ｂ、ホッパー部２ｃ等を有し第１嫌気性処理槽１と基本的に同様の構成である。第２嫌気性処理槽２で処理された汚水は好気性処理槽３に流入し、そこで好気性処理される。好気性処理槽３は好気性濾床３ａ、曝気管３ｂ等を有し、汚水は好気性濾床３ａの中を下へ向かって流れ、そこに固定された好気性細菌により残留有機物がメタンガスなどにさらに分解される。好気性処理槽３で処理された汚水は逆洗用水槽５を経て消毒槽６で消毒されたのち処理水として河川等へ放流される。
【０００４】
嫌気性濾床１ａ，２ａは表面に嫌気性細菌を固定した担持体（濾材）からなる。担持体は微生物を強固に固定し、汚水と微生物とのより多くの接触の機会を提供し、かつできるだけ圧力損失を生じさせないことが要求される。図７に皿状の担持体の例（斜視図）を示す。図８は図７の担持体を組み上げたもので（図８はその一部）その表面に微生物を固着して濾床を形成する。図８で汚水が矢印方向に流れると皿状担持体の表面に渦流が生じ容易に浮遊性微生物を補足する。増殖速度の極めて小さい嫌気性微生物が洗いだされないように水理学的滞留時間を設定し、そのゆっくりした通水状態で皿状担持体に補足された微生物は嫌気性生物膜を形成し、皿状担持体の表面濃度が高まりメタン菌（嫌気性微生物）による有機性汚水の分解速度は高まる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の嫌気・好気濾床法では汚水の処理は主に嫌気性処理で行い、好気性処理はあくまで仕上げとして行うものであるから嫌気性処理（第１嫌気性処理槽１と第２嫌気性処理槽２）により有機物が十分にメタンガスなどに分解されていなければならない。嫌気性処理が不十分のまま汚水が好気性処理槽２に流入すると処理水の水質が低下する。また処理が不十分な汚水を好気性処理槽２で十分な水質まで処理しようとすると好気性処理槽２の負荷が大きくなり動力費が少ないという嫌気性処理を使ったシステムの利点が失われる。
【０００６】
嫌気性処理による有機物の分解に影響を及ぼす因子の一つに嫌気性細菌を固定した担持体と汚水との接触時間が挙げられる。この時間が長い程有機物の分解が十分に行われるのであるが従来の汚水の流し方では流れに偏りが生じ易いため設計どおりに分解反応が進まない。流れの偏りとは処理槽（濾床）断面の各点における汚水の流速に分布が生じることである。処理槽（濾床）に対する汚水の供給が一箇所の供給口から行われる場合は汚水が断面方向に十分に分散されず流れに偏りが生じ易い。汚水の供給口を複数箇所設けても汚水が担持体（濾床）を通過する際の流れ抵抗は濾床各部でばらつきがあるために流れの偏りが生じてしまう。流れの偏りが生じると処理槽の有効体積が小さくなり、担持体と汚水との接触時間（処理槽有効体積ｍ３／汚水流量ｍ３／ｈ）が設計値より短くなり有機物の分解が十分に行われない。矩形の断面を有する処理槽ではコーナー部での流れが悪いため流れの偏りが特に生じやすい。十分な嫌気性処理を行うには処理槽をより大きく設計すればよいが建設コストの増大を招く。
【０００７】
本発明の目的は、処理槽における汚水の流れの偏りをなくすことにより担持体と汚水との接触効率を高め、嫌気性生物による汚水の浄化能力を十分に引き出すことのできる嫌気性処理槽および汚水の生物浄化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、嫌気性細菌を固定した担持体を有する嫌気性処理槽中を汚水が旋回流を伴って流れることにある。軸方向の押し出し流れだけでは汚水は濾床抵抗の小さい流路を多く流れるため担持体との十分な接触が得られないが、これに旋回流が加わると線速度が大きくなるため流れの偏りが緩和されるのである。これにより担持体と汚水との接触効率を高めることが可能になる。本発明では濾床を形成する担持体の形状は限定されないが皿状、円筒状、波板状、粒状等が好適に使用できる。特に濾床が皿状担持体で形成される場合は旋回方向の流れ抵抗は軸方向の流れ抵抗に比べてかなり小さいので、容易に旋回流を発生させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１０】
（比較例１）
図９は嫌気性処理槽である。濾床１ａは皿状担持体を組んで成る濾材ブロックを少し隙間を空けて３段に重ねて形成される。汚水は濾床の下部に上向きに供給され上向き流となって濾床中を流れる。図９のＣ−Ｃ矢視が図１０である。嫌気性処理槽は導入管１ｂを中心にビニール板により４つの槽に分割され各槽は濾材ブロックを２７個重ねて形成される。前記４つの槽に汚水を均等に供給するため、導入管１ｂの先端は４分割され各先端１ｂｅは各槽のほぼ中心に位置する。この嫌気性処理槽を図６の嫌気・好気濾床法の嫌気性処理槽１と嫌気性処理槽２に使用した。
【００１１】
汚水処理設備の仕様は表１の通りである。運転条件は表２に示す通りである。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
【表２】
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【００１４】
運転処理結果を表３に示す。有効容積率が１に近いほど槽内の流れに偏りがなく隅隅まで流れが行き渡っていることを示す。軸方向の流速に比べて旋回流の流速が速いほどこの有効容積率が１に近づく。表３に示すとおり有効容積率が１に比べて小さく槽内に流れの悪い空間が存在することがわかる。
【００１５】
【表３】
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【００１６】
（実施例１）
図１は嫌気性処理槽１の導入管１ｂの先端１ｂａを下向きとし、その手前に側面孔１ｂｂを設けたものである。側面孔は各分割槽の中心と同心円の接線方向に向けられる。先端から出た汚水は分散板７により跳ね返される際に分散される。側面口から出た汚水は接線方向に向かい各分割槽で旋回流８をつくる。図１のＡ−Ａ矢視図である図２に示すように汚水は嫌気性処理槽の各分割槽中を旋回流８を伴って濾床１ａと接触しながら上昇する。導入管の先端部をこのように構成したことを除いて比較例１と同様に実験を行った。
【００１７】
運転条件は表２に示す通りである。運転処理結果を表４に示す。表４に示すとおり有効容積率が改善されていることがわかる。
【００１８】
【表４】
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【００１９】
（実施例２）
図３は嫌気性処理槽の導入管の先端１ｂｃにエルボを取り付けて各分割槽の中心と同心円の接線方向に汚水を放出して旋回流８を発生させた。図２に示すように汚水は嫌気性処理槽の各分割槽中を旋回流８を伴って濾床１ａと接触しながら上昇する。導入管の先端部をこのように構成したことを除いて比較例１と同様に実験を行った。
【００２０】
運転条件は表２に示す通りである。運転処理結果を表５に示す。表５に示すとおり有効容積率が改善されていることがわかる。
【００２１】
【表５】
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【００２２】
（実施例３）
図４は嫌気性処理槽の導入管の先端に底のない筒状体１ｂｄを取り付けたものである。図５は筒状体を示し、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視図である。汚水を筒状体内壁に沿って接線方向に導入して筒状体内で旋回流をおこし、筒状体の下から汚水を旋回流の状態で嫌気性処理槽に放出する。図２に示すように汚水は嫌気性処理槽の各分割槽中を旋回流８を伴って濾床１ａと接触しながら上昇する。導入管の先端部をこのように構成したことを除いて比較例１と同様に実験を行った。
【００２３】
運転条件は表２に示す通りである。運転処理結果を表６に示す。表６に示すとおり有効容積率が改善されていることがわかる。
【００２４】
【表６】
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【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、処理槽における汚水の流れの悪い箇所をなくし担持体と汚水との接触効率を高めることで嫌気性生物による汚水の浄化能力を十分に引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の嫌気性処理槽の一例（正面図）である。
【図２】旋回流を示す図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の嫌気性処理槽の別の一例である。
【図４】本発明の嫌気性処理槽の更に別の一例である。
【図５】図４の嫌気性処理槽の導入管先端部である。
【図６】嫌気・好気濾床法による汚水処理装置の一例である。
【図７】嫌気性菌を固定する皿状担持体の一例である。
【図８】図７の皿状担持体を組んで形成した濾床の一部である。
【図９】従来の嫌気性処理槽の一例（正面図）である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ矢視図である。
【符号の説明】
１・・・第１嫌気性処理槽
１ａ・・・嫌気性濾床
１ｂ・・・導入管
１ｂａ，１ｂｃ，１ｂｅ・・・導入管先端
１ｂｂ・・・側面孔
８・・・旋回流
１ｂｄ・・・筒状体
【図１】
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【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】
2004305905.tif 000016
【図９】
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【図１０】
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