(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造プロセスから排出されたフッ素を含有する排水を生物学的に処理するに当たって、
前記排水を凝集沈殿槽に供給して凝集沈殿処理によりアルカリ土類金属の塩類を沈殿させ、
沈殿処理後の排水をそのままの状態で、嫌気性生物固定床及び不活性ガス吹き込み手段を備えた生物処理槽に直接に供給し、
前記生物処理槽において、前記嫌気性生物固定床における不活性ガスを用いた生物処理を行いかつ、一定時間にわたって生物処理を行った後あるいは所定量の排水を生物固定床に供給して生物処理を行った後、不活性ガスを用いた前記生物固定床の逆洗処理を実施し、前記逆洗処理では固定床内の余剰生物を除去すること
を特徴とする生物排水処理方法。
【請求項２】
製造プロセスから排出されたフッ素を含有する排水を生物学的に処理するに当たって、
前記排水を凝集沈殿槽に供給して凝集沈殿処理によりアルカリ土類金属の塩類を沈殿させ、
沈殿処理後の排水をそのままの状態で、好気性生物固定床、純酸素吹き込み手段及び不活性ガス吹き込み手段を備えた生物処理槽に直接に供給し、
前記生物処理槽において、前記好気性生物固定床における純酸素を用いた生物処理を行いかつ、一定時間にわたって生物処理を行った後あるいは所定量の排水を生物固定床に供給して生物処理を行った後、不活性ガスを用いた前記生物固定床の逆洗処理を実施し、前記逆洗処理では固定床内の余剰生物を除去すること
を特徴とする生物排水処理方法。
【請求項３】
製造プロセスから排出されたフッ素を含有する排水を生物学的に処理する装置であって、
前記排水からアルカリ土類金属の塩類を沈殿させる凝集沈殿槽、及び
前記凝集沈殿槽からの排水がそのままの状態で直接に供給される、嫌気性生物固定床及び不活性ガス吹き込み手段を備えた嫌気性生物固定床装置
を含んでなり、かつ
一定時間にわたって生物処理を行った後あるいは所定量の排水を生物固定床に供給して生物処理を行った後、不活性ガスを用いた前記生物固定床の逆洗処理を実施し、前記逆洗処理では固定床内の余剰生物を除去すること
を特徴とする生物排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水の生物学的処理方法及び装置に関し、さらに詳しく述べると、製造プロセスから排出された工場排水等の排水を生物学的に処理する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、事業所において製造プロセスから排出された工場排水、例えば有機排水やフッ素等の各種の化学物質を含む排水を、それを下水道に放流するかもしくは公共用水域（河川等）に直接に放流する前、有害物質、汚染物質等の除去のために処理することが非常に重要になっている。例えば、国や地方自治体は、環境の保全や排水に原因する水質の汚濁を防止するため、水質汚濁防止法といった法律や、各種化学物質の排出基準等の条例を定めており、また、したがって、事業所等は、排水を処理するに当たって、その排水中の有害物質等の濃度が規準値以下になるように、完全な形で処理を行わなければならない。
【０００３】
排水処理の１手法として、排水を生物学的に処理する生物排水処理が幅広く用いられており、良好な成績を収めている。生物処理は、排水中に含まれる生物の代謝作用を利用して、排水中の有機物を安定化させることと、沈殿しやすい固形分に変化させることを目的とした処理法である。生物処理のプロセスは、大きく分けると、例えば活性汚泥法などのように生物を浮遊させて処理を行う生物浮遊法と、生物を担体等に固着して処理を行う生物固定法とがある。
【０００４】
従来の典型的な生物排水処理は、例えば、酸素の不存在下で排水を処理し、排水中に含まれる生物の作用により有機物を分解する嫌気処理である。この方法は、しかし、処理槽内を嫌気状態に保つため、その実施のために生物浮遊式処理槽を使用しなければならず、生物濃度の維持や管理が困難であるという問題をかかえている。すなわち、この方法の場合、処理の安定化のために、処理槽内の生物濃度を高くかつ一定に保つ必要があり、この作業に多くの工数と時間がかかっていた。
【０００５】
また、従来のフッ素を含有する生物排水の処理では、生物処理に先がけて例えば消石灰（水酸化カルシウム）などで予め凝集沈殿させる作業が行われている。この作業により残存し、かつ元々排水中に含まれる各種のアルカリ土類金属の塩類が生物処理に対して悪い影響を及ぼすのを回避するため、通常、炭酸ナトリウム等を用いた追加の凝集沈殿処理を併用している。また、この追加の凝集沈殿処理のため、処理装置の設置スペースを広くとらなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記したような従来の技術の問題点を解決して、複雑な排水処理運営を必要とせず、生物処理を必要とする排水の安定な処理を可能とするような生物排水処理方法を提供することにある。
本発明の目的は、また、このような生物排水処理方法を実施するためのものであって、大きな設置スペースを必要としないような生物排水処理装置を提供することにある。
【０００７】
本発明のその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その１つの面において、排水を生物学的に処理するに当たって、嫌気性生物固定床における生物処理及びそれに引き続く不活性ガスを用いた逆洗処理を組み合わせて実施することを特徴とする生物排水処理方法にある。
また、本発明は、そのもう１つの面において、排水を生物学的に処理する装置であって、アルカリ土類凝集沈殿の後段に純酸素曝気を伴う生物固定床装置を組み合わせて含んでなることを特徴とする生物排水処理装置にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による生物排水処理方法及び装置は、いろいろな好ましい実施の形態を有することができる。下記のものに限定されるわけではないけれども、本発明の好ましい実施の形態を以下において説明する。
本発明の生物排水処理方法は、上記したように、生物固定床における生物処理及びそれに引き続く不活性ガスを用いた逆洗処理を組み合わせて実施することに特徴がある。ここで、嫌気槽としての生物固定床は、この技術分野で通常使用されている構造を有することができ、したがって、生物固定のための充填材も、この技術分野で良く知られている材料であることができる。適当な充填材として、例えば、多孔質の鉱石、繊維材料などを挙げることができる。この充填材により、生物処理の間じゅう、固定床内の生物濃度を高濃度で一定に保持することができる。また、固定床の大きさ及びその中に詰められる充填材の形状及び大きさは、排水処理の規模や所望とする結果などのファクタに応じて広く変更することができる。
【００１０】
生物固定床に固着されるべき生物は、排水の組成などによって変更があるというものの、適当な生物の一例を示すと、ゾーグレア、アメーバー、ツリガネムシなどの微生物である。このような生物は自然に固着し、増殖していく。
本発明方法では、一定時間にわたって生物処理を行った後あるいは所定量の排水を生物固定床に供給して生物処理を行った後、不活性ガスを用いて逆洗処理を実施する。逆洗処理は、固定床内の余剰生物を除去するためのもので、この技術分野において一般的に行われているように、固定床に空気の代りに不活性ガスを吹き込むことによって行うことができる。適当な不活性ガスとしては、純酵素より安価な窒素ガスやアルゴンガスなどが挙げられ、また、このガスの吹き込みのための手段としては、例えば、散気管、スプレーノズル、有孔導管などが挙げられる。不活性ガスによる逆洗処理は、時間により自動的に行うのが好ましい。また、この不活性ガスによる逆洗処理に組み合わせて、必要ならば、水を用いた水逆洗を併用してもよい。
【００１１】
本発明の生物排水処理方法は、上記した嫌気生物処理に代えて、好気生物処理として実施することもできる。この場合には、生物固定床における生物処理を実施する際、その固定床に対して純酸素の曝気を行う。また、可能ならば、純酸素に代えて酸素富化のガスを使用してもよい。曝気の方法は、上記した逆洗処理に準じて行ってもよく、さもなければ、その他の公知の手法に従って実施してもよい。この純酸素曝気により、高負荷処理が可能となり、また、したがって、従来実施されていた凝集沈殿処理を省略することができる。すなわち、本発明によれば、排水をそのままの状態で生物固定床に直接に送り込むことができる。生物固定床で所定の処理を行った後、排水の逆洗処理を行う。この逆洗処理は、純酵素を用いて行うことができるというものの、先に述べたように窒素ガス等の不活性ガスを使用して行う逆洗が、コストの面などから有利である。
【００１２】
さらに、生物処理を必要とする排水にフッ素等の有害物質が含まれる場合には、排水中のアルカリ土類金属の塩類を例えば消石灰などで凝集沈殿させた後に続けて、そのままの状態で、後段の生物固定床にて処理を行うことができる。凝集沈殿物を回収するための特別の手段を生物固定床の前に設置することは不要である。ここで、好気生物処理を行うのであるならば、純酸素を固定床に供給し、また、嫌気生物処理を行うのであるならば、窒素ガス等の不活性ガスを固定床に供給する。生物固定床で所定の処理を行った後、必要に応じて、排水の逆洗処理を行う。この逆洗処理は、先に述べたように窒素ガス等の不活性ガスを使用して行うのが有利である。
【００１３】
本発明の生物排水処理装置は、生物固定床装置及びそれに引き続く不活性ガス逆洗処理装置を組み合わせて含んでなることを特徴としている。ここで、生物固定床装置は、上記したような生物固定床を含む常用の装置であることができ、逆洗、曝気等のための散気管あるいはそれに類する手段及びエア抜きのための自動弁を装備することができる。さらに、この装置には、好ましくは導管を介して不活性ガス逆洗処理装置が接続される。逆洗処理装置は、この技術分野において一般的なように、バッファータンクをもって構成することができる。
【００１４】
生物固定床装置は、好ましくは、純酸素曝気装置を装備することができる。純酸素曝気装置は、先に説明した逆洗処理装置と同様、バッファータンクをもって構成することができ、さもなければ、その他の常用の構成としてもよい。
また、生物排水処理装置は、好ましくは、生物固定床装置とそれに引き続く不活性ガス逆洗処理装置の前段にアルカリ土類塩凝集沈殿処理装置を有することができる。アルカリ土類塩凝集沈殿処理装置は、この技術分野において一般的に用いられているものをそのままあるいは改良して使用することができる。アルカリ土類塩凝集沈殿処理装置と生物固定床装置の間に沈殿回収装置等の余分な装置を設置することは不要である。
【００１５】
本発明による生物排水処理装置において、それを構成する個々の装置は、ここで特に説明するまでもなく、この技術分野において通常行われているようにして相互を接続し、また、必要に応じて、自動弁、計測器、その他の手段を取り付けることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではないことを理解されたい。
図１は、不活性ガスを逆洗に使用した嫌気生物排水処理装置の系統図である。ＦＲＰ製の排水原水槽１の排水は、送水パイプ１１により生物処理槽４に供給される。ここで、生物処理槽４は、軟鋼製で硬質ゴムライニングを有している嫌気生物固定床であって、図示のように、固定床４１、散気管４２及びエア抜きのための自動弁４３を装備している。固定床４１の充填材は多孔質の鉱石であり、また、それに固着された生物はBacillus、メタン生成菌などである。生物処理槽４は、固定床であるので、生物濃度が高濃度に保たれており、したがって、安定に生物処理を行うことができる。一定時間にわたって生物処理を行った後あるいは所定流量の排水の処理が完了した後、自動弁１５を開いて、バッファータンク５内の不活性ガス（ここでは窒素ガスを使用）を生物処理槽４に導入する。不活性ガスが散気管４２から噴射されるので、固定床４１をその下方から逆洗することができる。この不活性ガスによる逆洗の間、エア抜きのため、自動弁４３も開放する。また、必要があれば、逆洗用ポンプ１７により処理水槽６の水を自動弁１６を介して導入して、生物処理槽４の下部にて追加の水逆洗を行ってもよい。水逆洗のため、通常、処理水量の２〜３倍量の水を送水するのが好ましい。逆洗処理の完了後、生物処理槽４において生成した処理水は、自動弁１９を介して処理水槽６に送られ、また、逆洗排水は、自動弁１８を介して逆洗排水槽７に送られる。
【００１７】
上記した嫌気生物排水処理装置の変形として、同じ装置を使用してかつ基本的に同様な手法に従って好気生物排水処理も行うことができる。この場合には、不活性ガスに代えて純酸素をバッファータンク５内で使用し、この純酸素を、自動弁１５を開いて、散気管４２から生物処理槽４に導入し、曝気する。曝気の条件は、槽内溶存酸素量が１〜１．２ppm となるように調整する。この処理により、高負荷処理が可能となり、アルカリ土類塩凝集沈殿処理後の生物処理も可能となる。生物処理が完了した後、排水の逆洗を行う。ここで、自動弁１５を開いて、バッファータンク５内の純酸素を生物処理槽４に導入することができるけれども、コストの低減のため、窒素ガス等の不活性ガスを使用することが好ましい。すなわち、開放していた自動弁１５を自動弁１４に切替え、バッファータンク５の別のチャンバ内の不活性ガス（ここでは窒素ガスを使用）を生物処理槽４に導入することが好ましい。
【００１８】
図２は、アルカリ土類金属塩の凝集沈殿処理とその後の生物処理を連続的に行うことのできる生物排水処理装置の系統図である。この生物排水処理装置は、フッ素等を含有する要生物処理排水の処理に有利に使用することができる。
ＰＥ製の排水原水槽１の排水は、送水パイプ１１により軟鋼製で硬質ゴムライニングを有している反応槽２に、そしてさらに軟鋼製でタールエポキシライニングを有している沈殿槽３に供給される。沈殿槽３で、消石灰を用いて、常用の手法に従ってアルカリ土類金属塩の凝集沈殿処理を行う。この凝集沈殿処理の結果として生成した沈殿は、送泥ポンプ１３を介して汚泥として排出される。そして、沈殿処理後の排水は、送液ポンプ１２を介して生物処理槽４に直接にかつ連続的に供給される。生物処理槽４における処理は、基本的に図１を参照して説明した手法に従って実施することができる。なお、本例でも、好気生物処理を行うのであるならば、純酸素をバッファータンク５に収容して、自動弁１４の開放により生物処理槽４に導入し、また、嫌気生物処理を行うのであるならば、不活性ガスをバッファータンク５に収容して、自動弁１４の開放により生物処理槽４に導入する。
【００１９】
また、図２では特に固定床式生物処理について説明したけれども、所望ならば、それに代えて浮遊式生物処理も使用することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、生物固定床において不活性ガスを用いて逆洗を行うので、高負荷処理を行うことができ、安定性の高い嫌気生物処理を行うことができ、また、その際、複雑な排水処理運営を行うことは不必要である。また、上記のような嫌気生物処理に代えて好気生物処理を行う場合には、生物固定床において純酸素曝気を行うことにより、同じく高負荷処理を行うことができ、アルカリ土類塩除去用の凝集沈殿槽を特別に設けずに、アルカリ土類塩凝集沈殿処理後の排水をそのまま直接に、連続して生物固定床で処理することができる。また、凝集沈殿槽が不要となるので、装置の設置スペースをコンパクトにおさめることができる。本発明による生物排水処理方法及び装置は、したがって、有機排水、フッ素等を含有する要生物処理排水の排出を余儀なくされている事業所等において、処理経費及び処理スペースの削減あるいは水質汚濁の防止及び環境の保全に寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による生物排水処理装置の好ましい１態様を示した系統図である。
【図２】本発明による生物排水処理装置のもう１つの好ましい態様を示した系統図である。
【符号の説明】
１…排水原水槽
２…反応槽
３…沈殿槽
４…生物処理槽
５…バッファータンク
６…処理水槽
７…逆洗排水槽
１１…送水ポンプ
１２…送液ポンプ
１３…送泥ポンプ
１４…自動弁
１５…自動弁
１６…自動弁
１７…逆洗用ポンプ
１８…自動弁
１９…自動弁
４１…固定床
４２…散気管
４３…自動弁
【図１】
0003818706.tif 000002
【図２】
0003818706.tif 000003