JP2001246390A

JP2001246390A - 二床並置型好気濾床槽及び汚水浄化槽、並びにこれらの運転方法

Info

Publication number: JP2001246390A
Application number: JP2000152756A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hibino; 淳日比野; Masaki Date; 正記伊達; Nobuyoshi Katagai; 信義片貝
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【解決手段】生物反応床５を有する生物反応槽１３と濾
過床６を有する濾過槽１４とが上流側からこの順に仕切
壁１５を隔てて並置され、前記生物反応床５の下部また
は下方には反応用散気部材９が設置され、前記濾過床６
の下部または下方には洗浄用散気部材１０が設置されて
いる好気濾床槽であって、濾過床６の下方には空間部７
が設けられているとともに、その空間部７又はその近辺
に移送ポンプ１１の吸込口が配置されている好気濾床槽
３。【効果】処理水の水質が良好となる。洗浄時の洗浄排水
の引き抜き速度は重力による自然流下速度よりも少し大
きい程度でよいので、省エネルギーに寄与する。また、
既存の屎尿単独処理浄化槽へ付加させ、これを合併処理
浄化槽へ転換させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、し尿や雑排水など
が合併された汚水（排水）の処理や、既設単独浄化槽に
付加設備とし付加させ、これを合併浄化槽へと転換でき
る二床（生物反応床及び濾過床）並置型好気濾床槽、こ
の二床並置型好気濾床槽を備える汚水浄化槽、及びこれ
らの運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚水浄化槽における好気処理槽を、生物
反応槽（生物反応床を有する室）と濾過槽（濾過床を有
する室）との２つの槽（もしくは、室）に分け、通常の
汚水処理時（生物反応時）は生物反応床を下向流で、つ
づいて濾過床を上向流で通液し、濾過床の洗浄時は、濾
過床の下方に設置した洗浄用散気部材により濾過材をバ
ブリングして濾過材に付着した浮遊性懸濁物（以下、Ｓ
Ｓという。）を遊離させると同時に、生物反応槽中の処
理水を洗浄用水として通常の汚水処理時と同様に濾過床
を上向流で通液した後、濾過床の上方に設置したエアリ
フトポンプ吸込口から排水する方法はすでに知られてい
る（特開平５−１０４０８６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、上向流濾過方式の特性によってＳＳは濾過材下部に
捕捉され易く、捕捉されたＳＳが通常の汚水処理時にも
遊離して濾過槽底部に堆積し、この堆積したＳＳが堆積
汚泥となり、嫌気化して処理水の悪化に繋がる問題があ
る。また、濾過床の洗浄時における濾過槽内の液の流れ
は上向流であり、しかも洗浄用水は遊離したＳＳを運ぶ
必要があるので、通液速度を所定以上に高めねばならず
（したがって、エアリフトポンプに多量の空気を送らな
ければならない）、多くのエネルギーを必要とする。本
発明の目的は、上記問題を解消すること、すなわち、良
好な水質の処理水が得られるともに、省エネルギー化に
寄与する好気濾床槽、汚水浄化槽及びこれらの運転方法
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の構成をとった。すなわち、本発明の
好気濾床槽は、生物反応床５を有する生物反応槽１３と
濾過床６を有する濾過槽１４とが上流側からこの順に仕
切壁１５を隔てて並置され、前記生物反応床５の下部ま
たは下方には反応用散気部材９が設置され、前記濾過床
６の下部または下方には洗浄用散気部材１０が設置され
ている好気濾床槽であって、前記濾過床６の下方には空
間部７が設けられているとともに、その空間部７又はそ
の近辺に移送ポンプ１１の吸込口が配置されている好気
濾床槽３である。

【０００５】この好気濾床槽３において、通常の処理時
（生物反応時）、汚水は生物反応床を下向きで流れ、つ
づいて濾過床を上向きで流れる構造とすることができ
る。

【０００６】また、この好気濾床槽３においては、濾過
床６内に充填する充填材は、好ましくは、浮上性充填材
とする。濾過床６内を散気撹拌した際に、浮上性充填材
が先に浮上し、充填材（濾材）から遊離したＳＳが濾過
床６下方の空間部７へ移行しやすいこと（したがって、
吸込口からＳＳを効果的に引き抜きやすい）、濾過床６
を通過した液の透明度が高いことなどの理由による。

【０００７】また、この好気濾床槽３においては、通常
の汚水処理時に、生物反応槽１３下部の液は濾過槽１４
下部へ流れ込む構造とする。そのために、生物反応槽１
３と濾過槽１４との間にある仕切壁１５の下部に移流口
８を設けて、生物反応槽１３下部と濾過槽１４下部とを
連通させるとよい。また、移流口８によらず、誘導路２
０ａ、２０ｂによって生物反応槽１３下部の槽内液を濾
過槽１４下部へ誘導してもよい。

【０００８】なお、生物反応床５は、外槽壁及び仕切壁
１５によって形成される一区画（室もしくは槽）にあっ
て、その上水平面及び下水平面をそれぞれ覆うことがで
きる通水性板材１９（通常は上下の２枚）に挟まれ、そ
の中に生物担体（接触材）としての充填材を充填して形
成することができる。また、濾過床６は、外槽壁及び仕
切壁１５によって形成される一区画（室もしくは槽）に
あって、その上水平面及び下水平面をそれぞれ覆うこと
ができる通水性板材１９（通常は上下の２枚）に挟ま
れ、その中に濾材などの充填材を充填して形成すること
ができる。

【０００９】また、本発明で用いられる移送ポンプ１１
としては、送液できるものであればよく、特に限定され
ない。好ましくは、消費電力の少ないエアリフトポンプ
である。

【００１０】本発明は、また、上記の好気濾床槽３を利
用し、これを組み込んだ汚水浄化槽にも関する。そのよ
うな汚水浄化槽の好ましいものは、上流から順に、嫌気
処理槽（１，２）と、上記の好気濾床槽３と、消毒槽４
とを備える汚水浄化槽である。

【００１１】本発明は、更に、上記好気濾床槽の運転方
法にも関する。すなわち、上記好気濾床槽３を運転する
場合に、通常処理時は、生物反応床５を下向きに、濾過
床６を上向きに通液するとともに、反応用散気部材９か
ら散気するが、洗浄用散気部材１０からは散気せず、濾
過床の洗浄時は、洗浄用散気部材１０から散気しつつ、
濾過床６の下方の空間部７又はその近辺に設けた移送ポ
ンプ吸込口から洗浄排水を引き抜く（引き抜かれた洗浄
排水は、別途、処理される。）ことを特徴とする、好気
濾床槽の運転方法である。

【００１２】上記運転方法において、通常処理時におけ
る反応用散気部材９からの散気は、連続散気とすること
もできるが、好ましくは、散気と散気停止とを交互に繰
り返し行う間欠的散気である。また、この間欠的散気に
同期させて、好気濾床槽への汚水供給を通常処理時に間
欠的に行うことが好ましい。

【００１３】また、本発明は、上記汚水浄化槽の運転方
法にも関する。本発明の汚水浄化槽を運転する場合に、
通常処理時は、汚水を嫌気処理槽１に供給し、順次、好
気濾床槽３では生物反応床５を下向流で、濾過床６を上
向流で流すとともに、反応用散気部材９から散気する
が、洗浄用散気部材１０からは散気せず、濾過床６の洗
浄時には、洗浄用散気部材１０から散気しつつ、濾過床
６の下方の空間部７又はその近辺に設けた移送ポンプ吸
込口から吸い込んだ洗浄排水を前記好気濾床槽３よりも
上流の槽へ返送する。

【００１４】上記運転方法において、通常処理時、反応
用散気部材９からの散気は、連続散気とすることもでき
るが、好ましくは、散気と散気停止とを交互に繰り返し
行う間欠的散気である。また、この間欠的散気に同期さ
せて、嫌気処理槽２からの好気濾床槽３への液移流を通
常処理時に間欠的に行うことが好ましい。

【００１５】

【作用】通常の汚水処理時、濾過槽１４では液は上向き
に流れるので、ＳＳは濾過床６の下部で高濃度に捕捉さ
れる。捕捉された高濃度のＳＳは、洗浄時に、濾材から
遊離して濾過床６の下方の空間部７に移行し、濾過床６
の下方の空間部７又はその近辺に設けた移送ポンプ吸込
口から洗浄排水とともに効果的に引き抜かれる。この
際、洗浄時の洗浄排水の引き抜き速度は特に制限されな
い。また、通常の汚水処理時において、好気濾床槽３内
への散気が散気と散気停止とを交互に繰り返す間欠的散
気の場合、半嫌気状態（又は嫌気状態）となって好気濾
床３内でも脱窒反応が起こる。この間欠的散気に同期さ
せて嫌気処理槽２から好気濾床槽への液移流を通常処理
時に間欠的・周期的に行えば、脱窒反応は更に進行す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面に
より更に具体的に説明する。図１は本発明に係る一例の
好気濾床槽３である。生物反応床５及び濾過床６に充填
する充填材として、いずれにも粒状担体の一つのスポン
ジ担体を用いている。生物反応槽１３に生物反応床５が
形成され、その生物反応床５の下部に反応用散気管９が
設けられている。また、濾過槽１４には濾過床６が形成
され、濾過床６の下方に洗浄用散気管１０が設けられて
いる。そして、濾過床６の下方には空間部７を設け、そ
の空間部７には濾過床６を洗浄する際に洗浄排水を嫌気
処理槽１へ返送するためのエアリフトポンプ（その吸込
口）１１が設けられている。

【００１７】生物反応床５の上側には通水性板材１９を
配置し、充填した担体が流出しないように保持してい
る。生物反応槽１３の下部には移流口８が設けられ、生
物反応槽１３で処理された汚水はこの移流口８を経て濾
過槽１４へ移流する。また、移流口８にも通水性板材１
９を設け、担体が流出しないようにしている。

【００１８】通常の汚水処理時（生物反応時）には、汚
水（排水）の好気処理を行わせるために、生物反応床５
の下部に設けている散気管９から空気を吐出させる。そ
の際、生物反応床５中の担体は散気による効果で上下に
流動する。濾過床６の洗浄時は、散気管９から空気を吐
出させても構わないが、通常は、吐出させない。生物反
応床５においては主として、有機物の酸化・分解とアン
モニアの硝化が進行する。

【００１９】通常の汚水処理時、濾過床６では生物反応
床５下部から移流される液で上向きに流れ、その持込み
酸素（溶存酸素）で好気反応が継続するとともに、充填
した充填材（静止状態）でＳＳを捕捉（濾過）する。濾
過床６は徐々に閉塞する。捕捉されたＳＳは自然にも充
填材から遊離して濾過床下方の空間部７の底部に落ち、
堆積汚泥となる部分も存在する。上記濾過床６の閉塞及
び堆積汚泥の除去のため、濾過床６及び空間部７を定期
的に洗浄する。洗浄時は、濾過床６の下方に設けている
洗浄用散気管１０から空気を吐出させ、空間部７を撹拌
するとともに、濾過床６中の充填材を流動させ、捕捉さ
れているＳＳを遊離させる。

【００２０】遊離したＳＳ及び堆積汚泥を含む洗浄排水
はエアリフトポンプ１１を用いて引き抜く。この際、エ
アリフトポンプ１１の吸込口は、空間部７の最深部に設
置することが好ましい。また、散気管１０も空間部７の
最深部に設置されていることが好ましい。

【００２１】濾過床６の上部には通水性板材１９を配置
し、充填材が流れ出ないように押さえている。その下部
にもエアリフトポンプ１１からの流出を防ぐために、普
通は通水性板材１９を配置しておく。通常の運転時で
は、濾過床６を流れる液は上向きであり、その上向流で
充填材（特に、浮上性充填材である場合）が上に圧され
て捕捉（濾過）効率が上がる。

【００２２】濾過床６及び空間部７の洗浄は、タイマー
等の使用によって定期的に（通常は１日に１回で、１〜
３０分程度、汚水の流入の少ない夜間）、かつ自動的に
行うことができる。洗浄の時刻、時間、及び頻度は、任
意に設定できることが好ましい。また、手動操作により
任意の時間においても洗浄できることが好ましい。

【００２３】なお、上で述べた好気濾床槽の生物反応床
５は、通常の運転時においては流動床としたが、これは
流動床に限らず、例えば、波板状濾材、板状ヘチマ様濾
材及び紐状濾材のような充填材を充填した固定床であっ
てもよい。また、濾過床６については固定床とすること
もできるが、好ましくは流動床であり、更に好ましくは
浮上性充填材を充填した流動床である。また、生物反応
床５の下方には空間部をつくらないようにする。有機物
が酸化・分解した際に発生する汚泥（ＳＳ）が空間部に
堆積して嫌気化し、水質に悪影響を与えるからである。

【００２４】図２は本発明に係る他の例の好気濾床槽３
で、空間部７がホッパー形状をしている例である。濾過
床６により捕捉されたＳＳが遊離して濾過床下方の空間
部７の底部に落ちると、空間部７はホッパー形状をして
いるため、堆積汚泥を集積し易い。そのため、エアリフ
トポンプ１１によって堆積汚泥を効率よく引き抜くこと
ができる。

【００２５】図３は、本発明に係るまた別の例の好気濾
床槽である。図１及び図２の好気濾床槽では、生物反応
槽下部と濾過槽下部とが、仕切壁１５下部に設けられた
移流口８によって連通しているが、図３の好気濾床槽３
は図示されるように誘導路２０ａ、２０ｂによって生物
反応槽１３下部の槽内液が濾過槽１４下部へ誘導される
構造となっている。

【００２６】次に、本発明の好気濾床槽を利用し、これ
を組み込んだ汚水浄化槽について説明する。図４は、図
１の好気濾床槽を組み込んだ汚水浄化槽の例である。こ
の汚水浄化槽は上流側から、嫌気濾床槽第一室１、嫌気
濾床槽第二室２、好気濾床槽３（生物反応床５及び濾過
床６を有する）及び消毒槽４の各槽に分画されている。
嫌気濾床槽第一室１及び嫌気濾床槽第二室２には、網様
円筒状濾材等の接触材が充填され、好気濾床槽３の生物
反応床５及び濾過床６にはスポンジ担体等の充填材（担
体）が充填されている。また、洗浄時の濾過床６の洗浄
排水は、エアリフトポンプ１１により洗浄排水移送管１
２を通って嫌気処理槽第一室１に返送される構造であ
り、洗浄時に充填材（担体）から遊離したＳＳ及び濾過
床下方の空間部７の堆積汚泥は、嫌気処理槽第一室１に
返送される。

【００２７】通常の処理時（生物反応時）における反応
用散気部材９からの散気は、連続散気とすることもでき
るが、好ましくは、散気と散気停止とを交互に周期的に
繰り返し行う間欠的散気である。この間欠的散気におけ
る散気時間と散気停止時間との比率は、概ね２：１が好
ましい。これは、硝化速度が脱窒速度の概ね１／２であ
ることから、この比率にすると硝化と脱窒がバランスよ
く行なわれるためである。なお、通常の処理時（生物反
応時）中は、洗浄用散気管１０からは散気しない。

【００２８】図示は省略するが、洗浄排水を一時貯留で
きるように、濾過床６の上流側で流量調整機能をもたせ
てもよい。また、消毒槽４に流入する前の処理水を嫌気
処理槽第一室１に循環させる循環装置（処理水を汲み上
げる循環水用エアリフトポンプと処理水を嫌気処理槽第
一室１に移送する循環水移送管とからなるもの）を付加
してもよい。なお、好気濾床槽３の上流の槽として、嫌
気濾床槽（第一室）１や嫌気濾床槽（第二室）２以外
に、他の目的の槽（例えば、沈殿分離室、調整槽、ポン
プ槽）を付加してもよい。

【００２９】図５は、図３の好気濾床槽を組み込んだ汚
水浄化槽である。この汚水浄化槽では、嫌気濾床槽第二
室２から好気濾床槽３への移流管１７内に流量調整ポン
プ１８を配置し、その移流管１７を経由する液の移流を
間欠的・周期的に行なっている。液の移流のタイミング
は、好ましくは、散気管９からの散気−散気停止のタイ
ミングに合わせる。これは、生物反応槽１３内で散気管
９からの散気（好気状態）によりアンモニアが硝酸態窒
素になり（硝化反応）、次に散気停止（嫌気状態）によ
り硝酸態窒素が窒素ガス（脱窒反応）になり、その際、
有機物（炭素）が必要なためである。移流に要する時間
も汚水浄化槽への流入量によって変化する。その他の汚
水浄化槽の構造（嫌気濾床槽第一室１、嫌気濾床槽第二
室２）は、図４と同様である。

【００３０】濾過床６の洗浄時では、その濾過床６内に
ある液に相当する量を引き抜く方式をとる。洗浄時、濾
過床６の下方に設けている洗浄用散気管１０から空気を
吐出させ、そのときの洗浄排水をエアリフトポンプ１１
を用いて引き抜く。引抜きは、濾過床６内の水位が濾過
床６の下部に配置した通水性板材１９に下がるまで行
う。

【００３１】

【発明の効果】本発明の好気濾床槽又は運転方法によれ
ば、洗浄時にＳＳ濃度の高い洗浄排水を引き抜き、濾過
槽に残るＳＳ量を低くすることができるので、処理水の
水質が良好となる。また、洗浄時の洗浄排水の引き抜き
速度は従来よりも小さい程度でよく、そのため、省エネ
ルギーに寄与する。また、既存の（し尿）単独処理浄化
槽へ本発明の好気濾床槽を付加させ、合併処理浄化槽へ
転換させることもできる。

【００３２】本発明の汚水浄化槽又は運転方法によれ
ば、洗浄時にＳＳ濃度の高い洗浄排水を嫌気処理槽へ戻
すこととなるので、濾過槽に残るＳＳ量を低くすること
ができ、したがって、処理水の水質が良好となる。ま
た、洗浄時の洗浄排水の引き抜き速度は重力による自然
流下の程度でよく、そのため、省エネルギーにも寄与す
る。また、通常の汚水処理時において、散気と散気停止
とを交互に繰り返す間欠的散気とすると、好気濾床内に
おいても脱窒反応が起こり窒素除去性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一例の好気濾床槽を側面から見た
構成略図で、（ａ）は通常運転時、（ｂ）は洗浄時であ
る。

【図２】本発明に係る他の例の好気濾床槽（空間部がホ
ッパー形状）を側面から見た構成略図で、（ａ）は通常
運転時、（ｂ）は洗浄時である。

【図３】本発明に係る更に別の例の好気濾床槽を側面か
ら見た構成略図である。

【図４】本発明に係る一例の汚水浄化槽を側面から見た
構成略図である。

【図５】本発明に係る他の例の汚水浄化槽を側面から見
た構成略図である。

【符号の説明】

１：嫌気濾床槽第一室２：嫌気濾床槽第二室３：好気濾床槽４：消毒槽５：生物反応床６：濾過床７：空間部
８：移流口９：反応用散気部材（散気管）１０：洗浄用散気部材（散気管）１１：移送ポンプ（エアリフトポンプ）１２：洗浄排水移送管１３：生物反応槽１４：濾過槽１５：仕切壁１６：空気配管接続口１７：移流管１８：流量調整ポンプ１９：通水性板材２０ａ：誘導路２０ｂ：誘導路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D003 AA15 BA02 CA02 CA08 DA08 EA15 EA16 EA19 EA28 4D027 AB07 AB14 4D040 BB05 BB07 BB24 BB42 BB54 BB57 BB65 BB66 BB82

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生物反応床を有する生物反応槽と濾過床を
有する濾過槽とが上流側からこの順に仕切壁を隔てて並
置され、前記生物反応床の下部または下方には反応用散
気部材が設置され、前記濾過床の下部または下方には洗
浄用散気部材が設置されている好気濾床槽であって、前
記濾過床の下方には空間部が設けられているとともに、
その空間部又はその近辺に移送ポンプの吸込口が配置さ
れている好気濾床槽。
【請求項２】通常処理時、汚水は生物反応床を下向きで
流れ、濾過床を上向きで流れる構造の請求項１の好気濾
床槽。
【請求項３】濾過床内の充填材は浮上性充填材である、
請求項１又は２の好気濾床槽。
【請求項４】生物反応槽下部と濾過槽下部とは、仕切壁
下部に設けられた移流口によって連通している、請求項
１〜３のいずれかの好気濾床槽。
【請求項５】生物反応槽下部の槽内液は誘導路によって
濾過槽下部へ誘導される構造である、請求項１〜３のい
ずれかの好気濾床槽。
【請求項６】上流から順に、嫌気処理槽、請求項１〜５
のいずれかの好気濾床槽、及び消毒槽、を備える汚水浄
化槽。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかの好気濾床槽を運
転する場合に、通常処理時は、汚水は生物反応床を下向
流で、濾過床を上向流で流すとともに、反応用散気部材
から散気するが、洗浄用散気部材からは散気せず、濾過
床の洗浄時は、洗浄用散気部材から散気しつつ、濾過床
の下方の空間部又はその近辺に設けた移送ポンプ吸込口
から洗浄排水を引き抜く、好気濾床槽の運転方法。
【請求項８】通常処理時、反応用散気部材からの散気
は、散気と散気停止とを交互に繰り返し行う間欠的散気
である、請求項７の運転方法。
【請求項９】通常処理時の間欠的散気に同期させて、好
気濾床槽への汚水供給を間欠的に行う、請求項８の運転
方法。
【請求項１０】請求項６の汚水浄化槽を運転する場合
に、通常処理時は、汚水を嫌気処理槽に供給し、順次、
好気濾床槽では生物反応床を下向流で、濾過床を上向流
で流すとともに、反応用散気部材から散気するが、洗浄
用散気部材からは散気せず、濾過床の洗浄時は、洗浄用
散気部材から散気しつつ、濾過床の下方の空間部又はそ
の近辺に設けた移送ポンプ吸込口から吸い込んだ洗浄排
水を前記好気濾床槽よりも上流の槽へ返送する、汚水浄
化槽の運転方法。
【請求項１１】通常処理時、反応用散気部材からの散気
は、散気と散気停止とを交互に繰り返し行う間欠的散気
である、請求項１０の運転方法。
【請求項１２】通常処理時の間欠的散気に同期させて、
嫌気処理槽からの好気濾床槽への液移流を間欠的に行
う、請求項１１の運転方法。