JP2564131B2 - 表面曝気浸漬濾床水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、生物処理法の一種である固定接触法におけ
る接触酸化法に使用される表面曝気浸漬濾床水処理装置
に関する。ここで、接触酸化法とは、生物相（微生物
膜）を着床させる複数の浸漬濾床を処理槽内に配置し、
該浸漬濾床の間隙を水を表面曝気により循環流させる汚
水の生物処理法の一種である。

＜従来の技術＞ 従来、上記タイプの水処理装置としては、例えば、特
公昭58−54638号に記載されたものがある。

処理槽の上部に水車を回転可能に固定し、水車の水掻
き出し部材のすぐ下部より処理槽の幅全域にわたり、下
方が開放されている回流仕切板を設けて、水車の水掻き
出し部材のすぐ下部より、処理槽の幅全域にわたり、下
方が開放されている回流仕切板を設けて、水車の水掻き
出し部材の一部が水没する位置に水位を調節し、水車の
回転により回流仕切板の少なくとも一側に浸漬濾床が配
されている構成である。

そして、浸漬濾床は、ラシヒリング、網状の合成樹脂
短管、小石（砕石）等の接触材を充填または形成してい
た。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、この水処理装置は、本発明者らが検討した結
果、下記のような問題点が発生し易いことが分かった。

接触床の小塊物を覆うようにして微生物膜が生長肥大
し、肥大により水路が狭められ、小塊物同志の隙間にも
浮遊物質や剥離汚泥が堆積して、個々が小塊物であって
も、濾床の全体が一体化して大きな塊となり、濾床の閉
塞が起きやすい。このため、原水がそのまま浸漬濾床を
通らず、ショートパスして流出し、水流がいかない箇所
では腐食が起り、逆に水質が悪化させるおそれがある。

従って、浸漬濾床の閉塞を解消しなければ充分な処理
も出来なくなるので、濾床の洗滌を、時々、行う必要が
生じる。この洗浄作業は、濾床の層が厚くなればなるほ
ど大変である。また、洗滌を行なった場合は、折角着床
した微生物膜を剥すおそれがある。そして、微生物を剥
してしまったときは、新たに微生物が付着するまでは暫
く日時がかかり、その間、生物処理効果の低下を来し、
向上して来たら、また、濾床が閉塞する。

このように、濾床に閉塞と微生物膜の剥離が繰返し発
生し、質的及び量的に安定して、処理水を得難い。

なお、濾床としてハニカム構造のものがある。しか
し、容積当たりの接触面積を大きくしようとして、ハニ
カムの口径が小さなものを使用する場合、流れが層流に
なりやすく、ハニカムの上部と下部の入口及び出口付近
のみしか微生物が着床し難く、また、接触効率が良好
で、且つ、小さ過ぎると閉塞し易い。接触床への着床を
良くしようとして、乱流を起すために、ハニカムの口径
が大きなものを使用する場合、口径が大きくなればそれ
だけ容積当たりの接触面積が小さなる。従って、ハニカ
ム構造の濾床では、容積当たり処理能力の大きなものが
得難い。

本発明は、上記にかんがみて、濾床の閉塞が発生し難
く、且つ、容積当たりの接触面積も大きくすることがで
きる表面曝気浸漬濾床水処理装置を提供することを目的
とする。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記課題を下記構成により解決するもので
ある。

生物処理法の一種である固定接触法における接触酸化
法に使用される表面曝気浸漬濾床水処理装置において、 処理槽の上部に水車を水平に回転可能に固定し、水車
の水の掻き出し部材のすぐ下部より処理槽の下部に向け
て、処理槽の幅全域にわたり下部が開放されている回流
仕切板を設けて、水車の水掻き出し部材の一部が水没す
る位置に水位を調節し、水車の回転により、回流仕切板
を境にして回流を発生させるように構成するとともに、 回流仕切板の少なくとも一側に複数の浸漬濾床が配さ
れ、該浸漬濾床が扁平網管を主要素とする濾床要素を複
数枚並立させて形成されていることを特徴とする。

＜実施例＞ A.本発明の実施例を、以下に図例に基づいて説明する。

（１）第１〜３図に本発明の一実施例を示す。

処理槽１の上部に水車３を固定し、水車３の水の掻き
出し部材６のすぐ下部より処理槽１底部へ向けて、処理
槽１の略幅全域にわたり下部が開放されている回流仕切
板２が設けらている。ここで回流仕切板２の下部開放
は、通常、処理槽底部より回流仕切板のたての長さの１
〜３割程度の隙間で形成される。

そして、水車３の水掻き出し部材６の一部が水没する
位置に水位を調節し、水車３の回転により、回流仕切り
板２を境にして回流を発生させるように構成されてい
る。

水車３と水槽１の側壁との隙間には逆流阻止板８が設
置されている。水車３の矢印19に示す方向の回転により
水の掻き出し部材６によって掻き出された水は、上記逆
流阻止板８の存在により、水車３と水槽１の側壁との隙
間からの逆流が阻止される。なお、水車３の下部と回流
仕切板２上端とのわずかな隙間においては、水車３の回
転により、掻き出し部材６で水が順次押し出されてくる
ため、逆流することはない。

従って、水車３の掻き出された側の水位が上がり、掻
き取られた側の水位は下がり、掻き出された水は回流仕
切板２の底部開口部を通り戻ることになり、処理槽１内
に回流７が生じる。

なお、図例中（特に第１図）、９は水位調整越流管、
10は処理水出口管、11は原水入口管、12は汚泥沈澱部、
13は排泥管、14は水車回転軸、15はモータである。

（２）回流仕切り板２の一側に浸漬濾床４が配されてい
る。この浸漬濾床４は、扁平網管（第７図参照）を主要
素とする接触床板（板状濾床要素）4a、…を複数枚、回
流仕切板２と平行に並立させて（垂直に並べて）構成さ
れている。第４図に示す如く、回流仕切板２と直交させ
て、並立させてもよい。

（３）また、浸漬濾床４を処理槽１に設置する位置は、
上記実施例に限られることがない。

第５図は、回流仕切板２の両側を浸付濾床４としたも
のである。この装置は、比較的低濃度汚水処理に適す
る。

第６図は、二組の水車３及び回流仕切り板２を処理槽
１の両側に設置し、一対の回流仕切板２との間に浸漬濾
床４を設けたものである。この装置は、曝気された回流
７を多く必要とする高濃度汚水処理に適する。

（４）上記扁平網管５は、汚水負荷に応じて、網の素線
16の細いものから太いものまで、編目の小さいものから
粗いものまで自由に選択できる。特に樹脂網はたとえ１
ヶ所破れても伝線することはなく、土砂止めの網にも使
用される非常に強度のあるものである。また、扁平網管
５は、水流が網目を縦横無尽にどの方向にも通ることが
でき、接触効率の増大に寄与する。

そして、扁平網管５は、通常ポリエチレンやポリプロ
ピレン等のオレフィン系樹脂による押出成形される。扁
平網管５は、他の網状物（円筒網管、漁網、網シート
等）に比して、製作上、強度上、材料使用量、コスト、
接触床板4a（又は4b）への加工の面、さらには、使用時
の接触面積、微生物付着性、等、全体バランス的に優れ
ている。

即ち、扁平網管５は、押出成形で量産でき、網が二重
となるため、素線16が細いものでも強度があり、接触効
率及び微生物の付着性も良好で、低濃度汚水から高濃度
処理まで幅広く使える。また、それぞれ別体の複数本の
扁平網管（接触床要素）５で、接触床板4a（又は4b）を
形成するため、水流・水圧によりヒラヒラと動く。そし
て、その僅かな動きだけでも、それだけ微生物に対する
接触効率の増加が期待される。

上記扁平網管５としては、仕様が、網管幅５〜20cm、
網の素線16の太さ0.5〜2mm、網管厚さ５〜15mm、編目の
大きさ３〜15mm程度のものを使用する。

（５）次に、接触床板4a（又は4b）の各種態様を説明す
る。

第８図に示すものは、接触床支持枠17に、扁平網管５
を一定間隔を空けて取り付けた接触床板4aである。

第９図に示すものは、接触床支持体７に、扁平網管５
を縦横チドリに取り付けた接触床板4aである。

第10図に示すものは、接触床棒18a、18bに、扁平網管
５を一定間隔を空けて取り付けた懸垂接触床板4bであ
る。

第11図に示すものは、接触床棒18a、18bに、扁平網管
５を縦横チドリに取り付けた懸垂接触床板4bである。

接触床板4aの形成は、支持枠17に、扁平網管５の四端
を押え板及びビス等で固定するか、支持枠17に巻き付け
て接着するか、針金等のヒモ状物で支持枠17に編むよう
にして固定すればよい。

また、懸垂接触床板4bの形成は、扁平網管５の上下端
を、それぞれ上部接触床棒18a及び下部接触床棒18bに巻
き付ける如く折り返し、接触部を接着するか、針金状の
ヒモ状物で編むようにして結わえ付けるか又は押え板及
びビス等で固定すればよい。下部接触床棒18bは錘の役
目もするものである。

そして、この懸垂接触床板4bは、第12図に示す如く、
懸垂接触床板4bの上部接触床棒18aの両端に形成された
切欠部27を、懸垂枠20に形成されたスリット21に係合さ
せることにより、懸垂枠20に多数ぶら下げて使用する。

なお、接触床支持枠17や懸垂枠20、接触床棒18a、18b
は、鉄やステンレス製のものが加工しやすく、強度があ
り、安価でよい。

（６）次に、上記接触床板4a、4bを使用しての浸漬濾床
の形成方法について説明をする。

接触床板4aで浸漬濾床４を形成する場合は、接触床板
4aに一枚一枚ビス等で処理槽に固定してもよいが、第３
〜４図に示す如くスライド枠22を処理槽１に取り付け、
接触床板4aを落とし込みはめ込む方法が簡単でよい。

また、懸垂接触床板4bで浸漬濾床を形成する場合は、
上記のようにして多数の懸垂接触床板4bをぶら下げた第
12図に示す懸垂枠20を、第13図に示す如く、処理槽１に
取り付けられた受け支持具24にて支えればよい。

そして、接触床板4a又は懸垂接触床板4bのそれぞれの
間隔は30〜100mmと被処理水負荷即ち、接触面積負荷に
応じて選定する。即ち、低濃度汚水処理であれば、接触
面積負荷が小さく、接触面積が多く必要となるため、網
目の細かい扁平網管５を使用するとともに、接触床板4
a、4bの間隔を狭めて設置する。また、高濃度処理であ
れば接触面積負荷が多くとれるため、網目が粗くてもま
た接触床板4a、4bの間隔が広くてもよい。

（７）さらに、本発明に使用できる水車の各態様を第14
〜16図に示す。

第14図は、水の掻き出し部材６が板状のものであり、
第15図は、水の掻き出し部材６が管状のものであり、第
16図は、水の掻き出し部材６が放射状に出た櫛状のもの
である。

B.次に、上記実施例の使用態様を説明する。

本発明は低速回転（周速30〜60m/分）の省エネ水車３
により、水車３の掻き出し部材６の全長にわたり大水量
を掻き出させて、回流仕切板２を境にして大水量の曝気
された回流７を生ぜしめ接触酸化させる。

前述の特公昭58−54638号公報の如く円弧面仕切り板
を有しないため、当該公報による回流に比して、小さな
動力で大きな回流量が得られる。こののため、回流水量
が数多く、浸漬濾床４のデッドスペースが相対的に小さ
くなることになり、それだけ微生物に対する接触効率が
良くなる。

また、水車３の掻き出し部材６に表面積の多い有孔板
や有孔管を使用すれば回転にともなって薄い水膜が掻き
出し部材６の表面をしたたり、空気に晒されることによ
り、空気中の酸素が水中に溶解する。逆に、水中の揮発
性有機物質は晒されることにより空気中へ放射される置
換作用が働く。このように、水車による曝気は、ブロワ
ーやコンプレッサー曝気には成し得ないことが可能にな
る。

また既設の処理槽１であれば、その槽に合致した回流
仕切板２を落とし込み固定した後、上部に水車３を設置
し、接触床板4aを落とし込むか、懸垂接触床板4bを懸垂
枠20を介してぶら下げれば、既設処理槽１の改造も簡単
にできる。特に、標準活性汚泥法の改造は、ブロワー曝
気に比して格段に省エネルギーを図れる。扁平網管５に
よる接触酸化であるため、着床した微生物（好気性）膜
の内部は曝気された回流７により好気分的消化及び嫌気
的自己消化の双方が促進され、余剰汚泥は非常に減少
し、処理水量の大幅な増大が可能となる。

非常に多くの浸漬濾床４における接触床板4a（4b）の
扁平網管５のなかで、微生物膜の膜厚が増大し内部に酸
素が供給されず不活性化して経時的に自然剥離が起き
る。全域にわたる良好な曝気状態の回流７により剥れた
所は、酸素が供給されすぐ新たな微生物が着床する。従
って、微生物膜の自然剥離による水質の変化はほとんど
なく、処理槽１の浸漬濾床４は、微生物環境がいつも自
然のまま一定条件にて保たれるため、いつも質的及び量
的に安定した水処理が可能となり、さらには、人為的洗
滌等の手を加える必要もない。

なお、第17図に示すように、処理槽１を深くして、回
流仕切板２を長くすることにより、設置面積の少ない大
容量のディープシャフト方式の処理槽も製作できる。こ
れは、スペースのないところでは非常に有効である。こ
の水処理装置において、高濃度汚水を処理しようとする
際、水車の取り付け本数が設置スペースの点で制限され
曝気された回流７量が、水車３の回転数を上げても不足
すると思われるときは、図例の如く浸漬濾床４を設置し
ていない側に、散気管25で補助曝気してやるか、及び／
又は循環循環ポンプ26を設置し、水車３にて水が掻き出
されている側へ散水曝気してやればよい。なお、循環ポ
ンプ26としては、水中プロペラポンプ又はバーチカルポ
ンプ等の低揚程で大水量ポンプが省エネルギータイプで
吐出量も多いため望ましい。

＜発明の作用・効果＞ 本発明の表面曝気浸漬濾床水処理装置は、上記のよう
な構成により、濾床の閉塞が発生し難く、且つ、容積当
たりの接触面積も大きくすることができる。

即ち、接触床板（濾床要素）が扁平網管を主要素とす
るため、容積当りの接触面積は非常に大きいものであ
り、小さな処理槽に浸漬濾床を設置しても接触面積が大
きいとともに、水車による回流は曝気状態が良好である
ため、他の処理槽より非常にコンパクトに設計できる。

また、濾床要素（接触床板又は懸垂接触床板）を一定
間隔を空けて処理槽の回流水路内に取り付けるため、浸
漬濾床の全体に閉塞障害は起こり得ない。さらに、水車
の掻き出し部材により押出された水は必ず脈流となり、
濾床要素は脈回流によりゆさぶられて微生物と汚水との
接触効率が高められる。

さらに、微生物膜が増大した場合、内部には酸素がほ
とんど供給されず微生物（好気性）は活性化されず弱る
が、通性嫌気性菌の活性化が高まり、汚泥の消化が促進
される。これにより、扁平網管の網目より大きな塊とな
って、自然剥離が起り、濾床要素間を沈降し、汚泥沈澱
部に沈澱する。このため、浸漬濾床の洗滌は必要とせ
ず、定期的に沈澱部の余剰汚泥を排泥管にて排出すれば
よい。そして、全域にわたる曝気状態が良好な回流によ
り、酸素供給が良好に行われ微生物膜が剥れた所はすぐ
新たな微生物が着床する。

微生物膜の自然剥離による水質の変化はほとんどな
く、処理槽の浸漬濾床は、微生物環境がいつも自然のま
ま一定条件にて保たれるため、いつも質的及び量的に安
定した水処理が可能となり、さらには、人為的洗滌等の
手を加える必要もない。特に、省エネのもとに曝気効果
を高め大水量の回流による微生物への接触効率も高め、
設置面積をとらない背の高い深い処理槽にも使用できる
ため、土地の少ない日本ではより有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す第２図のＢ−Ｂ線
断面図、 第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、 第３図は第２図の平面図 第４図は第１図の実施例の変形態様における平面図 第５図の本発明装置の他の例を示す断面図、 第６図は本発明装置のさらに他の例を示す断面図、 第７図は本発明の接触床板に使用する扁平網管の斜視
図、 第８図は本発明の接触床板の一例を示す正面図、 第９図は同じく他の例を示す正面図、 第10図は本発明の垂直接触床板の一例を示す正面図、 第11図は同じく他の例を示す正面図、 第12図は接触床懸垂枠に懸垂接触床板がかけられた浸漬
濾床の斜視図、 第13図は懸垂接触床板を使用した本発明装置の一例を示
す断面図、 第14図は本発明に使用する水車の一例を示す斜視図、 第15図は同じく他の例を示す斜視図、 第16図は同じくさらに他の例を示す斜視図、 第17図は本発明の装置で回流仕切板を長くした例を示す
断面図。 １……処理槽 ２……回流仕切板 ３……水車 ４……浸漬濾床 4a……接触床板（板状濾床要素） 4b……懸垂接触床板（板状濾床要素） ５……扁平網管 ６……掻き出し部材 ７……回流

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生物処理法の一種である固定接触法におけ
   る接触酸化法に使用される表面曝気浸漬濾床水処理装置
   において、 処理槽（１）の上部に水車（３）を水平に回転可能に固
   定し、水車（３）の水の掻き出し部材（６）のすぐ下部
   より前記処理槽（１）の下部に向けて、前記処理槽
   （１）の幅全域にわたり下部が開放されている回流仕切
   板（２）を設けて、前記水車（３）の水掻き出し部材
   （６）の一部が水没する位置に水位を調節し、前記水車
   （３）の回転により、前記回流仕切板（２）を境にして
   回流を発生させるように構成するとともに、 前記回流仕切板（２）の少なくとも一側に浸漬濾床
   （４）が配され、該浸漬濾床（４）が扁平網管（５）を
   主要素とする板状濾床要素（4a）、…を複数枚、並立さ
   せて形成されていること を特徴とする表面曝気浸漬濾床水処理装置。