JP3107950B2 - 生物処理装置、及び同装置を用いた水処理方法 - Google Patents
生物処理装置、及び同装置を用いた水処理方法Info
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Description
機物を含む回収水、あるいは浄水処理施設における原水
等の有機物を含む水の生物処理装置、及びそれを用いた
水処理方法に関し、更に詳述すれば、半導体産業等で用
いられる超純水の使用後の回収システム等に組込んで有
効な、生物処理装置、及びそれを用いた水処理方法に関
する。
して活性炭を用いる生物活性炭法の研究が盛んである。
この方法は、微生物と基質の接触時間の増大、および阻
害因子の吸着除去などの作用で、難分解性物質の処理
や、生物処理効率の上昇などをもたらすとされている。
状、または粒状の活性炭が使用され、流動床法(up
flow)または固定床法(down flow)で運
転が行なわれている。
たは粒状活性炭を用いた流動床法(up flow)に
よる処理が一般的であるが、この方法には以下の様な欠
点が挙げられる。 (1)曝気洗浄を行なうと、活性炭が流出するため、生
物処理槽の洗浄ができず、このため長時間の運転を行う
と槽内の微生物量が多くなり過ぎて処理性能に悪影響を
及ぼす事態も生じる。 (2)微粉炭が発生するため、後段に膜分離装置が設置
されている場合には、後段の膜分離装置の目づまりを起
させる。 (3)活性炭が生物膜によって凝集して塊状になった
り、槽壁等に付着することにより、被処理液の流れが不
均一になる(いわゆる片流れを生じる)。 (4)活性炭を流動状態に保つことが難かしく、保守が
繁雑である。 (5)流動状態を保つために槽内の被処理水量を大きく
する必要があるので、槽以外に循環槽を設けて、ここで
曝気をする形式の間接曝気になる。 (6)流動床の場合には、流動状態で活性炭が相互に衝
突するので、固定床の場合に比べて表面に付着する生物
膜がはがれ易い傾向にある。このため、特に、半導体産
業における使用後の超純水のような、有機物濃度の低い
被処理水を処理する場合のごとく、微生物の増殖速度が
本来的に遅い場合には、装置が運転を開始してから安定
状態になるまでの時間(立ち上がり時間)が長くなる。
た固定床法(down flow)による処理において
は、活性炭の周囲の生物膜が比較的短時間で肥大化し、
すぐに目づまりを起こす、という問題がある。
題を解決するために種々検討した結果、活性炭繊維のフ
ェルト布状成形体を所定の間隔を設けて並べて、生物活
性炭の担体として用いることにより、上記問題を解決で
きることを知得して本発明を完成するに至ったもので、
その目的とするところは、保守が容易で、被処理水中の
有機物の除去に優れた生物処理装置を提供することにあ
る。
に本発明においては、処理槽の底部側に第1の通水管及
び曝気手段を、頂部側に第2の通水管をそれぞれ設ける
と共に、処理槽内に、フェルト布状活性炭繊維を波板状
になるように不織布に貼着した成形体を、その面を垂直
かつ互いの面を所定間隔離間して配設してなり、前記通
水管の一方から処理槽内に被処理水を通水し、必要によ
り曝気手段によって被処理水を曝気することにより、被
処理水中の有機物を生物分解処理をして通水管の他方か
ら生物処理水を取り出すことを特徴とする生物処理装置
を構成するもので、循環ポンプと曝気手段を備えた循環
槽を第1の通水管と第2の通水管とに連結してなり、生
物処理水の一部を循環槽で曝気して処理槽に返送するこ
と、活性炭繊維のフェルト布状成形体からなる充填層
を、処理槽内に複数段に分割して設けると共に、各充填
層間に気泡分散材を配設すること、上記生物処理装置の
後段に膜分離装置を連設することを含む。
l以下の被処理水を上記の生物処理装置を用いて処理す
る水処理方法である。
する。
で、同図中2は原水供給管1から供給される、半導体産
業における超純水を洗浄用に使用した後の有機物を含む
回収水等の、有機物を含む被処理水4を貯留する原水槽
である。
閉塞された有底円筒状の処理槽8の底部10に連結され
た第1の通水管12から処理槽8内に供給される。
からなる不織布50に、活性炭繊維をフェルト状に形成
した活性炭布52を波板状となるように貼着してなる活
性炭繊維のフェルト布状成形体54を示すもので、活性
炭布52の波形のため、布50と布52の間には貼着部
56に沿って空隙部58が形成されている。なお、活性
炭布52は繊維状活性炭を編んだもの、ポリエステルや
パルプ等をバインダーとしてフェルト布状に形成したも
のなどがあり、市販されているものが使用できる。図2
(B)は前記成形体54を貼着部56の貼着方向と直角
方向に巻き上げた状態を示す平面図である。
形体54を巻上げたものが、その軸方向と円筒状の処理
槽8の軸方向とを一致させて配置されている。従って、
成形体54の表面は垂直かつ、所定の間隔を保って処理
槽8内に配置されており、前記被処理水は成形体54の
空隙部58、及び波板状の活性炭布52と一巻外側に巻
れている不織布50との間で形成する間隙部60の間を
通って、底部10から頂部14へ上昇する。この際、被
処理水中の有機物は曝気手段16(本態様の場合にはエ
アポンプ)によって処理槽8の底部に供給され、被処理
水と同様に空隙部58、間隙部60を通って上方へ移動
する空気と、成形体54の表面に増殖する微生物の作用
で好気的に生物分解がなされ、頂部14に連結された第
2の通水管18から有機物濃度(全有機炭素量、TO
C)の低減された処理水が取り出される。
被処理水中を昇っていける程度のものであれば良く、例
えば幅が0.5〜2cm程度であることが好ましい。
状に巻くと共に、活性炭布52の間にスペーサー62を
配設して処理槽8内に挿入したものである。
表面を垂直方向に沿って並べると共に、各活性炭布間に
スペーサー64を設けた状態で処理槽8内に収納したも
のである。
る。
フェルト布状成形体54からなる充填層を複数段(図で
は3段)に分割して設けると共に、各充填層間に気泡分
散材13、13を配設した構成としたもので、他の構成
は図1に示す態様と同じである。
形体54の空隙部、あるいは間隙部の間を通って上昇し
て来た気泡を再分散させると共に気泡の流路を変更させ
る役目をなし、これによって処理槽8内全体に気泡をな
るべく均一に分配しようとするものである。
泡を通過させて分散させ得るものであればいかなるもの
でもよいが、例えばポリプロピレン樹脂等の合成樹脂か
らなるヘチマ状体等のポーラス材をマット状に成形した
もの(例えばヘチマロン(商品名))や多数の小孔を穿
った目板等を用いることができる。
ェルト布状成形体54の下部にも上記と同様の材からな
る気泡分散材15を配設してある。
ある。
の構成であるが、第2の通水管18と第1の通水管12
の間に循環槽30、及び循環ポンプ32を設け、第2の
通水管18内を流れる生物処理水の一部を循環槽30に
導き、ここで曝気手段34(本態様においてはエアポン
プ)により曝気がなされた後、ポンプ32を介して第1
の通水管12に送り、ここで被処理水4と合流して処理
槽8に送られるようにしたもので、処理槽8では曝気さ
れていない。なお、処理槽8の底部に付設した曝気手段
16は、処理槽8内を曝気洗浄する場合にのみ使用し、
通常の処理の際には使用しない。
ので、この態様においては、被処理水4を処理槽8の頂
部14に連結した第2の通水管18から処理槽8に供給
すると共に、第1の通水管12から処理水を取り出して
いる。従って、この場合には被処理水と空気とは処理槽
8内で向流的に接触するものである。
は、一旦処理水貯槽35に受けられ、次いでポンプ36
によって膜分離装置22に送られ、ここで前記処理水中
に含まれている菌体が除去されて更に精製された精製水
24となり、使用に供される。また膜分離装置24の濃
縮水26は図示のごとく処理水貯槽35に返送される
か、あるいは原水槽2に返送され、再利用されるもの
で、その他の構成は前記各実施態様と同様であるので、
同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。なお
膜分離装置としては精密濾過膜(MF)装置、限外濾過
膜(UF)装置、逆浸透膜(RO)装置等のいずれのも
のを使用しても良い。
ー方式の濾過に限定されず、膜分離装置22に供給され
た供給水の全量を濾過して精製水として取り出す、いわ
ゆる全量濾過方式の濾過であってもよい。なお図7に示
した処理水貯槽35、ポンプ36、膜分離装置22は、
図7に示した処理槽8の第1の通水管12の後段のみに
設置するものではなく、図1、図5、図6に示した処理
槽8の第2の通水管18の後段に設置できることは言う
までもない。
明する。 (実施例1、比較例1)図8中、A(比較例1)とB
(実施例1)とにフローを示す生物処理装置を用いて、
全有機炭素量(TOC)の除去を行なった。
C、呉羽化学工業(株)社製)を充填し、この流動化の
ために循環槽72を設けて90リットル/時で処理水を
循環すると共に、エアポンプ74で10ml/秒の空気
を吹込んだ。循環槽72は直径35mm、高さ430m
mのものであった。
性炭の成形体を充填し(固定床)、槽80内にエアポン
プ84で空気を10ml/秒の割合で吹込んだ。
ク90内の被処理水を、ポンプ92によって装置A、B
にそれぞれ同じ流量で供給した。
ソプロパノールを主成分として含むTOC濃度2mgC
/lの水で、これを処理槽70、80の滞留時間が10
分となるように供給した。
径70mm、高さ430mmのものであった。
OC測定結果の関係を図9に示した。なお、TOC測定
はTOC計(島津製作所(株)製 TOC−5000)
を用いて行なった。
処理開始後約10日後には所定の処理性能が発揮される
のに対して、従来装置の場合は定常状態に達するまでに
約30日間を要しており、本発明装置を用いることによ
り処理の立ち上げの時間を約20日間短縮できる事が明
らかとなった。また、その後の処理水質は、装置A・B
共に約500μgC/lで約60日間安定していた。し
かし、微生物が増殖を開始すると、装置Aでは片流れが
発生し、流動化がうまくいかず正常な運転が不可能とな
った。また、流動床のため洗浄も困難であった。
(100ml/秒)を行うことにより、良好な運転を持
続することができた。
を装着してなる膜分離装置を設置して連続通水を行った
結果、処理水水質は約200〜300μgC/l、除菌
率は99%以上であり、純水または超純水の原水として
十分に使用できることが確認された。
の効果は、TOC濃度が5mgC/l以下というような
低有機物濃度の被処理水を処理する場合に特に顕著であ
り、したがって、本発明はこのような低有機物濃度の水
の処理に特に好適であるが、有機物濃度がこれより高い
一般の下水や廃水等の処理にも適用できることは勿論で
ある。
たので、以下の効果を生じる。 (1)固定床で上向流(up flow)を行う事がで
きる。 (2)曝気を生物処理槽で直接行うことができる。 (3)従来困難であった生物処理槽の洗浄を、空気また
は水を用いて簡単に、かつ任意の時に行う事が可能とな
り、保守が容易になる。 (4)微粉炭の発生や、片流れの発生問題が解決する。 (5)流動床法では活性炭同志の接触が激しく微生物が
付着しにくいため、特にTOC濃度が5mgC/l以下
というような有機物濃度の低い被処理水を処理する場
合、装置の立ち上がりに時間がかかる欠点があったが、
本発明装置によればこのような被処理水の場合であって
も装置の立ち上げをスムースにする事が可能となる。 (6)菌体分離を目的として、後段に膜分離装置を設置
することにより、高度処理された水を得ることが可能と
なる。
炭繊維成形体の一例を示す斜視図である。 (B)は同成形体を巻き上げた状態を示す平面図であ
る。
を示す平面図である。
状態を示す平面図である。
る。
る。
すフロー図である。
関係を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 処理槽の底部側に第1の通水管及び曝気
手段を、頂部側に第2の通水管をそれぞれ設けると共
に、処理槽内に、フェルト布状活性炭繊維を波板状にな
るように不織布に貼着した成形体を、その面を垂直かつ
互いの面を所定間隔離間して配設してなり、前記通水管
の一方から処理槽内に被処理水を通水し、必要により曝
気手段によって被処理水を曝気することにより、被処理
水中の有機物を生物分解処理をして通水管の他方から生
物処理水を取り出すことを特徴とする生物処理装置。 - 【請求項2】 循環ポンプと曝気手段を備えた循環槽を
第1の通水管と第2の通水管とに連結してなり、生物処
理水の一部を循環槽で曝気して処理槽に返送する請求項
1に記載の生物処理装置。 - 【請求項3】 活性炭繊維のフェルト布状成形体からな
る充填層を処理槽内に複数段に分割して設けると共に、
各充填層間に気泡分散材を配設する請求項1又は2に記
載の生物処理装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3いずれかに記載の生物処
理装置の後段に膜分離装置を連設してなる生物処理装
置。 - 【請求項5】 全有機炭素量が5mgC/l以下の被処
理水を請求項1乃至4のいずれかに記載の生物処理装置
を用いて処理することを特徴とする水処理方法。
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