JP3127233B2 - 固定生物膜濾材及びこれを使用した汎用汚水処理装置 - Google Patents

固定生物膜濾材及びこれを使用した汎用汚水処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生物膜により嫌気性処理
による汚水処理に利用する濾材及びこれを使用した汚水
処理装置に関し、特に製造工程を容易ならしめるような
形状を有する濾材及び該濾材を使用し、所要面積を小さ
くした処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より汚水の浄化方法としては活性汚
泥法と生物膜法とに大別されているが、活性汚泥法によ
る汚水の浄化はスカム生成による嫌気的処理やCOD及
び窒素の減量、汚泥の処理に問題がある。他方、生物膜
法は活性汚泥法の欠陥を補うために登場して来たが、生
物膜法においてもその使用する濾材に目づまりが生じ、
その処理能力が次第に低下するという欠点があった。
【0003】そこで、本発明者は、上記の目づまりの点
を改良した汚濁汚水装置を発明出願し、更に装置に適し
た濾材についても提案した(例えば特開昭64−561
96号参照)。殊に、特開昭64−56196号公報に
記載の発明は、底部にU字管を設置して下向流と上向流
とを底部で連結した嫌気生物膜法による汚水処理装置で
あり、これに使用する濾材としては直管に透孔と邪魔板
とを特定の位置関係に設置し、邪魔板上で対向流と交叉
流とを発生させると共に下方の透孔面積を小としてある
ので逆流をも生じさせ、かかる直管を併立させることに
よって嫌気状態を作って、嫌気的処理効率を高め、窒素
の除去率を95%以上とすることができた。
【0004】しかし、この発明においては濾材について
は相対向する透孔の位置をずらせ、また邪魔板の大きさ
を透孔の面積より大きくする等の要件を設定するためこ
の濾材の製造方法が煩雑となり、また、濾材を連結した
汚水処理装置では前述のように底部にU字管を使用した
ため嫌気槽間との間隔を大としなければならず、そのた
め該装置を設置する所要面積が大となる等の欠陥があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
これらの欠点を改良すべく種々検討した結果、濾材につ
いて透孔及び邪魔板の位置及び大きさを前記のように規
定しなくても処理能力は低下しないことを見出し、した
がって濾材の製造工程を簡素化することができた。また
汚水処理装置については従来は汚泥の沈積するのを防止
するために底部にU字管を使用したが、その後の研究に
より、従来のU字管に代わりに、底部がV字状に傾斜を
した槽を用いることによって従来のU字管を使用した場
合に比して汚水処理装置を設置する所要面積を小さくで
きることを見出し、本発明を完成したもので、本発明の
目的は目づまりを完全に防止し、嫌気処理効率を高め、
汚泥そのものを完全に処理し、COD及びSSの除去率
を数時間の処理時間で99%以上に高めた嫌気生物膜の
濾材及び汚水処理装置を提供するのである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、直管の側壁に、直管の軸に対して傾斜した直方形透
孔を穿設し、該透孔の一辺より管内方に管の側壁に対し
て直角で且つ透孔とほぼ同面積を有する邪魔板を管内部
の水流が攪拌状態となるように突設させ、該透孔と邪魔
板を直管の中心線及び該軸線と直交する面のそれぞれに
対して対称になるように多数設けたことを特徴とする固
定生物膜濾材である。
【0007】次に、この濾材を用いて汎用汚水処理装置
を形成するのには、直方形の槽の底の部分に素焼きの破
砕片を重ねてV字状底部を構成し、該槽の上部に2個の
開口部を設け、該開口部に素焼きの直管を所望段数まで
積み上げて下向流管と上向流管とするとともに、該陶器
よりなる直管に前記濾材を収納し、その最上段に植木鉢
状の容器を載置し、該容器内に素焼きの破砕片を充填し
たことよりなる汎用汚水処理装置である。
【0008】このようにして構成された汎用汚水処理装
置は、通常一又は二以上組合わせて嫌気槽とし、更に該
嫌気槽の列をばっ気槽と連結し、最終沈澱槽の後に、脱
燐酸処理装置を設置して水浄化装置とする。しかして、
本装置においては、通常この種の装置において使用され
ているような沈澱槽を最初の嫌気槽及びばっ気槽の前に
設置することが望ましい。
【0009】次に図面について更に詳細に本発明を説明
する。図1は本発明に係わる固定生物膜濾材、図2は該
濾材中の水流を説明するための濾材の平面図、図3は本
発明に係わる固定生物膜濾材を使用した汚水処理装置の
断面図、図4は該汚水処理装置を配置した水浄化装置の
系統図である。図1において濾材1は、直管の側壁に透
孔2を設け、透孔の側辺に管の内側に邪魔板3を突設す
る。そして、この透孔と邪魔板とを一組として同一水平
面内に、且つ、直管の中心線に対して対象の位置に複数
個設ける。この濾材は素焼きで陶管製の外管内に収納さ
れている。
【0010】図2は、濾材の平面図で、直管に4つ設け
た場合を示す。すなわち、管の周壁を四等分して得た側
面の一つにあって、その隣の同一水準の側面に同型の邪
魔板を設け、その邪魔板の傾斜角を隣の邪魔板の傾斜角
の余角に等しくさせる。同様な関係を最寄の上部及び下
部の邪魔板の間にも成立せしめ、その結果、透孔2およ
び透孔2’より流入した汚水はそれぞれ4及び5から流
出し、その間において邪魔板3及び邪魔板3’によって
交叉流を生じ、それぞれの出口において素焼きで陶管製
の外管の内壁に衝突し、一部逆流し、邪魔板上で対向流
を発生させ、下方に流れ、下方の透孔から管内に邪魔板
に沿って流入する。このようにして、本発明の濾材で
は、この邪魔板と透孔によって交叉流と対向流とを生ぜ
しめる。
【0011】これら濾材における透孔の面積及び数は、
汚水中の浮遊物質の濃度を考慮して決定する。そして、
対向流と交叉流を生ぜしめながら汚水と濾材との接触面
積を大きくし、且つ完全撹拌を実現できるので、従来の
嫌気処理装置での一つの難問題であった撹拌器は必要で
なくなる。また汚水の流れに対し邪魔板が直角に形成さ
れて、浮遊物質が推積する個所を完全に無くしているの
で、濾材内での「目づまり」は完全に防止される。
【0012】次に、本発明に係わる上記の固定生物膜濾
材を使用した汎用汚水処理装置の断面図を図3に示す。
図3において、直方体の支持槽7の底の部分に素焼きの
破砕片8を充填してV字状の底部を構成し、該槽の上面
に2個の開口部を設け、この開口部に外管9を所望の高
さまで積み重ねる。そして、この外管9内には前述の濾
材が複数収納されており、その最上段に植木鉢状の容器
6を載置し、その容器内に素焼きの破砕片8を充填して
ある。図中10は次の処理層との連結用の管である。
【0013】したがって、該汎用汚水処理装置において
は、先に述べたように濾材1と外管9とで対向流及び交
又流によって浄化されつつ下向流となって汚水は流下さ
れ、槽7のV字状の底部において、上向流となって再び
濾材1及び外管9中を上昇して流れ、管10を経て次の
処理層に移行する。しかして、この汎用汚水処理におい
ては、支持槽の底の部分に素焼の破片を置き槽の底部を
V字状としてあるので、汚泥は素焼の破片の内外に好ん
で生物膜として固定化される嫌気性汚泥可溶化菌の作用
によって堆積することはない。また、上部には植木鉢状
の容器を使用し、その中に素焼きの破砕片を入れてスカ
ム発生防止器とする。
【0014】なお、この汚水の通路の直径が10cmを
超えた場合について試行した結果、過去6年間一度も汚
泥の除去を行成っておらず、このことは汚泥による閉塞
の心配のないことを意味するものと考えられる。図4は
該汚水処理装置を配置した水浄化装置の系統図である。
すなわち、上記の構造を有する汎用汚水処理装置を一又
は二以上組合わせて嫌気槽とし、更に該嫌気槽の列をば
っ気槽と連結し、最終沈澱槽の後に、脱燐酸処理装置を
設置して水浄化装置とする。なを、本装置においては、
通常この種の装置において使用されているような沈澱槽
を最初の嫌気槽及びばっ気槽の前に設置することが望ま
しい。
【0015】図4において、Aは嫌気槽、Bはばつ気
槽、Cは沈澱槽、Dは脱燐装置を示す。図4に示すよう
に汚水は、先ず沈殿槽を通過して大きなごみを沈殿さ
せ、これを除去してからばっ気槽および嫌気槽の列とば
っ気槽とを順次通過し、最終沈殿槽と脱燐処理装置を経
たのち浄化される。途中嫌気槽を通過した排水は一部最
初のばっ気槽に返送すると共にばっ気槽と素焼きの破片
を詰めたトレンチを経て硝化され次の嫌気槽に送って脱
窒を完全にさせた後、一部は最終嫌気槽から二番目の嫌
気槽の列の入り口に送られる。
【0016】このような構造のため、本発明のCOD,
SSの除去効率は著しく高く、従来如何なる方法を用い
ても分解不可能とされてきたし尿消化汚泥(COD,1
3,000mgl、ss6,800mgl)では5〜6時
間でそれぞれ99パ−セントを超えている。本発明では
脱窒効果も高く上記時間内での除去率は95パ−セント
を超えるが、硝化脱窒のために好気処理を行うので、硝
化のために要するばつ気槽の容積を嫌気槽のそれとほぼ
同等にし、処理水の返送を行う。本発明では活性汚泥に
燐を吸着せしめないので、燐は処理水に残る。したがっ
て最終部位に脱燐装置として、例えば不透水性のU字溝
中に燐を最もよく吸着する自然土壌、例えば火山灰、火
山礫を「土のう」につめて該溝に押し込み、それを地中
に埋設して、その中に処理水を通過せしめる方法を用い
ている。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように直管に多数の透孔を設
けると共に管内部に邪魔板を突設した固定生物膜濾材と
することにより、目詰まりを生ずることなく、また、こ
れを使用し、その下部の底部に素焼の破片を充填してV
字状の底部とし、またその上部に素焼を用いたスカム発
生防止器を載置することによって嫌気槽とし、これをば
っ気槽と組合わせることによってほぼ完全にアンモニア
を硝化し、さらに嫌気層に返送し脱窒を行う。したがっ
て、処理時間が数時間と著しく短く、通常の汚水ばかり
でなく、有機廃棄物の処理も可能になるので、現行の焼
却、埋め立て、海洋投棄は最早本発明にその席を譲って
よい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる固定生物膜濾材の縦断面図
【図2】 本発明にかかる固定生物膜濾材の平面図
【図3】 本発明にかかる汎用汚水処理装置の一部断面
【図4】 本発明による汚水処理の系統の一例を示した
【符号の説明】
1 固定生物膜濾材 2 透孔 3,4,5
邪魔板 6 植木鉢状の容器 7 支持槽 8 素焼の
破片 9 外管 10 連結管 A 嫌気槽 B ばっ気槽 C 沈澱槽
D 脱燐装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有水 彊 東京都国分寺市西町3丁目29番15号 (56)参考文献 特開 昭64−56196(JP,A) 実開 昭61−175203(JP,U) 実開 平1−83424(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/02 - 3/10 C12N 11/00 - 13/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直管の側壁に、直管の軸に対して傾斜し
    た直方形透孔を穿設し、該透孔の一辺より管内方に管の
    側壁に対して直角で且つ透孔とほぼ同面積を有する邪魔
    板を管内部の水流が攪拌状態となるように突設させ、該
    透孔と邪魔板を直管の中心線及び該軸線と直交する面
    それぞれに対して対称になるように多数設けたことを特
    徴とする固定生物膜濾材。
  2. 【請求項2】直方形の支持槽の底の部分に素焼きの破砕
    片を重ねてV字状底部を構成し、該槽の上部に2個の開
    口部を設け、該開口部に陶器よりなる直管を所望段数ま
    で積み上げて下向流管と上向流管とするとともに、該陶
    器よりなる直管に請求項1記載の濾材を収納し、その最
    上段に植木鉢状の容器を載置し、該容器内に素焼きの破
    砕片を充填したことよりなる汎用汚水処理装置。
JP9268691A 1991-04-01 1991-04-01 固定生物膜濾材及びこれを使用した汎用汚水処理装置 Expired - Fee Related JP3127233B2 (ja)

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