JP3336410B2 - 生物学的反応による下水、廃水処理装置および方法 - Google Patents
生物学的反応による下水、廃水処理装置および方法Info
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は下水、廃水の生物学
的処理及び方法に関するもので、特に、微生物による有
機物酸化槽である曝気槽、窒素及び燐の除去のための無
酸素及び嫌気槽、及び微生物を沈澱させる沈澱槽の機能
が、二重円筒形処理槽よりなされるようにした生物学的
反応による下水、廃水処理装置及び方法に関する。
的処理及び方法に関するもので、特に、微生物による有
機物酸化槽である曝気槽、窒素及び燐の除去のための無
酸素及び嫌気槽、及び微生物を沈澱させる沈澱槽の機能
が、二重円筒形処理槽よりなされるようにした生物学的
反応による下水、廃水処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、現在幅広く普及されている下
水、廃水の生物学的処理装置は、有機物酸化槽である曝
気槽、上記曝気槽内で成長した微生物を沈澱させる沈澱
槽が具備され、有機物を酸化させ除去している。なお、
有機物除去の他、窒素と燐を除去する装置では、上記曝
気槽とは別に脱窒槽と嫌気槽を横流式に設置して、廃水
に含まれている窒素と燐を除去する過程を経ている。し
かしながら、このような従来の生物学的処理装置は横流
式に設置されるため、大きな敷地面積が必要となり、か
つ、上記曝気槽及び沈澱槽の構造物はセメントにて施工
されるので、工事費が高くなる問題点があった。
水、廃水の生物学的処理装置は、有機物酸化槽である曝
気槽、上記曝気槽内で成長した微生物を沈澱させる沈澱
槽が具備され、有機物を酸化させ除去している。なお、
有機物除去の他、窒素と燐を除去する装置では、上記曝
気槽とは別に脱窒槽と嫌気槽を横流式に設置して、廃水
に含まれている窒素と燐を除去する過程を経ている。し
かしながら、このような従来の生物学的処理装置は横流
式に設置されるため、大きな敷地面積が必要となり、か
つ、上記曝気槽及び沈澱槽の構造物はセメントにて施工
されるので、工事費が高くなる問題点があった。
【０００３】また、上記曝気槽に供給する空気供給方法
として、従来は上記曝気槽の底部に、セラミック、布、
及び樹脂の結合多孔板、並びに管により気泡を発生させ
る散気管を装着し、比較的大きな気泡が発生するように
して酸素を供給しているが、上記曝気槽で微生物の濃度
を高濃度にした場合、このような従来の酸素供給方式で
は微生物の酸素消耗速度が空気供給速度より速いため、
溶存酸素不足現象が現れる。従って、高濃度有機性廃水
の処理時、酸素供給率の限界のため、微生物の濃度を40
00mg/lより高くすることができないという問題点があっ
た。
として、従来は上記曝気槽の底部に、セラミック、布、
及び樹脂の結合多孔板、並びに管により気泡を発生させ
る散気管を装着し、比較的大きな気泡が発生するように
して酸素を供給しているが、上記曝気槽で微生物の濃度
を高濃度にした場合、このような従来の酸素供給方式で
は微生物の酸素消耗速度が空気供給速度より速いため、
溶存酸素不足現象が現れる。従って、高濃度有機性廃水
の処理時、酸素供給率の限界のため、微生物の濃度を40
00mg/lより高くすることができないという問題点があっ
た。
【０００４】尚、２次沈澱槽が曝気槽と分離されて設け
られるため、沈澱されたスラッジを曝気槽まで移送する
ためには別の搬送ポンプが必要である。また、沈澱され
たスラッジが搬送スラッジ管で詰まることを防ぐために
スクレーパ（scraper）が設けられ、このようなスクレ
ーパ及び搬送ポンプに関わる機械及び電気装置は極めて
複雑な構造を有している。
られるため、沈澱されたスラッジを曝気槽まで移送する
ためには別の搬送ポンプが必要である。また、沈澱され
たスラッジが搬送スラッジ管で詰まることを防ぐために
スクレーパ（scraper）が設けられ、このようなスクレ
ーパ及び搬送ポンプに関わる機械及び電気装置は極めて
複雑な構造を有している。
【０００５】また、従来の活性スラッジ（sludge）工法
は有機物除去のみを目的としているので、有機物酸化槽
である曝気槽のみ設けているが、有機物除去の他に窒素
及び燐の除去のためのエイツオ（Ａ2／Ｏ：嫌気−無酸
素−好気）工法やバーデンホ（Bardenpho：嫌気−無酸
素−好気−無酸素−好気）工法では、曝気槽の他に、窒
素除去のための無酸素状態の脱窒槽（Denitrification
tank）と燐の放出のための嫌気槽（Anaerobic tank）
をさらに設けている。この際、上記脱窒槽では曝気槽よ
り発生した硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を除去するため
に、曝気槽スラッジ液を脱窒槽へ搬送するための流入流
量の２〜６倍の速度を出すことのできる内部循環ポンプ
を設けなければならず、嫌気槽及び脱窒槽のような各反
応槽には、スラッジ混合液の均等な混合のために攪拌器
を設けなければならない。従って、有機物除去工程の
他、燐及び窒素除去工程を追加実施する場合には、従来
の活性スラッジ（sludge）工法と比して工程の構成及び
機械施設が更に複雑である。
は有機物除去のみを目的としているので、有機物酸化槽
である曝気槽のみ設けているが、有機物除去の他に窒素
及び燐の除去のためのエイツオ（Ａ2／Ｏ：嫌気−無酸
素−好気）工法やバーデンホ（Bardenpho：嫌気−無酸
素−好気−無酸素−好気）工法では、曝気槽の他に、窒
素除去のための無酸素状態の脱窒槽（Denitrification
tank）と燐の放出のための嫌気槽（Anaerobic tank）
をさらに設けている。この際、上記脱窒槽では曝気槽よ
り発生した硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を除去するため
に、曝気槽スラッジ液を脱窒槽へ搬送するための流入流
量の２〜６倍の速度を出すことのできる内部循環ポンプ
を設けなければならず、嫌気槽及び脱窒槽のような各反
応槽には、スラッジ混合液の均等な混合のために攪拌器
を設けなければならない。従って、有機物除去工程の
他、燐及び窒素除去工程を追加実施する場合には、従来
の活性スラッジ（sludge）工法と比して工程の構成及び
機械施設が更に複雑である。
【０００６】前述のように、従来の生物学的処理装置は
横流式に設けられ、曝気槽の他に窒素除去のための無酸
素条件である脱窒槽と燐の放出のための嫌気槽、そして
沈澱槽などが各々分離されているので、大きな敷地面積
が必要とされるばかりでなく、夫々の反応槽には攪拌装
置、搬送ポンプ、スクレーパなどが設けられ、各工程へ
のスラッジ移送はポンプによるため、機械装置が複雑で
かつ設置費用が多くかかる問題点があった。
横流式に設けられ、曝気槽の他に窒素除去のための無酸
素条件である脱窒槽と燐の放出のための嫌気槽、そして
沈澱槽などが各々分離されているので、大きな敷地面積
が必要とされるばかりでなく、夫々の反応槽には攪拌装
置、搬送ポンプ、スクレーパなどが設けられ、各工程へ
のスラッジ移送はポンプによるため、機械装置が複雑で
かつ設置費用が多くかかる問題点があった。
【０００７】また、有機物の処理においても、従来の空
気供給方法によれば、高濃度の有機性廃水処理の際に、
微生物の酸素消耗速度が空気供給速度より速いので酸素
供給率の限界が伴い、それにより高い微生物濃度の維持
が極めて困難な問題点を内包している。
気供給方法によれば、高濃度の有機性廃水処理の際に、
微生物の酸素消耗速度が空気供給速度より速いので酸素
供給率の限界が伴い、それにより高い微生物濃度の維持
が極めて困難な問題点を内包している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点に鑑みてなされたもので、空気供給方法と
して従来の散気管の代わりに精密濾過膜（microfiltrat
ion，細孔の大きさ0.1〜100μm）や限外濾過膜（ultraf
iltration、細孔の大きさ1.5〜10μm）のようなメンブ
レン（Membrane）を使用して溶解性酸素又は極超微細気
泡を発生させ、微生物と空気との接触効率を高められる
ようにし、その結果、酸素供給率を増加させることで、
微生物の濃度を10000mg/l以上に維持せしめ、反応槽の
容量を大幅に減少させた生物学的反応による下水、廃水
処理装置及び方法を提供することを目的としている。
従来の問題点に鑑みてなされたもので、空気供給方法と
して従来の散気管の代わりに精密濾過膜（microfiltrat
ion，細孔の大きさ0.1〜100μm）や限外濾過膜（ultraf
iltration、細孔の大きさ1.5〜10μm）のようなメンブ
レン（Membrane）を使用して溶解性酸素又は極超微細気
泡を発生させ、微生物と空気との接触効率を高められる
ようにし、その結果、酸素供給率を増加させることで、
微生物の濃度を10000mg/l以上に維持せしめ、反応槽の
容量を大幅に減少させた生物学的反応による下水、廃水
処理装置及び方法を提供することを目的としている。
【０００９】また、本発明は、円形又は正四角形の筒内
に生物反応槽を二重に設け、空気が供給される区画空間
では好気性条件が組成され、空気が供給されない区画空
間では無酸素及び嫌気性条件を組成して、一つの反応槽
で有機物の除去のみならず、燐及び窒素の除去環境を組
成する生物学的反応による下水、廃水処理装置及び方法
を提供することを他の目的としている。
に生物反応槽を二重に設け、空気が供給される区画空間
では好気性条件が組成され、空気が供給されない区画空
間では無酸素及び嫌気性条件を組成して、一つの反応槽
で有機物の除去のみならず、燐及び窒素の除去環境を組
成する生物学的反応による下水、廃水処理装置及び方法
を提供することを他の目的としている。
【００１０】また、本発明は、生物反応槽を垂直形式の
二重の区切り状に構成することにより、嫌気槽での燐の
放出と窒素除去のために、曝気槽に供給される空気の推
進力によって曝気槽のスラッジ混合液を無酸素及び嫌気
槽へ移送可能にして、従来の燐、窒素反応施設より処理
施設を簡単にした生物学的反応による下水、廃水処理装
置及び方法を提供することをさらに他の目的としてい
る。
二重の区切り状に構成することにより、嫌気槽での燐の
放出と窒素除去のために、曝気槽に供給される空気の推
進力によって曝気槽のスラッジ混合液を無酸素及び嫌気
槽へ移送可能にして、従来の燐、窒素反応施設より処理
施設を簡単にした生物学的反応による下水、廃水処理装
置及び方法を提供することをさらに他の目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、活性スラッジ（sludge）の混合液に空
気成分が接触されるようにする曝気槽と、上記曝気槽の
内部に流れ込む流入水と曝気槽スラッジ混合液とを接触
させつつ搬送するように所定の大きさの搬送推進力を有
しつつ気泡を形成する気泡提供手段と、上記曝気槽の外
部を覆い、曝気槽の外部へ越流された流入水と曝気槽ス
ラッジ混合液を収容し、生物反応により窒素を除去し、
燐の放出を同時に遂行する無酸素及び嫌気槽と、上記無
酸素及び嫌気槽の外部を覆い、上記曝気槽と無酸素及び
嫌気槽との間を循環しつつ流出され沈澱するスラッジを
収容する沈澱槽とを含み、上記無酸素及び嫌気槽の下部
は、上記曝気槽の下方に延びており、前記気泡提供手段
は、上記曝気槽の下部に配置されて上方への搬送推進力
を生じさせ、上記無酸素及び嫌気槽から流出されたスラ
ッジ及び上記沈澱槽のスラッジが、上記曝気槽に下部か
ら流れ込むように構成されていることを特徴とする生物
学的反応による下水、廃水処理装置を提供する。
解決するために、活性スラッジ（sludge）の混合液に空
気成分が接触されるようにする曝気槽と、上記曝気槽の
内部に流れ込む流入水と曝気槽スラッジ混合液とを接触
させつつ搬送するように所定の大きさの搬送推進力を有
しつつ気泡を形成する気泡提供手段と、上記曝気槽の外
部を覆い、曝気槽の外部へ越流された流入水と曝気槽ス
ラッジ混合液を収容し、生物反応により窒素を除去し、
燐の放出を同時に遂行する無酸素及び嫌気槽と、上記無
酸素及び嫌気槽の外部を覆い、上記曝気槽と無酸素及び
嫌気槽との間を循環しつつ流出され沈澱するスラッジを
収容する沈澱槽とを含み、上記無酸素及び嫌気槽の下部
は、上記曝気槽の下方に延びており、前記気泡提供手段
は、上記曝気槽の下部に配置されて上方への搬送推進力
を生じさせ、上記無酸素及び嫌気槽から流出されたスラ
ッジ及び上記沈澱槽のスラッジが、上記曝気槽に下部か
ら流れ込むように構成されていることを特徴とする生物
学的反応による下水、廃水処理装置を提供する。
【００１２】また、本発明はスクリーンにより夾雑物が
除去された下水、廃水を含む流入水が曝気槽に流れ込む
第１段階と、上記曝気槽の下部に装着された散気管を介
して上方に噴出される空気成分を流入水に接触させて微
細気泡を形成すると共に、上方への搬送推進力を生じさ
せる第２段階と、上記曝気槽に流れ込む流入水と曝気槽
スラッジを、上記搬送推進力により、上記曝気槽の外部
を覆う無酸素及び嫌気槽に越流させ搬送する第３段階
と、上記無酸素及び嫌気槽に流れ込む流入水とスラッジ
混合液から窒素を除去し燐を放出する第４段階と、上記
無酸素及び嫌気槽から流出されたスラッジと沈澱槽スラ
ッジを上記搬送推進力により曝気槽に下部から再び流入
させ、除去されてない有機物と窒素成分を酸化し、燐を
摂取させる第５段階と、上記第５段階遂行後、曝気槽で
生成されたスラッジと外部から流れ込む流入水とが混合
され再循環される第６段階と、上記無酸素及び嫌気槽の
外部を覆う沈澱槽で微生物により固液分離され、スラッ
ジは沈澱され処理水は越流ウェアを経て放流される第７
段階とを含む生物学的反応による下水、廃水処理方法を
提供する。
除去された下水、廃水を含む流入水が曝気槽に流れ込む
第１段階と、上記曝気槽の下部に装着された散気管を介
して上方に噴出される空気成分を流入水に接触させて微
細気泡を形成すると共に、上方への搬送推進力を生じさ
せる第２段階と、上記曝気槽に流れ込む流入水と曝気槽
スラッジを、上記搬送推進力により、上記曝気槽の外部
を覆う無酸素及び嫌気槽に越流させ搬送する第３段階
と、上記無酸素及び嫌気槽に流れ込む流入水とスラッジ
混合液から窒素を除去し燐を放出する第４段階と、上記
無酸素及び嫌気槽から流出されたスラッジと沈澱槽スラ
ッジを上記搬送推進力により曝気槽に下部から再び流入
させ、除去されてない有機物と窒素成分を酸化し、燐を
摂取させる第５段階と、上記第５段階遂行後、曝気槽で
生成されたスラッジと外部から流れ込む流入水とが混合
され再循環される第６段階と、上記無酸素及び嫌気槽の
外部を覆う沈澱槽で微生物により固液分離され、スラッ
ジは沈澱され処理水は越流ウェアを経て放流される第７
段階とを含む生物学的反応による下水、廃水処理方法を
提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付の図１を参照して本発
明に係る実施形態について説明する。
明に係る実施形態について説明する。
【００１４】本発明に係る生物学的反応による下水、廃
水処理装置及び方法には、図１に示すように、スクリー
ン（図示せず）によって夾雑物が除去された下水、廃水
を含む流入水１と、活性スラッジ（sludge）の混合液に
空気成分が接触されるようにするための内部空間を形成
する曝気槽２とが備えられる。ここで、曝気槽２の下部
には、その上部に流れ込む流入水とスラッジ混合液とに
空気成分を接触せしめるように空気を噴出して微細気泡
を形成する散気管５が備えられ、この散気管５には外部
空気を提供する送風機１１又はコンプレッサーが備えら
れる。この際、散気管５を介して噴出される空気の推進
力で、流入水とスラッジ混合液とが曝気槽２の外部に越
流されるようにする。
水処理装置及び方法には、図１に示すように、スクリー
ン（図示せず）によって夾雑物が除去された下水、廃水
を含む流入水１と、活性スラッジ（sludge）の混合液に
空気成分が接触されるようにするための内部空間を形成
する曝気槽２とが備えられる。ここで、曝気槽２の下部
には、その上部に流れ込む流入水とスラッジ混合液とに
空気成分を接触せしめるように空気を噴出して微細気泡
を形成する散気管５が備えられ、この散気管５には外部
空気を提供する送風機１１又はコンプレッサーが備えら
れる。この際、散気管５を介して噴出される空気の推進
力で、流入水とスラッジ混合液とが曝気槽２の外部に越
流されるようにする。
【００１５】本発明の望ましい実施形態では、曝気槽２
に糞尿や畜産の廃水などが流れ込む場合、微生物の濃度
を高濃度に維持させる必要があり、この場合には散気管
５の代わりに精密濾過膜や限外濾過膜のようなメンブレ
ンを使用し、かつ、散気管５の代わりにメンブレンを使
用してもスラッジ搬送推進力が不足する場合に備えて、
曝気槽２の内部上側に水中攪拌ポンプ８が装着された構
造になっており、スラッジの混合及び搬送に必要な推進
力を提供する。
に糞尿や畜産の廃水などが流れ込む場合、微生物の濃度
を高濃度に維持させる必要があり、この場合には散気管
５の代わりに精密濾過膜や限外濾過膜のようなメンブレ
ンを使用し、かつ、散気管５の代わりにメンブレンを使
用してもスラッジ搬送推進力が不足する場合に備えて、
曝気槽２の内部上側に水中攪拌ポンプ８が装着された構
造になっており、スラッジの混合及び搬送に必要な推進
力を提供する。
【００１６】曝気槽２の外部には、その直径より所定の
直径だけ大きく形成され、散気管５から噴出された空気
の搬送推進力により曝気槽の外部に越流された流入水、
並びに硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の濃度が高い曝気槽
スラッジ混合液を、生物反応させて窒素を除去し、燐の
放出を同時に遂行する無酸素及び嫌気槽３が備えられ
る。上記無酸素及び嫌気槽３の内面には、曝気槽２で越
流されたスラッジ混合液と流入下水、廃水とが円滑に混
合されるようにする混合誘導板７が、ジグザグ形式に多
数個備えられる。
直径だけ大きく形成され、散気管５から噴出された空気
の搬送推進力により曝気槽の外部に越流された流入水、
並びに硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の濃度が高い曝気槽
スラッジ混合液を、生物反応させて窒素を除去し、燐の
放出を同時に遂行する無酸素及び嫌気槽３が備えられ
る。上記無酸素及び嫌気槽３の内面には、曝気槽２で越
流されたスラッジ混合液と流入下水、廃水とが円滑に混
合されるようにする混合誘導板７が、ジグザグ形式に多
数個備えられる。
【００１７】上記のように、曝気槽２と無酸素及び嫌気
槽３は直立の二重管からなり、上下部が開放された構造
になっており、曝気槽２と無酸素及び嫌気槽３は第１保
持台９により、間隔を維持するように支えられている。
本実施形態では、上記二重管を筒状に形成した構造を示
しているが、これに限定されるものではなく、楕円や四
角、六角等のような多角形函体にて形成しても良い。な
お、無酸素及び嫌気槽３の外部には、それと曝気槽２と
の間を循環するスラッジを沈澱させ収容する沈澱槽４が
備えられ、この沈澱槽４の内部空間に、無酸素及び嫌気
槽３を、一定間隔を維持したまま位置付けられるように
支持する第２保持台１４が備えられる。
槽３は直立の二重管からなり、上下部が開放された構造
になっており、曝気槽２と無酸素及び嫌気槽３は第１保
持台９により、間隔を維持するように支えられている。
本実施形態では、上記二重管を筒状に形成した構造を示
しているが、これに限定されるものではなく、楕円や四
角、六角等のような多角形函体にて形成しても良い。な
お、無酸素及び嫌気槽３の外部には、それと曝気槽２と
の間を循環するスラッジを沈澱させ収容する沈澱槽４が
備えられ、この沈澱槽４の内部空間に、無酸素及び嫌気
槽３を、一定間隔を維持したまま位置付けられるように
支持する第２保持台１４が備えられる。
【００１８】なお、本実施形態では、曝気槽２、無酸素
及び嫌気槽３、及び沈澱槽４の下部断面が、図１に示す
ように、水平部及びこの水平部の両側に設けられた円弧
部からなるとともに、水平部と円弧部との境界部分にお
ける接線が水平部に対して内側に1/10〜1/20の傾きで傾
いた形状を有する構造になっており、無酸素及び嫌気槽
３から流出されるスラッジと沈澱槽スラッジが、空気供
給により発生する推進力により円滑に曝気槽２内に流れ
込むようにしたものである。
及び嫌気槽３、及び沈澱槽４の下部断面が、図１に示す
ように、水平部及びこの水平部の両側に設けられた円弧
部からなるとともに、水平部と円弧部との境界部分にお
ける接線が水平部に対して内側に1/10〜1/20の傾きで傾
いた形状を有する構造になっており、無酸素及び嫌気槽
３から流出されるスラッジと沈澱槽スラッジが、空気供
給により発生する推進力により円滑に曝気槽２内に流れ
込むようにしたものである。
【００１９】また、沈澱槽４の内部中間部には、沈澱槽
スラッジが窒素ガスや空気玉により比表面積（Specific
Surface Area）が大きくなって浮上することを防ぐ
ようにするスラッジ浮上防止網１３が備えられ、沈澱槽
４の上部の外周面には、それを通じて越流された処理水
を収容して外部に放出するための越流ウェア（weir）６
が装着され、沈澱槽４の上部には、雨水などの流れ込み
を防ぐために開閉式の蓋１５が具備された構造になって
いる。
スラッジが窒素ガスや空気玉により比表面積（Specific
Surface Area）が大きくなって浮上することを防ぐ
ようにするスラッジ浮上防止網１３が備えられ、沈澱槽
４の上部の外周面には、それを通じて越流された処理水
を収容して外部に放出するための越流ウェア（weir）６
が装着され、沈澱槽４の上部には、雨水などの流れ込み
を防ぐために開閉式の蓋１５が具備された構造になって
いる。
【００２０】上記のように構成された本発明の作用を説
明すると、次の通りである。
明すると、次の通りである。
【００２１】先ず、上記スクリーンにより夾雑物が除去
された流入水１が曝気槽２の上部に流れ込むと、流入水
１は散気管５から排出される空気の推進力により上部に
移送された曝気槽スラッジと共に無酸素及び嫌気槽３に
均等に分散して流れ込む。その結果、上記流入水１は、
好気性条件で酸化される前に、無酸素及び嫌気槽３での
窒素除去と燐の放出に必要な炭素源として使用される。
された流入水１が曝気槽２の上部に流れ込むと、流入水
１は散気管５から排出される空気の推進力により上部に
移送された曝気槽スラッジと共に無酸素及び嫌気槽３に
均等に分散して流れ込む。その結果、上記流入水１は、
好気性条件で酸化される前に、無酸素及び嫌気槽３での
窒素除去と燐の放出に必要な炭素源として使用される。
【００２２】無酸素及び嫌気槽３の上部と中間部分との
間では、流入水と曝気槽スラッジ混合液が、ジクザク形
態の混合誘導板７にぶつかりつつ完全に混合され、この
状態で微生物により酸素が枯渇された無酸素状態とな
り、流入水の有機物を炭素源として曝気槽スラッジ混合
液に含まれた硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を窒素ガスに
還元して除去する反応が起こる。そして、無酸素及び嫌
気槽３の中間部分と下部では、溶存酸素、硝酸性窒素、
及び亜硝酸性窒素の枯渇により嫌気性条件が形成され、
窒素除去に所要されてから残った流入水１の有機物を炭
素源として細胞内の燐が放出される。無酸素及び嫌気槽
３での滞留時間は、流入流量を基準として１時間以内で
あり、略１時間とするのが望ましい。
間では、流入水と曝気槽スラッジ混合液が、ジクザク形
態の混合誘導板７にぶつかりつつ完全に混合され、この
状態で微生物により酸素が枯渇された無酸素状態とな
り、流入水の有機物を炭素源として曝気槽スラッジ混合
液に含まれた硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を窒素ガスに
還元して除去する反応が起こる。そして、無酸素及び嫌
気槽３の中間部分と下部では、溶存酸素、硝酸性窒素、
及び亜硝酸性窒素の枯渇により嫌気性条件が形成され、
窒素除去に所要されてから残った流入水１の有機物を炭
素源として細胞内の燐が放出される。無酸素及び嫌気槽
３での滞留時間は、流入流量を基準として１時間以内で
あり、略１時間とするのが望ましい。
【００２３】無酸素及び嫌気槽３から流出されたスラッ
ジと沈澱槽スラッジは、空気供給により発生する推進力
により曝気槽２へ流れ込む。この際、沈澱池の役割をす
る沈澱槽４の下部床と曝気槽２と無酸素及び嫌気槽３
は、上述したように内側に１／１０〜１／２０程度の傾
きで傾いているため、沈澱槽スラッジ及び搬送スラッジ
が、曝気槽２からの空気供給による推進力により曝気槽
２に円滑に移動されうるようになる。
ジと沈澱槽スラッジは、空気供給により発生する推進力
により曝気槽２へ流れ込む。この際、沈澱池の役割をす
る沈澱槽４の下部床と曝気槽２と無酸素及び嫌気槽３
は、上述したように内側に１／１０〜１／２０程度の傾
きで傾いているため、沈澱槽スラッジ及び搬送スラッジ
が、曝気槽２からの空気供給による推進力により曝気槽
２に円滑に移動されうるようになる。
【００２４】上記過程を経た後、曝気槽２では無酸素及
び嫌気槽３で除去されてない有機物酸化と流入水に含ま
れた窒素成分の酸化が起こり、微生物は、無酸素及び嫌
気槽３で放出された燐及び流入水に含まれた燐を多量に
摂取することになる。曝気槽スラッジは再び空気供給推
進力により流入水１と混合され、無酸素及び嫌気槽３に
再び流れ込み、このような循環経路を継続的に繰り返す
ことになり、有機物を摂取して成長した微生物は沈澱槽
床のスラッジを間歇的に除去する。
び嫌気槽３で除去されてない有機物酸化と流入水に含ま
れた窒素成分の酸化が起こり、微生物は、無酸素及び嫌
気槽３で放出された燐及び流入水に含まれた燐を多量に
摂取することになる。曝気槽スラッジは再び空気供給推
進力により流入水１と混合され、無酸素及び嫌気槽３に
再び流れ込み、このような循環経路を継続的に繰り返す
ことになり、有機物を摂取して成長した微生物は沈澱槽
床のスラッジを間歇的に除去する。
【００２５】ここで、上記曝気槽２での水理学的（hydr
aulics）滞留時間、即ち、水が流入して滞留し抜け出る
までの時間は４〜８時間に維持され、F/M（Food/Microo
rganism）比は略0.1kgBOD/kg MLSS・dを維持する。
aulics）滞留時間、即ち、水が流入して滞留し抜け出る
までの時間は４〜８時間に維持され、F/M（Food/Microo
rganism）比は略0.1kgBOD/kg MLSS・dを維持する。
【００２６】なお、上記曝気槽２内に流れ込まれる流入
水が糞尿や畜産廃水のような高濃度有機物である場合
に、微生物の濃度を高濃度に維持させる必要がある。こ
の場合に、メンブレンを使用して十分な溶存酸素を供給
して微生物の濃度を高濃度に維持させ、上記メンブレン
のみではスラッジの搬送推進力が不足する場合は、スラ
ッジの混合及び搬送に必要な推進力を水中攪拌ポンプ８
により得る。反面、微生物の濃度が4000mg/l以下である
場合は、従来の一般散気管を使用して酸素供給及びスラ
ッジ搬送に必要な推進力を得る。
水が糞尿や畜産廃水のような高濃度有機物である場合
に、微生物の濃度を高濃度に維持させる必要がある。こ
の場合に、メンブレンを使用して十分な溶存酸素を供給
して微生物の濃度を高濃度に維持させ、上記メンブレン
のみではスラッジの搬送推進力が不足する場合は、スラ
ッジの混合及び搬送に必要な推進力を水中攪拌ポンプ８
により得る。反面、微生物の濃度が4000mg/l以下である
場合は、従来の一般散気管を使用して酸素供給及びスラ
ッジ搬送に必要な推進力を得る。
【００２７】上記曝気槽２と無酸素及び嫌気槽３を経た
微生物は、滞留時間が２〜３時間である沈澱槽４で固形
物と処理水とに分離されて、スラッジは沈澱され、処理
水１２は上部に移動されて沈澱槽４を経て越流された
後、ウェア６を介して放流される。
微生物は、滞留時間が２〜３時間である沈澱槽４で固形
物と処理水とに分離されて、スラッジは沈澱され、処理
水１２は上部に移動されて沈澱槽４を経て越流された
後、ウェア６を介して放流される。
【００２８】
【実施例】本発明が適用された実施例を通じて従来装置
と比べると次の通りである。
と比べると次の通りである。
【００２９】まず、空気流入流量を30ml/minに固定し、
セラミックディスク散気管を利用する一般散気装置と、
孔径（pore size）0.2μmのポリサルホン（polysulpho
ne）材質の中空糸メンブレン散気装置との、微生物の濃
度（MLSS）に対する溶存酸素の濃度を比較した。一般の
散気管では、微生物の濃度6000mg/l以上では生物学的処
理施設の曝気槽の適正溶存酸素濃度である2.5mg/l未満
に減少したが、精密濾過膜及び限外濾過膜を使用した場
合には2.5mg/l以上を維持しており、メンブレン散気装
置の酸素供給率がとても高いので、微生物を高濃度に維
持させうることがわかる。
セラミックディスク散気管を利用する一般散気装置と、
孔径（pore size）0.2μmのポリサルホン（polysulpho
ne）材質の中空糸メンブレン散気装置との、微生物の濃
度（MLSS）に対する溶存酸素の濃度を比較した。一般の
散気管では、微生物の濃度6000mg/l以上では生物学的処
理施設の曝気槽の適正溶存酸素濃度である2.5mg/l未満
に減少したが、精密濾過膜及び限外濾過膜を使用した場
合には2.5mg/l以上を維持しており、メンブレン散気装
置の酸素供給率がとても高いので、微生物を高濃度に維
持させうることがわかる。
【００３０】
【表１】
【００３１】次に、本発明の工法と横流式に設けられる
従来の工法との有機物及び窒素・燐の除去効率を比較す
るために、標準活性スラッジ（sludge）工法、エイツオ
（Ａ 2／Ｏ：嫌気槽−無酸素槽−好気槽）工法、及び本
発明の工法を運転した。
従来の工法との有機物及び窒素・燐の除去効率を比較す
るために、標準活性スラッジ（sludge）工法、エイツオ
（Ａ 2／Ｏ：嫌気槽−無酸素槽−好気槽）工法、及び本
発明の工法を運転した。
【００３２】流入水としては有機物と窒素・燐の濃度が
非常に高い畜産廃水を使用し、各工程の処理流量は500
l/dで、同一の流入水で３つの工程を並列に運転した。
表２は各工程の運転条件で、標準活性スラッジ（sludg
e）工法とエイツオ工法の微生物の濃度は略4000mg/lと
し、本発明の工法では散気方式として孔径（pore siz
e）0.2μm、ポリサルホン（polysulphone）材質の中空
糸メンブレン（Hollow Fiber Membrane）を使用し、
微生物の濃度は8000〜10000mg/lを維持した。
非常に高い畜産廃水を使用し、各工程の処理流量は500
l/dで、同一の流入水で３つの工程を並列に運転した。
表２は各工程の運転条件で、標準活性スラッジ（sludg
e）工法とエイツオ工法の微生物の濃度は略4000mg/lと
し、本発明の工法では散気方式として孔径（pore siz
e）0.2μm、ポリサルホン（polysulphone）材質の中空
糸メンブレン（Hollow Fiber Membrane）を使用し、
微生物の濃度は8000〜10000mg/lを維持した。
【００３３】表３は略６ヶ月間に亙って行った運転結果
を平均値で表したもので、標準活性スラッジ（sludge）
工法よりは、曝気槽の他に嫌気槽及び脱窒槽工程が設け
られたエイツオ工法が、有機物及び燐・窒素の除去率が
優秀であり、更に、エイツオ工法よりは微生物を高濃度
で維持させうる本発明の工法が、有機物及び燐、窒素の
除去率が優秀であった。
を平均値で表したもので、標準活性スラッジ（sludge）
工法よりは、曝気槽の他に嫌気槽及び脱窒槽工程が設け
られたエイツオ工法が、有機物及び燐・窒素の除去率が
優秀であり、更に、エイツオ工法よりは微生物を高濃度
で維持させうる本発明の工法が、有機物及び燐、窒素の
除去率が優秀であった。
【００３４】
【表２】
【００３５】表３は、標準活性スラッジ工法及びエイツ
オ工法と本発明の工法との運転結果の比較を示す。
オ工法と本発明の工法との運転結果の比較を示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】表４は、標準活性スラッジ工法とエイツオ
工法と本発明の工法とのＳＶＩ，スラッジの燐含量の比
較を示す。
工法と本発明の工法とのＳＶＩ，スラッジの燐含量の比
較を示す。
【００３８】
【表４】
【００３９】尚、表４は各工法のスラッジ沈降指数及び
曝気槽スラッジの燐の含量を表したもので、曝気槽スラ
ッジの燐の含量は本発明の工法がもっとも高く、スラッ
ジ沈降指数もやはり一番優秀であることを示している。
曝気槽スラッジの燐の含量を表したもので、曝気槽スラ
ッジの燐の含量は本発明の工法がもっとも高く、スラッ
ジ沈降指数もやはり一番優秀であることを示している。
【００４０】以上、説明した本発明は、前述の実施例及
び添付の図面により限定されるものではなく、本発明の
技術的範囲を越えない範囲内で種々の置き換え、変形及
び変更が可能であることは本発明に属する技術分野で通
常の知識を有する者においては明らかであろう。
び添付の図面により限定されるものではなく、本発明の
技術的範囲を越えない範囲内で種々の置き換え、変形及
び変更が可能であることは本発明に属する技術分野で通
常の知識を有する者においては明らかであろう。
【００４１】
【発明の効果】前述のように、本発明によると、曝気槽
スラッジ内の燐含量が従来の好気性条件のみ設定された
工法では２％未満であるが、嫌気−好気条件が反復され
る本発明では１０％以上で、スラッジ内の無機物含量が
高くなるので、従来の工法よりスラッジの沈澱性が向上
し、円形生物反応槽以外の残りの空間は空気供給が遮ら
れることにより、渦流の発生が起こらないため、沈澱池
として使用が可能である。
スラッジ内の燐含量が従来の好気性条件のみ設定された
工法では２％未満であるが、嫌気−好気条件が反復され
る本発明では１０％以上で、スラッジ内の無機物含量が
高くなるので、従来の工法よりスラッジの沈澱性が向上
し、円形生物反応槽以外の残りの空間は空気供給が遮ら
れることにより、渦流の発生が起こらないため、沈澱池
として使用が可能である。
【００４２】また、本発明によると、空気供給装置とし
て気泡が大きく発生する在来式散気管の代わりに、微細
気泡が発生されうる精密濾過膜（microfiltration）や
限外濾過膜（ultrafiltration）等のメンブレン（Membr
ane）を使用して微細気泡による酸素供給率を向上さ
せ、微生物の濃度を極大化させるため、下水、廃水のみ
ならず、糞尿及び畜産廃水などに含まれた高濃度の有機
物及び窒素・燐の除去が一つの反応槽でなされるので、
従来の工法より更に効果的である。
て気泡が大きく発生する在来式散気管の代わりに、微細
気泡が発生されうる精密濾過膜（microfiltration）や
限外濾過膜（ultrafiltration）等のメンブレン（Membr
ane）を使用して微細気泡による酸素供給率を向上さ
せ、微生物の濃度を極大化させるため、下水、廃水のみ
ならず、糞尿及び畜産廃水などに含まれた高濃度の有機
物及び窒素・燐の除去が一つの反応槽でなされるので、
従来の工法より更に効果的である。
【００４３】また、反応槽内でのスラッジが、空気供給
により発生する推進力により移送されることで、別のス
ラッジ搬送ポンプとこれに関連する諸設備を要しないと
いう効果を有する。
により発生する推進力により移送されることで、別のス
ラッジ搬送ポンプとこれに関連する諸設備を要しないと
いう効果を有する。
【図１】 本発明に係る生物学的反応による下水、廃水
処理装置のー実施形態の構成を示す概略図である。
処理装置のー実施形態の構成を示す概略図である。
１ 流入水 ２ 曝気槽 ３ 無酸素及び嫌気槽 ４ 沈澱槽 ５ 散気管 ６ 越流ウェア ７ 混合誘導板 ８ 水中攪拌ポンプ ９ 第１保持台 １１ 送風機 １２ 処理水 １３ スラッジ浮上防止網 １４ 第２保持台 １５ 蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池 在 成 大韓民国高陽市一山區大化洞2311韓国建 設技術研究院内 (72)発明者 李 鏡 鎬 大韓民国高陽市一山區大化洞2311韓国建 設技術研究院内 (72)発明者 金 東 鍵 大韓民国高陽市一山區大化洞2311韓国建 設技術研究院内 (72)発明者 李 昌 昭 大韓民国京畿道安山市木内洞400番地韓 国浄水工業株式会社内 (72)発明者 ▲ワン▼ 仁 浩 大韓民国京畿道安山市木内洞400番地韓 国浄水工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−226292（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−160191（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−137743（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−14611（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−116682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−95395（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−174695（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−17905（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−26567（ＪＰ，Ｕ) 特表 平７−507714（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/30 - 3/34
Claims (25)
- 【請求項１】 活性スラッジの混合液に空気成分が接触
されるようにする曝気槽と、 上記曝気槽の内部に流れ込む流入水と曝気槽スラッジ混
合液とを接触させつつ搬送するように所定の大きさの搬
送推進力を有しつつ気泡を形成する気泡提供手段と、 上記曝気槽の外部を覆い、曝気槽の外部へ越流された流
入水と曝気槽スラッジ混合液を収容し、生物反応により
窒素を除去し、燐の放出を同時に遂行する無酸素及び嫌
気槽と、 上記無酸素及び嫌気槽の外部を覆い、上記曝気槽と無酸
素及び嫌気槽との間を循環しつつ流出され沈澱するスラ
ッジを収容する沈澱槽とを含み、 上記無酸素及び嫌気槽の下部は、上記曝気槽の下方に延
びており、 前記気泡提供手段は、上記曝気槽の下部に配置されて上
方への搬送推進力を生じさせ、上記無酸素及び嫌気槽か
ら流出されたスラッジ及び上記沈澱槽のスラッジが、上
記曝気槽に下部から流れ込むように構成されていること
を特徴とする 生物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項２】 上記流入水が、上記曝気槽の上部に流れ
込むように構成したことを特徴とする請求項１に記載の
生物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項３】 上記無酸素及び嫌気槽の内面に、上記曝
気槽を越流する流入水とスラッジ混合液とが完全に混合
されるように装着された混合誘導板をさらに含む請求項
１記載の生物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項４】 上記曝気槽、無酸素及び嫌気槽、沈澱槽
の下部断面が、水平部及びこの水平部の両側に設けられ
た円弧部からなるとともに、上記水平部と円弧部との境
界部分における接線が上記水平部に対して内側に1/10〜
1/20の傾きで傾いた形状を有する請求項１記載の生物学
反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項５】 上記曝気槽が、その内部の上側にスラッ
ジの混合力及び搬送推進力を提供する水中攪拌ポンプを
さらに含む請求項１記載の生物学的反応による下水、廃
水処理装置。 - 【請求項６】 上記気泡提供手段が、多数の微細孔を有
するメンブレンからなる請求項１から請求項５のうちい
ずれかの１項に記載の生物学的反応による下水、廃水処
理装置。 - 【請求項７】 上記気泡提供手段が、散気管からなる請
求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の生物学
的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項８】 上記メンブレンは、精密濾過膜又は限外
濾過膜のうちいずれかの一つで形成された請求項６記載
の生物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項９】 上記曝気槽と無酸素及び嫌気槽が、上下
部が開放された円筒形函体や多角形函体のうちいずれか
の一つの形状を有する二重管からなる請求項１記載の生
物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項１０】 上記曝気槽と無酸素及び嫌気槽との間
の空間を維持するように支持する第１保持台をさらに含
む請求項１記載の生物学的反応による下水、廃水処理装
置。 - 【請求項１１】 上記沈澱槽の内部空間に無酸素及び嫌
気槽を位置づけるように支持する第２保持台をさらに含
む請求項１記載の生物学的反応による下水、廃水処理装
置。 - 【請求項１２】 上記沈澱槽と無酸素及び嫌気槽との間
の所定の位置に装着され、処理水放流の際、スラッジが
浮上することを防ぐスラッジ浮上防止手段をさらに含む
請求項１から請求項５のうちいずれかの１項に記載の生
物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項１３】 上記沈澱槽の外周面に装着され、越流
される処理水を収容し外部に放出する越流ウェアをさら
に含む請求項１から請求項５のうちいずれかの１項に記
載の生物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項１４】 上記沈澱槽の上部に装着され、雨水等
の流れ込みを防ぐための蓋をさらに含む請求項１記載の
生物学的反応による下水、廃水処理装置。 - 【請求項１５】 スクリーンにより夾雑物が除去された
下水、廃水を含む流入水が曝気槽に流れ込む第１段階
と、 上記曝気槽の下部に装着された散気管を介して上方に噴
出される空気成分を流入水に接触させて微細気泡を形成
すると共に、上方への搬送推進力を生じさせる第２段階
と、 上記曝気槽に流れ込む流入水と曝気槽スラッジを、上記
搬送推進力により、上記曝気槽の外部を覆う無酸素及び
嫌気槽に越流させ搬送する第３段階と、 上記無酸素及び嫌気槽に流れ込む流入水とスラッジ混合
液から窒素を除去し燐を放出する第４段階と、 上記無酸素及び嫌気槽から流出されたスラッジと沈澱槽
スラッジを上記搬送推進力により曝気槽に下部から再び
流入させ、除去されてない有機物と窒素成分を酸化し、
燐を摂取させる第５段階と、 上記第５段階遂行後、曝気槽で生成されたスラッジと外
部から流れ込む流入水とが混合され再循環される第６段
階と、上記無酸素及び嫌気槽の外部を覆う沈澱槽で微生物によ
り 固液分離され、スラッジは沈澱され処理水は越流ウェ
アを経て放流される第７段階とを含む生物学的反応によ
る下水、廃水処理方法。 - 【請求項１６】 上記第１段階において、上記流入水が
上記曝気槽の上部に流れ込むようにした請求項１５に記
載の生物学的反応による下水、廃水処理方法。 - 【請求項１７】 上記第２段階が、微生物濃度（MLSS）
が4000mg/l以下である場合、一般散気管を使用し、微生
物濃度（MLSS）が4000mg/lより高い場合、精密濾過膜や
限外濾過膜のような微細な多孔を有するメンブレンを使
用する過程を含む請求項１５に記載の生物学的反応によ
る下水、廃水処理方法。 - 【請求項１８】 上記第３段階が、曝気槽に流れ込む流
入水の有機物が好気性条件で酸化される前に、無酸素及
び嫌気槽に越流させる過程を含む請求項１５から請求項
１７のうちいずれかの１項に記載の記載の生物学的反応
による下水、廃水処理方法。 - 【請求項１９】 上記第３段階は、上記散気管より噴出
されてなる微細気泡の搬送推進力により、流入水とスラ
ッジ混合液とを無酸素及び嫌気槽に搬送する過程を含む
請求項１５から請求項１７のうちいずれかの１項に記載
の生物学的反応による下水、廃水処理方法。 - 【請求項２０】 上記第３段階は、微細気泡の搬送推進
力が足りない場合、水中攪拌ポンプを可動させ流入水と
スラッジ混合液とを無酸素及び嫌気槽に搬送する過程を
含む請求項１５から請求項１７のうちいずれかの１項に
記載の生物学的反応による下水、廃水処理方法。 - 【請求項２１】 上記第４段階は、上記無酸素及び嫌気
槽の上部で硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を窒素ガスに還
元させて除去し、下部では嫌気性条件を形成して窒素除
去に所要された後の残りの流入水の有機物を炭素源とし
て細胞内の燐を放出する過程を含む請求項１５から請求
項１７のうちいずれかの１項に記載の生物学的反応によ
る下水、廃水処理方法。 - 【請求項２２】 上記第４段階は、無酸素及び嫌気槽に
ジグザグに装着された混合誘導板により流入水と曝気槽
スラッジとを完全に混合する過程を含む請求項１５から
請求項１７のうちいずれかの１項に記載の生物学的反応
による下水、廃水処理方法。 - 【請求項２３】 上記第４段階は、無酸素及び嫌気槽に
おける滞留時間が流入流量を基準に１時間以内である過
程を含む請求項１５から請求項１７のうちいずれかの１
項に記載の生物学的反応による下水、廃水処理方法。 - 【請求項２４】 上記第５段階は、空気供給により発生
された搬送推進力によりスラッジが曝気槽に再び流れ込
まれる過程を含む請求項１５から請求項１７のうちいず
れかの１項に記載の生物学的反応による下水、廃水処理
方法。 - 【請求項２５】 上記第５段階は、曝気槽での水理学的
滞留時間を４〜８時間に維持し、F/M比を略0.1KgBOD/Kg
MLSS・dに維持する過程を含む請求項１５から請求項１
７のうちいずれかの１項に記載の生物学的反応による下
水、廃水処理方法。
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|---|---|---|---|
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| KR1998-9736 | 1998-03-20 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP00261999A Expired - Fee Related JP3336410B2 (ja) | 1998-03-20 | 1999-01-08 | 生物学的反応による下水、廃水処理装置および方法 |
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