JP4915054B2

JP4915054B2 - 有機性排水処理装置

Info

Publication number: JP4915054B2
Application number: JP2005107275A
Authority: JP
Inventors: 悦二立木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2025-04-04
Also published as: JP2006281152A

Description

本発明は、有機性排水の処理装置、特に活性炭を使用した処理装置に関するものである。

活性炭の吸着作用を利用する排水処理法は、排水中の各種溶存汚濁物質を除去するための最も簡便な処理方法として広く用いられている。

従来、このような活性炭を用いた吸着塔は、一般的な排水処理システムの中では、ＳＳ（懸濁物質）を濾過装置で除去後、高度処理設備として用いられていた（例えば、特許文献１参照）。なお、ＳＳ（ＳｕｓｐｅｎｄｅｄＳｏｌｉｄ）とは、当該技術分野において一般に使用される用語であり、例えば、水中に浮遊して、溶解しない物質の総称であって、１Ｌ中の乾燥重量（ｍｇ）で表される。

また、有機性汚濁物質を含む排水を好気性条件下で処理する場合には、活性炭の表面に微生物が着生し、活性炭による汚濁物質吸着作用と、着生微生物による吸着有機物の酸化分解作用とが併行して行われ、活性炭の活性は微生物により再生され、長期に渡り維持されるようになる。この現象は、活性炭の生物再生作用として知られている。

この活性炭による生物再生作用を利用する排水処理装置としては、例えば粒状活性炭を層状に充填して吸着塔とし濾過器と同様に活性炭層に処理すべき排水を上向流で通水し、活性炭を流動化状態に維持する装置が実用化されている。

このように上向流で通水した場合、増殖、成長した前記着生微生物が活性炭から剥離し、処理水に混ざって排出されることがあった。、そのため、上記工程の順序を逆にし、吸着工程後、濾過工程を行う処理方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この処理方法は、浄水処理方法で、粒状活性炭層に上向流で通水し、塩素添加後、急速濾過を行うもので、特にトリハロメタンを対象とするものである。

排水処理装置としては、完全な上向流ではないが、活性炭等の担体を使用し、処理後濾過する装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

この特許文献３に記載された装置は、上向流路を構成する曝気槽内には微生物が付着できる活性炭等の担体が投入されており、排水、担体、空気の三層が密な接触を繰返しながら上昇するようにしてある。担体は流動状態に維持されており、処理物を吸着した担体は微生物により再生される（生物再生作用）。

この処理水は配管を介して次段の濾過装置に導入される。濾過には目開きが処理水中の懸濁物より小さい濾布（マイクロスクリーン）を用いている。この濾布が濾過筒に巻かれ、モータ、減速機により回転させるようになっている。

処理水は濾過筒の内側から、濾布で濾過されて、出口室に入り、ここから排出されるようになっている。また、濾過筒の上方には、洗浄ノズルが配置され、そのノズルから洗浄流体を濾布に吹き付け、その濾布面を洗浄するようにしている。

この装置の特徴は、凝集剤などの水処理薬剤を使用せずに、濾過水質を向上させることができるとしている。
特開昭５３−４９８５４号公報特開昭６１−２４５８８７号公報特開昭５３−８７５６８号公報

しかしながら、このような排水処理装置では、目開きを小さくしているため、駆動部が必要等、装置が複雑になると共に、目詰まり防止のため、濾布の洗浄頻度も多くなるという問題があった。

また、活性炭同士の接触により、発生する黒粉の除去は考慮されておらず、除去するためには、上記スクリーンの目開きをより小さくしなければならず、上記の問題がより大きくなるという問題があった。

そこで、本発明は、簡単な装置で、処理水質の向上を実現する有機性排水処理装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の有機性排水処理装置は、内部に活性炭を充填し、排水を上向流で通水する上向流式活性炭塔と、その上向流式活性炭塔で処理した処理排水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、前記凝集剤を添加した処理排水を濾過処理する凝集濾過器とを含み、排水中に含まれる金属あるいは有機物を沈殿・除去する開放式の沈殿槽を前記上向流式活性炭塔の上流側に配し、前記沈殿槽の上部周囲に越流槽を設け、前記越流槽の下部と前記上向流式活性炭塔の下部を配管接続し、前記沈殿槽の水位より前記上向流式活性炭塔の水位を低くした構成としている。

本構成により、凝集剤の添加により上向流式活性炭塔から排出された懸濁物質の粒径が大きくなり、簡単な構造の凝集濾過器で、その懸濁物質を除去でき、また、上向流式活性炭塔に導入される排水には、溶存酸素が多く含まれており、そのため、上向流式活性炭塔の内部では、好気性微生物が活性炭の表面に着生しやすく、この微生物により、排水中に含まれる、活性炭に吸着された有機物は酸化分解され、このように、活性炭の生物再生作用により、活性炭を取出し、再生する必要はなく、活性炭の寿命を延ばすことができる。

このように、本発明の有機性排水処理装置によれば、上向流式活性炭塔に導入される排水には、溶存酸素が多く含まれており、上向流式活性炭塔特有の、活性炭の生物再生作用を利用しつつ、排出される黒粉を除去できる。すなわち、活性炭の生物再生により寿命が延びるとともに、処理水質の向上が図られる。

本発明の有機性排水処理装置は、内部に活性炭を充填し、排水を上向流で通水する上向流式活性炭塔と、その上向流式活性炭塔で処理した処理排水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、前記凝集剤を添加した処理排水を濾過処理する凝集濾過器とを含み、排水中に含まれる金属あるいは有機物を沈殿・除去する開放式の沈殿槽を前記上向流式活性炭塔の上流側に配し、前記沈殿槽の上部周囲に越流槽を設け、前記越流槽の下部と前記上向流式活性炭塔の下部を配管接続し、前記沈殿槽の水位より前記上向流式活性炭塔の水位を低くした構成としている。上向流式活性炭塔に導入される排水には、溶存酸素が多く含まれており、そのため、上向流式活性炭塔の内部では、好気性微生物が活性炭の表面に着生しやすく、この微生物により、排水中に含まれる、活性炭に吸着された有機物は酸化分解され、このように、活性炭の生物再生作用により、活性炭を取出し、再生する必要はなく、活性炭の寿命を延ばすことができる。また、この凝集剤添加により、従来の凝集濾過器で微細粒子の黒粉も除去できる。また、前段に沈殿槽があるため、上向流式活性炭塔の処理負荷を低減できる。また、沈殿槽からの排出水を、ポンプ塔の動力源を使用せず、上向流式活性炭塔の出口まで、流出させることができる。

また、本発明の有機性排水処理装置は、上向流式活性炭塔の内部に排水の流れを均一にする整流手段を備えることが好ましい。この整流手段により塔内の排水の流れを均一にすることで、排水と活性炭との接触効率を向上できるとともに、活性炭の流出も防止できる。

また、本発明の有機性排水処理装置は、上向流式活性炭塔内下部に空気による撹拌手段を備えることが好ましい。この撹拌手段により活性炭塔内を撹拌することで、活性炭表面で増殖し、剥離した着生微生物が下部に堆積するのを防ぐことができる。

また、本発明の有機性排水処理装置は、凝集濾過器が上向流式であることが好ましい。
上向流式は、下向流式に比べ、濾過時間が長くなり、濾過効率を向上できる。

また、本発明の有機性排水処理装置は、凝集濾過器が濾材を洗浄する洗浄手段を備えることが好ましい。この洗浄手段により適時洗浄することにより、濾過効率を維持することができる。

以下に、本発明の有機性排水処理装置について例をあげて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
図１において、上向流式活性炭塔１は、内部に活性炭２、整流手段（邪魔板）３、撹拌手段４を備え、排水は下部から導入、上部から排出、いわゆる上向流で活性炭２と接触している。上向流式活性炭塔１から排出された処理排水は、配管５を通り、凝集濾過器６へ導入される。処理排水は配管５の途中で、凝集剤添加手段７により、凝集剤が添加され、凝集濾過器６により、処理排水内のＳＳを除去する。凝集濾過器６内の上部には洗浄手段８が設けられており、砂等の濾過材を洗浄、再生する。活性炭２として、一般に粒状が使用されるが、繊維状活性炭の成形物も使用でき、凝集剤としては、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）や硫酸バンドが使用可能である。

上記構成において、上向流式活性炭塔１に導入される排水には、前工程の沈殿槽は開放式のため溶存酸素が多く含まれている。そのため、上向流式活性炭塔１の内部では、好気性微生物が活性炭２の表面に着生しやすい。この微生物により、排水中に含まれる、活性炭２に吸着された有機物は酸化分解される。このように、活性炭２の生物再生作用により、活性炭２を取出し、再生する必要はなく、活性炭２の寿命を延ばすことができる。

また、この時、上向流で、活性炭２を流動状態にするため、活性炭２同士の接触・擦れにより、黒粉を発生する。この黒粉を除去するため、凝集剤添加の効果を実験したデータを用いて説明する。

まず、濾過材として砂を用いた場合は、重量平均径１．９７μｍとなった。次に、濾過材として砂より微細なアンスラサイトを用いた場合でも、重量平均径１．４２μｍであった。そして、本実施例の砂濾材で凝集剤を併用した場合は、重量平均径０．６２μｍとなり、凝集剤の効果は重量平均径で約３分の１、濾過効率としては、約３倍と言える。ここで重量平均径とは、重量分布から求めた重量平均となる粒子の径で、濾過性能を評価する時には、通常用いられる粒径である。

このように、上向流による活性炭の生物再生作用を利用できるとともに、濾過前に凝集剤を添加することにより、黒粉のより細かい粒子まで濾過除去できるため、濾過水の水質は向上する。

（実施例２）
図２において、上向流式活性炭塔１の前段に、沈殿槽９が配管１０を介して接続されている。また沈殿槽９の上部周囲には越流槽１１が設けられ、配管１０は越流槽１１の下部と上向流式活性炭塔１の下部を接続しており、沈殿槽９と上向流式活性炭塔１の垂直方向の位置関係は、沈殿槽９の水位が上向流式活性炭塔１の水位より“ｈ”高くなるように設置されている。

上記の構成において、沈殿槽９の水位が上向流式活性炭塔１の水位より“ｈ”高くなるように設置されているため、この“ｈ”がヘッド差（水頭差）となり、沈殿槽９を越流した排水は、自然に越流槽１１から配管１０を通過し、上向流式活性炭塔１に流入し、上向流で上向流式活性炭塔１内も通過し、配管５へ流出する。

このように、沈殿槽９から上向流式活性炭塔１へ、ポンプ等の動力を使用せず、送水できるので、省エネが図れる。

以上のように、本発明の有機性排水処理装置によれば、上向流式活性炭塔に導入される排水には、溶存酸素が多く含まれており、活性炭の生物再生作用を利用できるとともに、濾過水の水質も向上できるため、活性炭を利用した排水処理方法に広く利用できる。

本発明の実施例１を示す構成図本発明の実施例２を示す構成図

符号の説明

１上向流式活性炭塔
２活性炭
３整流手段
４撹拌手段
５，１０配管
６凝集濾過器
７凝集剤添加手段
８洗浄手段
９沈殿槽
１１越流槽

Claims

内部に活性炭を充填し、排水を上向流で通水する上向流式活性炭塔と、
その上向流式活性炭塔で処理した処理排水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、
前記凝集剤を添加した処理排水を濾過処理する凝集濾過器とを含み、排水中に含まれる金属あるいは有機物を沈殿・除去する開放式の沈殿槽を前記上向流式活性炭塔の上流側に配し、前記沈殿槽の上部周囲に越流槽を設け、前記越流槽の下部と前記上向流式活性炭塔の下部を配管接続し、前記沈殿槽の水位より前記上向流式活性炭塔の水位を低くした有機性排水処理装置。
前記上向流式活性炭塔は、排水の流れを均一にする整流手段を備えた請求項１記載の有機性排水処理装置。
前記上向流式活性炭塔は、空気による撹拌手段を備えた請求項１記載の有機性排水処理装置。
前記凝集濾過器は排水を上向流で通水する請求項１記載の有機性排水処理装置。
前記凝集濾過器は濾材を洗浄する洗浄手段を備えた請求項１記載の有機性排水処理装置。