JPH0338289A

JPH0338289A - 生物活性炭水処理装置

Info

Publication number: JPH0338289A
Application number: JP1172862A
Authority: JP
Inventors: Masao Kaneko; 金子　政雄; Koji Tanaka; 孝二田中; Katsuhiro Ishikawa; 石川　勝広; Yasuo Egashira; 江頭　泰夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1991-02-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、上水高度処理を行う生物活性炭水処理装置
に関する。

（従来の技術）近年、河川、ダム、湖沼等の水質汚濁が進行しており、
これらを取水源としている浄水場では、現在の塩素処理
を主体とした処理方式の見直しが、次の２つの理由から
必要になってきている。

第一の理由は、アンモニア性窒素除去を主目的とした前
塩素処理において、取水中に含まれるフミン質などの溶
存性有機物と注入された塩素とにより発癌性を持つトリ
ハロメタンが生成されることがあるが、このトリハロメ
タンの一部が浄化水中に含有されてしまうことである。

また第二の理由は、ダム、湖沼等で見られる富栄養化に
より発生した藻類、プランクトン等による藻臭、かび臭
等の異臭味が現行処理では十分に除去できないことであ
る。

このような問題点を解決するために浄水場では上水の高
度処理を実施するようになっている。現在行われている
上水高度処理としては、粉末活性炭の投入がほとんどで
ある。

しかし、この処理は活性炭への有機物の吸着を利用した
ものであり、３〜６か月というごく短期間で吸着能力が
低下するという破過が生じるため、活性炭を交換したり
、再生する必要があるが、この活性炭の交換や再生には
多大の労力と費用が必要となっていた。

そこで、この問題点を解決するものとして、最近、オゾ
ンによる酸化処理と微生物を付着固定させた粒状活性炭
である生物活性炭による生物処理と、吸着処理とを組み
合わせた処理プラントが開発されてきている。

この上水高度処理プラントの一例が第３図に示しである
。この従来の上水高度処理プラントの構成を説明すると
、水道用原水はまず原水受槽１に貯えられ、砂などを分
離した後に凝集槽２に入り、ここでパン上、ＰＡＣなど
の凝集剤３、さらに水質に応じて酸やアルカリのｐＨ調
整剤を添加して水中の懸濁物やコロイドを凝集させる。

次に沈降槽４に入り、凝集フロックを沈降分離し、沈降
したフロックを濃縮して下部からスラリー水５として排
出する。この沈降槽４における上澄液は高度処理部６に
送られ、オゾン処理塔７に導入される。

オゾン処理塔７では、下部からオゾン８が散気管を通し
て注入され、気液接触により水中の有機物などがオゾン
で脱臭、脱色、あるいは酸化分解される。またこのオゾ
ン処理塔７では、後段の生物活性炭水処理装置での生物
処理を容易にするために生物難分解性有機物をオゾンに
より生物分解性に変成処理する。反応後の残留オゾンは
排オゾンつとして外に排出される。

次に、オゾン処理水は生物活性炭水処理装置１０へ送ら
れ、生物活性炭水処理装置１０では、粒状活性炭の吸着
、活性炭表面に繁殖した微生物によるアンモニアの硝化
、有機物の代謝除去、さらには粒状活性炭に吸着された
有機物の微生物による除去、つまり生物による再生も行
われる。、したがって、粒状活性炭の吸着作用のみで有
機物を処理した場合に比べて粒状活性炭の寿命が飛躍的
に伸び、粒状活性炭の吸着のみであれば３〜６か月の寿
命であるのが、生物活性炭では２〜３年に伸びるのであ
る。

こうして上水高度処理部６で処理された浄化水は濁質を
含有しており、これを除くためにＰＡＣ。

あるいはパン上の凝集剤１１を加えてマイクロフロック
化し、また微小動物の抑制を目的に塩素剤を加え、次の
砂濾過器１２へ導入する。ここで、マイクロフロックは
濾過により除去され、清浄となった浄化水は殺菌Ｉ！１
３へ送られ、殺菌ｔ！１３では塩素ガス、次亜塩素酸ナ
トリウムなどの塩素剤１４を加えて溶存バクテリアを殺
菌する。ここで塩素殺菌しても、前記生物活性炭塔７に
おいて処理された処理水にはトリハロメタンを生成する
有機物が微量しか含まれなくなっているので、塩素処理
によるトリハロメタン生成の問題が生じない。

殺菌され、高度処理飲料水となった処理水は処理水受１
１５に貯えられ、給水される。

このような−膜内な上水高度処理プラントにおいて、生
物活性炭水処理装置１ｏの従来の構成が第４図に示され
ている。

この従来の生物活性炭水処理装置１０では、生物活性炭
塔１６の内部に０．１〜数關の粒径の粒状生物活性炭１
７が充填されており、下部にオゾン処理塔７でオゾン酸
化された被処理水の流入配管１８とこれに接続された複
数の噴出口１９を持つ分配管２０とが設けである。

そして、被処理水を分配管２０の噴出口１つから噴出さ
せることにより、生物活性炭となった粒状生物活性炭１
７を流動させながら有機物とアンモニアとの処理を行う
。この時、生物活性炭１７を流動させ７るために十分な
被処理水の流速（ここでは塔内上昇速度で一般に空塔系
でのものをいう）を確保できるように生物活性炭塔１６
の形状を決定すると共に、均一な流動状態が得られるよ
うに分配管２０の構造と据付位置を決定する必要がある
。ここで、粒状活性炭１７を流動させるには空塔線速度
１０〜２０　ｍ　／　ｈ程度が必要と一般的にいわれて
おり、被処理水の流速とほとんど一致している。

このように流動床方式により処理するのは、固定床方式
の場合には短期間の処理で発生する表層付近の目詰りが
ないことと、短絡流がなくて効率的に被処理水と生物活
性炭とを接触させることができるためである。

なお、固定床方式の生物活性炭塔の場合には、表層付近
の目詰り解消のために逆洗や気泡洗浄を頻繁に行う必要
がある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の上水高度処理プラント
における生物活性炭水処理装置では、活性炭そのものの
吸着のみで処理すると３〜６か月で寿命となるのが微生
物付着により２〜３年に寿命が伸びるのであるが、処理
水の水質を詳しく検査してみると、処理開始から約３か
月で処理水質の悪化（つまり、有機物の除去率の低下）
が見られ、その後は一定していることが判明した。

このために、原水によっては塩素消毒した後の処理水中
のトリハロメタンが高くなることから、約３か月で活性
炭を交換または再生しなければならなくなる場合が出て
きているが、この活性炭は高価であり、再生するにも高
価な再生処理装置を必要とし、多大の費用がかかる問題
点があった。

また、２〜３年使用した後に交換、再生する時には粒状
活性炭に微生物を付着させるのに２〜３か月かかり、こ
の間は物理的吸着により有機物を除去するため、粒状活
性炭の寿命を早めることになる問題点もあった。

この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、２〜３年の長い期間に亘って常に高い有機物除去
性能を維持することができ、活性炭の交換または再生後
の立上げも早くできる生物活性炭水処理装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）この発明の生物活性炭水処理装置は、生物活性炭塔内に
粒状活性炭を流動させる活性炭流動層と、この活性炭流
動層の下方に微生物の付着した粒状または繊維状の生物
担体を流動させる生物担体流動層とを設け、前記生物活
性炭塔の下部に被処理水の導入部を設け、上部に処理水
の排出部を設けたものである。

（作用）この発明の生物活性炭水処理装置では、生物活性炭塔の
下方の粒状担体流動層において微生物を付着させた粒状
担体により被処理水中の溶存有機物の生物処理を行い、
上方の活性炭流動層ではこの粒状担体流動層から送られ
てくる被処理水中の有機物を主に物理的吸着により除去
することにより、被処理水中の多くの溶存有機物が活性
炭流動層側まで送られて来ないようにし、粒状活性炭の
寿命を伸ばすようにした。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の生物活性炭水処理装置の一実施例を
示しており、第３図に示す一般的に上水高度処理プラン
トにおける生物活性炭水処理装置１０として使用される
ものである。

この生物活性炭水処理装置１０は、生物活性炭塔１６内
部の下半部に金属粉末焼結体、アンスラサイト、多孔質
セラミックス、川砂、プラスチックなどの表面が比較的
粗くて微生物の付着が容易な粒状または繊維状の生物担
体の流動層２１を形成し、上半部に粒状活性炭の流動層
２２を形成した構成となっている。

そして、従来例の第４図と同様に生物活性炭塔１０の下
部にオゾン処理塔からのオゾン処理水を被処理水として
導入する流入管１８が接続され、塔内下部に多数の噴出
口１つの形成された分配管２０が設置されている。

生物活性炭塔１６の上部には上澄液滞留部２３が設けら
れ、ここから上澄液が高度処理水として後段の処理槽に
送り出されていくようになっている。

次に、上記の構成の生物活性炭水処理装置の動作につい
て説明する。

オゾン処理された被処理水は流入配管１８から分配管２
０に導入され、生物活性炭塔１６の下部の生物担体流動
層２１に噴出口１９から噴出する。

そこで、被処理水はこの生物担体流動層２１において粒
状担体の表面に付着している微生物の働きにより溶存し
ている有機物を分解除去し、これを活性炭流動層２２に
送り込む。

活性炭流動層２２では、生物担体流動層２１から送り込
まれてくる被処理水から有機物を主に物理的吸着作用に
よって除去し、有機物の除去された被処理水を上澄液滞
留部２３に送り出す。

上澄液滞留部２３では、生物処理され、浄化された上澄
液を処理水として後段の処理槽に送り出す。

このようにして生物処理する実施例の生物活性炭水処理
装置の特性について、第２図の特性図に基づいて説明す
る。

粒状活性炭の表面に微生物が付着すると活性炭の微細な
孔を塞ぐことになり、活性炭の本来の物理的吸着作用を
妨害するようになり、第２図の曲線Ａに示すように有機
物指標としての不揮発性溶解全有機炭素（ＮＶＤＯＣ）
の残存量から見て、新品の活性炭については当初の２，
３か月の間は高い有機物除去能力を示すが、その後は微
生物の表面付着が進んで生物活性炭となり、有機物除去
能力が３０％程度になって安定してくる。

また、生物活性炭では第２図に曲線Ｂに示すようにその
使用当初から安定した除去能力を示し、２０〜３０％の
有機物を常に除去する性能を示している。

このように、微生物の付着は活性炭の寿命を伸ばすが、
反面、有機物除去率を低下させてしまうことになる。

これに対して、この発明の実施例のように微生物の付着
を活性炭側ではなくて生物担体に行わせると、活性炭側
の微生物付着を微少なものに止めることができ、長い期
間に亘り活性炭流動層２２側に物理的吸着能力を維持さ
せておくことができる。

また、活性炭流動層２２の粒状活性炭の寿命が来て交換
、再生が必要になったような場合には、生物担体流動層
２１は微生物の付着したまま継続して使用することがで
き、従来のように生物活性炭になるのを待つ時間を必要
とせず、生物活性炭の交換、再生後すぐに生物処理のた
めに使用することができることになる。

なお、この発明の場合には下方で生物担体流動層を流動
させ、上方で活性炭流動層を流動させることが必要であ
るが、そのために生物担体流動層の素材の比重を生物活
性炭流動層の活性炭の比重よりも十分大きな物を選ぶこ
とが必要であり、また生物担体の粒径が活性炭の粒径よ
りも小さくなることも避けなければならない。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、生物活性炭塔内に粒状
活性炭の流動層を設けると共に、その下側に生物担体の
流動層を設けて微生物をこの生物担体側に付着させるよ
う°にしているため、被処理水の生物処理を生物担体流
動層側で行い、粒状活性炭流動層側では溶存有機物の物
理的吸着を主に行うようにすることができ、粒状活性炭
への微生物の付着を微少なものとすることができて微生
物の付着による吸着率の低下を防止でき、長期に亘って
高い有機物除去特性を実現できる。

また、粒状活性炭の交換、再生を行ったばあいにも微生
物の付着している生物担体流動層はそのままに使用でき
るため、従来のように粒状活性炭に微生物が付着するま
で待つ必要がなく、再立ち上げに時間がかからない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図は生物活
性炭と新品活性炭との有機物除去特性の比較図、第３図
は一般的な上水高度処理プラントのブロック図、第４図
は従来の生物活性炭水処理装置の断面図である。１０・・・生物活性炭水処理装置１６・・・生物活性炭塔　　１８・・・流入管１つ・・
・噴出口　　　　　２０・・・分配管２１・・・生物担
体流動層　２２・・・活性炭流動層２３・・・上澄液代私弁理士三好秀和２０分配管第図処理期間〔月Ｉ１１

Claims

【特許請求の範囲】

生物活性炭塔内に粒状活性炭を流動させる活性炭流動層
と、この活性炭流動層の下方に微生物の付着した粒状ま
たは繊維状の生物担体を流動させる生物担体流動層とを
設け、前記生物活性炭塔の下部に被処理水の導入部を設
け、上部に処理水の排出部を設けて成る生物活性炭水処
理装置。