JPH0516000Y2 - - Google Patents
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本考案は生活雑排水および屎尿排水等を処理す
る浄化装置に係り、特に一般家庭で個別的に用い
られる小型の浄化装置に関する。 〔従来の技術〕 湖沼や内海などいわゆる閉鎖性水域は各種の栄
養塩の流入などにより富栄養化の進行が著しい。 富栄養化とは、排水中の窒素、リンなどの栄養
塩濃度が増加し、これを利用して光合成を行なう
藻類や水生植物が異常に増殖する現象である。 特に、水中の窒素化合物に関していえば、水中
生物の***物以外はほとんど人間活動により流入
したものであり、なかでも生活雑排水および屎尿
浄化槽放流水の影響は極めて大きい。 それゆえ、生活雑排水および屎尿排水の浄化の
ため、脱窒素機能を有する種々の家庭用個別浄化
装置が提案されている。 その一例として、好気性処理槽での硝化を、原
水の流入量、好気性処理槽の滞留時間等を調整す
る、いわゆる容積負荷調整方法等により行なうも
のがある。 〔考案が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような処理方法では、処理
量が減少し、処理能力が上がらず、処理量を増や
そうとすると処理槽の容積を大きくしなければな
らずコンパクト性に欠けるという欠点がある。 本考案は、上記事情に鑑みて創案されたもので
その目的は、特に一般家庭で個別的に用いられる
生活雑排水および屎尿排水の浄化装置において、
コンパクトかつ簡易な構造でしかも脱窒素の処理
能力に優れた浄化装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために本発明は、嫌気性濾
床槽と、粒状多孔質担体を充填した生物膜濾過槽
と、処理水槽を有する浄化装置において、前記処
理水槽の処理水の一部を、生物膜濾過槽と嫌気性
濾床槽とにそれぞれ返送して生物学的硝化、脱窒
を行わせる処理水返送装置を備えることを特徴と
するものである。 〔作用〕 本発明の浄化装置は、処理水槽の処理水の一部
を生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽とに、それぞれ返
送する処理水返送装置を備え、処理水の一部を生
物膜濾過槽と嫌気性濾床槽に戻すことによつて、
生物学的硝化、脱窒素をおこなうようにしてい
る。 従つて、本考案装置は、一般家庭で個別的に用
いられる生活雑排水および屎尿排水の浄化、特
に、脱窒素の処理能力が極めて優れ、その結果と
して装置自体も極めてコンパクトになる。 〔実施例〕 本考案の実施例を第1図を参照して説明する。 第1図は、本考案の浄化装置の概略構成縦断面
図を示したものである。 本考案における浄化装置は、第1図に示される
ように、嫌気性濾床槽第1室R1、嫌気性濾床槽
第2室R2、生物膜濾過槽Sおよび処理水槽Tを
有している。 嫌気性濾床槽第1室R1、嫌気性濾床槽第2室
R2(以下、それぞれ、濾床槽R1、濾床槽R2
と称す)においては、通常、嫌気性生物化学的処
理が行なわれる。 このような濾床槽R1、濾床槽R2の構成とし
ては、種々の構成が考えられるが、その中でも特
に第1図に示される構成のものが好ましい。 すなわち、第1図に示されるように濾床槽R1
と濾床槽R2は、濾床槽R1の低水位(L.W.L)
の位置に開口8を設けた仕切壁7によつて連通さ
れており、両槽ともに嫌気性微生物を保持しやす
く、目づまりにくい濾材を充填した濾床5a,5
bを備え、濾床5a,5bの下方に空間がそれぞ
れ設けられている。 濾床槽R1には汚水である原水を流入させる流
入口3、この流入口3につながる下方および側面
に開口部を有した導水管4が設けられ、この導水
管4の下方の開口部の真下であつて濾床5aの上
方には導水管4の水流を一箇所に集中させず、周
囲へ拡散させ槽内の水を撹拌させないため、阻流
板(図示しない)が設けられている。この濾床5
aは嫌気性微生物が保持されており、濾床槽R1
は濾床槽R2とともに嫌気性濾床槽Rを構成して
いる。 濾床槽R1と濾床槽R2とを仕切る仕切壁7に
沿つて鉛直に濾床5aより下方に延在し、そこに
開口している掃除筒6が設けられている。この掃
除筒6は掃除の際にこの掃除筒6の底まで図示し
ない掃除ポンプのノズルを挿入するためのもので
ある。 濾床槽R2には、濾床5bの直ぐ上に間欠定量
ポンプ9が設置され、この間欠定量ポンプ9の水
の吸入口11は一方向バルブ10を介して濾床5
bの上面内部へ下方に向けて開口している。この
間欠定量ポンプ9はパイプ14に電磁弁15を介
して接続されたポンプ用ブロワー16によつて作
動される。この吸入管水平部17の位置より濾床
槽R2の水位が低いとき(低水位:L.W.L)には
後述する生物膜濾過槽Sには水が送られず、これ
より多いときのみ送られる。 汚水が導水管4から流れ込んでくる量に増減が
あつても間欠定量ポンプ9によつてオーバーフロ
ー式でなく、パイプ13を介して生物膜濾過槽S
に送られるため、常に安定した処理ができる。 このような濾床槽R2に続いて生物膜濾過槽S
が設置されている。 生物膜濾過槽Sは、排水中に残存しているアン
モニア態窒素を亜硝酸菌により亜硝酸態窒素へ硝
化したり、汚濁原因物質などを微生物のもつ分解
作用を利用した微生物処理及びリン酸イオン、鉄
イオン等の生物吸着、物理的濾過をすることを目
的としており、その処理槽の構成としては種々の
態様が考えられるが、中でも特に以下に述べるよ
うな構成とすることが好ましい。 すなわち、生物膜濾過槽Sの上方には逆洗時に
生物膜濾過槽Sで増加し溢れた処理水が前記濾床
槽R1へ戻される逆洗排水パイプ31が設けら
れ、一方、底部近くには図示のごとく曝気用ブロ
ワ35に接続された曝気・逆洗用パイプ37が枠
組されて設けられ、この枠組された部分には多く
の孔が設けられている。 このような曝気・逆洗用パイプ37の枠組部の
上方近辺および連結パイプ13の開口部下方近辺
双方にはそれぞれロストル39,41が設けら
れ、この間に好気性微生物を付着させた粒状の多
孔質セラミツクスからなる多数の担体43を充填
して生物膜濾過層45を形成している。 上記粒状の多孔質セラミツクスとしては、例え
ば高多孔性粒状泡ガラスを用いることが好まし
い。 当該高多孔性粒状泡ガラスの材質としてはシリ
カガラス、ソーダ石炭ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガ
ラス、鉛ガラスなどがあり、必要に応じて適宜変
更することができるが、経済的な観点から安価な
ソーダ石灰ガラスが望ましい。また、鉄などの金
属分を含浸させた特殊な組成のガラスを用いて、
リンなどの特定成分の除去率を高めることも可能
である。 用いられる泡ガラスは粒状であり、かつ、高度
に多孔度を有するものである。この泡ガラスの粒
径は、例えば、0.2〜20mm、好ましくは、4〜10
mmである。 この粒径上限を超えると微生物の付着が担体表
面にかたより、浄化効率が悪くなり、逆にこの粒
径下限未満では目づまりをおこすおそれがあるか
らである。この泡ガラスの多孔度は、高度であ
り、具体的には、全細孔容積1〜4.5ml/g、好
ましくは2〜3.5ml/g、吸水率50〜85%、好ま
しくは70〜85%(Vol/Vol)、中央細孔直径(容
積)1〜50μm、好ましくは5〜50μm、嵩比重
0.1〜1.5、好ましくは0.15〜0.4である。 上記の高多孔性粒状泡ガラスは、例えば、従来
の方法により製造された5〜20%の吸水率を有す
る粒状泡ガラスを、温水又はアルカリ溶液に浸漬
させて、粒状泡ガラス中の可溶性アルカリ成分を
除去せしめ、粒状泡ガラスの表面層ならびに独立
気泡中に開口を設けるようにして、これを製造す
ることができる。 また、硝子パウダーに発泡剤を融点の高い金属
酸化物、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア
等を5〜10%添加し、焼成した後、急冷して微細
な気泡を発生せしめることによつても製造するこ
とができる。 このような例えば多孔性粒状泡ガラスからなる
多孔質セラミツクスは、前述したように多孔質で
あるため、比表面積、細孔容積が大きく微生物の
付着増殖に最適構造をもつており、微生物を高濃
度に保持できる。従つて、生物膜濾過槽を多孔質
セラミツクスからなる担体で構成したような場合
には、この処理能力は一層増大し、さらに小型化
を図ることができる。 また、比重も1に近く、少々の流れによつても
位置を変え撹拌がなされる。すなわち、逆洗動力
が極めて少なくてもよい。さらにこの生物膜濾過
槽Sの底部でロストル39より下、すなわち生物
膜濾過層45より下側に開口し、生物膜濾過層4
5により浄化処理された処理水を処理水槽Tへ供
給するとともに、逆洗時には処理水槽Tの処理水
を生物膜濾過槽Sへ逆送するパイプ47が設けら
れている。このパイプ47によつて生物膜濾過槽
Sと処理水槽Tとは連通される。 処理水槽Tの中には処理水返送装置としての一
例としての間欠定量ポンプ54が設置されてい
る。この間欠定量ポンプ54に連結してメインパ
イプ57が上方に向けて設けられ、このメインパ
イプ57は、図示のごとく途中で返送パイプ58
aと58bとに分岐されている。 返送パイプ58aは、処理水の一部を生物膜濾
過槽Sに返送するために生物膜濾過槽Sに至ると
ころまで延びている。そして、そのパイプ58a
の先端付近には流量調整バルブ59aが設けら
れ、返送量を任意に調整できるようになつてい
る。 ところで、もう一方の返送パイプ58bは、処
理水の一部を嫌気性濾床槽R1に返送するため
に、嫌気性濾床槽R1まで延び、そのパイプ58
bの先端にも同様に流量調整バルブ59bが設け
られている。 また、その他の処理水返送装置の1例として
は、いわゆるエアーリフト方式のものがあり、こ
の場合には堰の高さ等を調節し、返送する処理水
の流量を調整するようになつている。 処理水槽Tの中の処理水の一部を、それぞれ生
物膜濾過槽Sと嫌気性濾床槽R1に返送する理由
について説明する。 処理水槽Tの中の処理水の一部を生物膜濾過槽
Sに返送するのは、処理水中に残存しているアン
モニア態窒素を完全に亜硝酸、硝酸態窒素へと硝
化するためである。すなわち、処理水の一部を生
物膜濾過槽Sに返送することによつて、生物膜濾
過槽Sの上層部の溶存酸素(DO)を高めるとと
もに、生物化学的酸素要求量(BOD)を低くす
ることができ、また、生物膜濾過槽Sを通過する
水量が増加し、そのことによつて原水が生物膜濾
過槽S全体に均等に分散され、これにより亜硝酸
菌や硝酸菌の活性が高まり、アンモニアを亜硝酸
イオンや硝酸イオンに酸化することができる。 この場合、循環比、すなわち原水流入量に対す
る生物膜濾過槽Sへの返送量の比r1は、0.5〜
4.0、特に2.0〜3.0が好ましい。 この値が0.5未満であると処理水の硝化率がわ
るくなり、一方、この値が4.0をこえると、不必
要な循環をさせることになり、好ましくない。 一方、処理水槽Tの中の処理水の一部を嫌気性
濾床槽R1に返送するのは、上述のように亜硝酸
イオンや硝酸イオンに分解された処理水の脱窒素
をおこなうためである。 すなわち、嫌気性濾床槽R1に繁殖する脱窒素
菌により、嫌気性濾床槽R1に返送された処理水
の亜硝酸イオンや硝酸イオン中の酸素が取られ、
この還元作用によつて、亜硝酸イオンや硝酸イオ
ン中の窒素はN2ガスとして大気へ放出され、排
水中の無機性窒素の除去がおこなわれる。 この場合、循環比、すなわち原水流入量に対す
る嫌気性濾床槽R1への返送量の比r2は、0.5
〜6.0、特に3.0〜4.0が好ましい。 この値が0.5未満であると処理水の窒素除去率
がややわるくなり、一方、この値が6.0をこえる
と、不必要な循環をさせることになり、好ましく
ない。 このように処理水槽Tの中の処理水の一部を生
物膜濾過槽Sと嫌気性濾床槽R1にそれぞれ返送
する組み合わせによつて、アンモニアの亜硝酸イ
オン化および硝酸イオン化、並びに酸化された窒
素化合物中の脱窒素が行われる。 具体的な操作の一例として、まず間欠定量ポン
プ54を運転し、処理水槽T中の処理水の一部を
返送パイプ58aを介して生物膜濾過槽Sに返送
し、生物膜濾過槽Sと処理水槽T間を強制循環さ
せて、処理水中のアンモニアの亜硝酸イオン化や
硝酸イオン化を図り、次いでイオン化された処理
水を返送パイプ58bを介して嫌気性濾床槽R1
に返送し始めることによつて浄化槽全体を連続運
転に至らしめる。 なお、処理水槽Tには、パイプ47の他端が底
部まで延び、そこに処理水を逆送させる逆洗ポン
プ53が通常取り付けられている。また、パイプ
47の中間位置にはエルボ管55が設けられ、生
物膜濾過槽Sで処理された処理水を処理水槽Tに
放出している。この処理水をオーバーフローさせ
て放流するため、通常、図示のごとく小室57、
59,61が設けられ、小室61に設けられた放
流口63から放流している。小室59,61のい
ずれかには通常、薬筒65が設けられ、有機物が
処理された処理水を中和、殺菌等を行なつてい
る。 上述の本考案の浄化装置は、個々の槽(嫌気性
濾床槽第1室R1、嫌気性濾床槽第2室R2、処
理水槽T等)を個別に製作し、これらを配管して
連通させることもできるが、通常、例えば強化繊
維プラスチツク(FRP)等の材質で各槽を一体
成形し、これらの中に所定の濾床5a,5b、配
管、ポンプ等を組み込み、所定の機能を持たせる
ことが浄化装置のコンパクト化を図るうえで好ま
しい。 次に、上述してきた浄化装置1の汚水の処理方
法について説明する。 本考案の浄化装置1は、特に一般家庭で個別的
に用いられる生活雑排水および屎尿の浄化処理を
目的とするものであり、それゆえ浄化装置の個々
の槽の大きさは、それに相応する大きさとされ
る。 汚水はまず最初の流入口3から導水管4を通
り、阻流板(図示しない)によつて広げられて濾
床5aに撒かれて原水槽Rの濾床槽R1に送られ
る。 原水は、水位が上昇し、導水管4の途中までき
たときには側面の開口8から流出する。汚水が濾
床5aを通過するとき、この濾床5aには嫌気性
の微生物が付着しており、ここで有機物の1次的
分解、吸着が行なわれる。通過した水は濾床槽R
1の水位を上げていき、同様に濾床5bで有機物
の分解、吸着がなされる。水位が吸入管水平部1
7を超えた後には電磁弁15が開放され、ポンプ
用ブロア16の圧力がパイプ14を通して間欠定
量ポンプ9を作動させる。この間欠定量ポンプ9
によつて汚水の流入量に関係なく定量で生物膜濾
過槽Sへ送り出す。したがつて、流入量が多いと
きには濾床槽R1の水位が高水位(H.W.L)の
線以内で上昇する。 パイプ13で送られた水は生物膜濾過槽Sに入
り、生物膜濾過層45を下向流で通過する。この
生物膜濾過層45内には前述したように粒状多孔
質セラミツクスからなる多数の担体43が充填さ
れており、この中を曲折しながら下降する。 ところで、このとき、曝気用ブロワー35が作
用し、底部に枠組された曝気・逆洗用パイプ37
から空気の気泡が吹き出され、上昇する。この気
泡は、担体43に衝突しながら曲線的に上昇する
ので、急激に粗大化せず滞留時間も長くなり、高
い酸素利用率が得られるため、高負荷運転が可能
である。 このように生物膜濾過槽45で原水と空気とを
向流接触させることにより、接触曝気をし、汚水
への酸素溶解を図り、生物酸化機能を高めて有機
物の分解や微生物の増殖をするとともに、担体粒
子間と広い生物膜表面への吸着とによる濾過作用
により、より効率的に浄化し処理水とする。 なお、後述するように生物膜濾過層45は一定
時間経過毎に逆洗されるので、底部に沈澱するこ
とはほとんどない。 処理水はパイプ47によつてエルボ管55の開
口から処理水槽Tへ送り込まれる。 処理水槽Tの処理水の一部は、間欠定量ポンプ
54により返送パイプ58aを介して生物膜濾過
槽Sに一定量、循環させ、未処理のアンモニア態
窒素を完全に亜硝酸、硝酸態窒素へと酸化させて
いる。詳細については上述した通りである。 また、同様に処理水槽Tの処理水の一部は、間
欠定量ポンプ54により返送パイプ58bを介し
て一定量、第1嫌気性濾床槽R1に返送される。
ここで、亜硝酸イオンや硝酸イオンに分解された
処理水の脱窒素がおこなわれる。なお、詳細につ
いては上述した通りである。 ところで、最終的に処理水槽Tの中の大部分の
処理水は、通常、連接される小室57,59,6
1を経て放流口63から放流される。この間、小
室57からオーバーフローした処理水は薬筒65
からの薬注によつて中和や殺菌がなされることに
よつて放流される。 この放流は、前記嫌気性濾床槽Rに受けられた
間欠定量ポンプ9による水の供給により、処理ス
ピードは設定されており、この設定は通常、生物
膜濾過槽Sの生物膜濾過層45の処理能力によつ
て設定されている。したがつて、常に安定した処
理水の水質を確保できる。汚水の処理の結果、生
物膜濾過層45の担体43には有機物や増殖汚泥
が付着してきており、これが担体43から外れて
沈澱が始まる前に、逆洗ポンプ53を作動させる
と処理水槽T内に溜まつている処理水がパイプ4
7中を逆流して、生物膜濾過槽Sの底部から生物
膜濾過層45内を吹き上がる。この時エルボ管5
5からも一部吹き出すが口径が小さいので問題に
ならない。 この上昇流によつて、生物膜濾過層45内に付
着捕捉されている増殖汚泥等は、曝気ブロワー3
5から曝気・逆洗用パイプ37を介して吹き出さ
れる気泡と相俟つて除去され、逆洗排水中に浮遊
する。ここに生物膜濾過層45は上述したように
粒状多孔質セラミツクスの多数担体43であり、
比重が1に近いことから、担体43は舞い上が
り、互に衝突し合うことになり、捕捉していた増
殖汚泥を離脱させることになり、洗われることと
なる。 逆洗ポンプ53で処理水槽Tの処理水が送り込
まれるため、生物膜濾過槽Sの水位は上昇し、浮
遊している増殖汚泥とともに逆洗排水として上方
の逆洗排水パイプ31によつて濾床槽R1に戻さ
れる。この逆洗排水は前記濾床5a,5bを通過
し、再度嫌気性微生物により分解され、嫌気性濾
床槽Rの底に増殖汚泥を減少させ、浮遊あるいは
沈澱させる。 この逆洗を所定時間経過毎に行い生物膜濾過層
45を洗滌して、分解、吸着能力を復帰させ嫌気
性濾床槽Rへ増殖汚泥等を戻し、嫌気性濾床槽R
の掃除筒6から掃除ポンプのノズルを挿入して定
期的に増殖汚泥を抜き取り、処理をする。このよ
うな逆洗方法は、特に生物膜濾過層の処理能力を
低下させることなく、沈澱槽を設けることなく、
常にあまり変えることのない処理能力を維持する
ためには最適である。 この逆洗が終つた後には、嫌気性濾床槽Rへの
汚水の流入が続き、平常の浄化処理が行われる。 このような逆洗は、家庭用雑排水を処理対象と
する場合には、例えば1日に1度、逆洗すること
で足りる。 なお、本考案の実施例では、処理水返送装置の
一例であるポンプは処理水槽T内に設定されてい
るが、これに限定されることなく、処理水槽Tの
中の処理水の一部をそれぞれ生物膜濾過槽Sと嫌
気性濾床槽R1に返送できるのであればどこに設
置されていても良い。 また、処理水返送装置は、一つに限らず生物膜
濾過槽Sへの返送用および生物膜濾過槽Sへの返
送用として個々に設けて二つにしてもよい。 また、本考案の実施例では処理水の一部は嫌気
性濾床槽R1に返送されているが、嫌気性濾床槽
R2に返送してもよいことは勿論である。また、
嫌気性濾床槽R1,R2双方に返送してもよい。 次に第1図に示されるような装置を用いて具体
的な浄化実験を行なつた。 実験例 1 まず、処理水槽Tと生物膜濾過槽Sとの間の循
環による硝化率の変化を調べるために、下記の実
験を行なつた。 すなわち、まず最初に、流入口3から原水を流
入させ、通常の浄化処理を行ない、次いで処理水
返送装置であるポンプ54を作動させ、一定量の
処理水を生物膜濾過槽Sのみに送水(返送)し、
処理水槽Tと生物膜濾過槽Sとの間を循環させな
がら、浄化処理を行なつた。この場合、循環させ
る割合は、種々変えた。 結果を下記表1に示す。
る浄化装置に係り、特に一般家庭で個別的に用い
られる小型の浄化装置に関する。 〔従来の技術〕 湖沼や内海などいわゆる閉鎖性水域は各種の栄
養塩の流入などにより富栄養化の進行が著しい。 富栄養化とは、排水中の窒素、リンなどの栄養
塩濃度が増加し、これを利用して光合成を行なう
藻類や水生植物が異常に増殖する現象である。 特に、水中の窒素化合物に関していえば、水中
生物の***物以外はほとんど人間活動により流入
したものであり、なかでも生活雑排水および屎尿
浄化槽放流水の影響は極めて大きい。 それゆえ、生活雑排水および屎尿排水の浄化の
ため、脱窒素機能を有する種々の家庭用個別浄化
装置が提案されている。 その一例として、好気性処理槽での硝化を、原
水の流入量、好気性処理槽の滞留時間等を調整す
る、いわゆる容積負荷調整方法等により行なうも
のがある。 〔考案が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような処理方法では、処理
量が減少し、処理能力が上がらず、処理量を増や
そうとすると処理槽の容積を大きくしなければな
らずコンパクト性に欠けるという欠点がある。 本考案は、上記事情に鑑みて創案されたもので
その目的は、特に一般家庭で個別的に用いられる
生活雑排水および屎尿排水の浄化装置において、
コンパクトかつ簡易な構造でしかも脱窒素の処理
能力に優れた浄化装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために本発明は、嫌気性濾
床槽と、粒状多孔質担体を充填した生物膜濾過槽
と、処理水槽を有する浄化装置において、前記処
理水槽の処理水の一部を、生物膜濾過槽と嫌気性
濾床槽とにそれぞれ返送して生物学的硝化、脱窒
を行わせる処理水返送装置を備えることを特徴と
するものである。 〔作用〕 本発明の浄化装置は、処理水槽の処理水の一部
を生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽とに、それぞれ返
送する処理水返送装置を備え、処理水の一部を生
物膜濾過槽と嫌気性濾床槽に戻すことによつて、
生物学的硝化、脱窒素をおこなうようにしてい
る。 従つて、本考案装置は、一般家庭で個別的に用
いられる生活雑排水および屎尿排水の浄化、特
に、脱窒素の処理能力が極めて優れ、その結果と
して装置自体も極めてコンパクトになる。 〔実施例〕 本考案の実施例を第1図を参照して説明する。 第1図は、本考案の浄化装置の概略構成縦断面
図を示したものである。 本考案における浄化装置は、第1図に示される
ように、嫌気性濾床槽第1室R1、嫌気性濾床槽
第2室R2、生物膜濾過槽Sおよび処理水槽Tを
有している。 嫌気性濾床槽第1室R1、嫌気性濾床槽第2室
R2(以下、それぞれ、濾床槽R1、濾床槽R2
と称す)においては、通常、嫌気性生物化学的処
理が行なわれる。 このような濾床槽R1、濾床槽R2の構成とし
ては、種々の構成が考えられるが、その中でも特
に第1図に示される構成のものが好ましい。 すなわち、第1図に示されるように濾床槽R1
と濾床槽R2は、濾床槽R1の低水位(L.W.L)
の位置に開口8を設けた仕切壁7によつて連通さ
れており、両槽ともに嫌気性微生物を保持しやす
く、目づまりにくい濾材を充填した濾床5a,5
bを備え、濾床5a,5bの下方に空間がそれぞ
れ設けられている。 濾床槽R1には汚水である原水を流入させる流
入口3、この流入口3につながる下方および側面
に開口部を有した導水管4が設けられ、この導水
管4の下方の開口部の真下であつて濾床5aの上
方には導水管4の水流を一箇所に集中させず、周
囲へ拡散させ槽内の水を撹拌させないため、阻流
板(図示しない)が設けられている。この濾床5
aは嫌気性微生物が保持されており、濾床槽R1
は濾床槽R2とともに嫌気性濾床槽Rを構成して
いる。 濾床槽R1と濾床槽R2とを仕切る仕切壁7に
沿つて鉛直に濾床5aより下方に延在し、そこに
開口している掃除筒6が設けられている。この掃
除筒6は掃除の際にこの掃除筒6の底まで図示し
ない掃除ポンプのノズルを挿入するためのもので
ある。 濾床槽R2には、濾床5bの直ぐ上に間欠定量
ポンプ9が設置され、この間欠定量ポンプ9の水
の吸入口11は一方向バルブ10を介して濾床5
bの上面内部へ下方に向けて開口している。この
間欠定量ポンプ9はパイプ14に電磁弁15を介
して接続されたポンプ用ブロワー16によつて作
動される。この吸入管水平部17の位置より濾床
槽R2の水位が低いとき(低水位:L.W.L)には
後述する生物膜濾過槽Sには水が送られず、これ
より多いときのみ送られる。 汚水が導水管4から流れ込んでくる量に増減が
あつても間欠定量ポンプ9によつてオーバーフロ
ー式でなく、パイプ13を介して生物膜濾過槽S
に送られるため、常に安定した処理ができる。 このような濾床槽R2に続いて生物膜濾過槽S
が設置されている。 生物膜濾過槽Sは、排水中に残存しているアン
モニア態窒素を亜硝酸菌により亜硝酸態窒素へ硝
化したり、汚濁原因物質などを微生物のもつ分解
作用を利用した微生物処理及びリン酸イオン、鉄
イオン等の生物吸着、物理的濾過をすることを目
的としており、その処理槽の構成としては種々の
態様が考えられるが、中でも特に以下に述べるよ
うな構成とすることが好ましい。 すなわち、生物膜濾過槽Sの上方には逆洗時に
生物膜濾過槽Sで増加し溢れた処理水が前記濾床
槽R1へ戻される逆洗排水パイプ31が設けら
れ、一方、底部近くには図示のごとく曝気用ブロ
ワ35に接続された曝気・逆洗用パイプ37が枠
組されて設けられ、この枠組された部分には多く
の孔が設けられている。 このような曝気・逆洗用パイプ37の枠組部の
上方近辺および連結パイプ13の開口部下方近辺
双方にはそれぞれロストル39,41が設けら
れ、この間に好気性微生物を付着させた粒状の多
孔質セラミツクスからなる多数の担体43を充填
して生物膜濾過層45を形成している。 上記粒状の多孔質セラミツクスとしては、例え
ば高多孔性粒状泡ガラスを用いることが好まし
い。 当該高多孔性粒状泡ガラスの材質としてはシリ
カガラス、ソーダ石炭ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガ
ラス、鉛ガラスなどがあり、必要に応じて適宜変
更することができるが、経済的な観点から安価な
ソーダ石灰ガラスが望ましい。また、鉄などの金
属分を含浸させた特殊な組成のガラスを用いて、
リンなどの特定成分の除去率を高めることも可能
である。 用いられる泡ガラスは粒状であり、かつ、高度
に多孔度を有するものである。この泡ガラスの粒
径は、例えば、0.2〜20mm、好ましくは、4〜10
mmである。 この粒径上限を超えると微生物の付着が担体表
面にかたより、浄化効率が悪くなり、逆にこの粒
径下限未満では目づまりをおこすおそれがあるか
らである。この泡ガラスの多孔度は、高度であ
り、具体的には、全細孔容積1〜4.5ml/g、好
ましくは2〜3.5ml/g、吸水率50〜85%、好ま
しくは70〜85%(Vol/Vol)、中央細孔直径(容
積)1〜50μm、好ましくは5〜50μm、嵩比重
0.1〜1.5、好ましくは0.15〜0.4である。 上記の高多孔性粒状泡ガラスは、例えば、従来
の方法により製造された5〜20%の吸水率を有す
る粒状泡ガラスを、温水又はアルカリ溶液に浸漬
させて、粒状泡ガラス中の可溶性アルカリ成分を
除去せしめ、粒状泡ガラスの表面層ならびに独立
気泡中に開口を設けるようにして、これを製造す
ることができる。 また、硝子パウダーに発泡剤を融点の高い金属
酸化物、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア
等を5〜10%添加し、焼成した後、急冷して微細
な気泡を発生せしめることによつても製造するこ
とができる。 このような例えば多孔性粒状泡ガラスからなる
多孔質セラミツクスは、前述したように多孔質で
あるため、比表面積、細孔容積が大きく微生物の
付着増殖に最適構造をもつており、微生物を高濃
度に保持できる。従つて、生物膜濾過槽を多孔質
セラミツクスからなる担体で構成したような場合
には、この処理能力は一層増大し、さらに小型化
を図ることができる。 また、比重も1に近く、少々の流れによつても
位置を変え撹拌がなされる。すなわち、逆洗動力
が極めて少なくてもよい。さらにこの生物膜濾過
槽Sの底部でロストル39より下、すなわち生物
膜濾過層45より下側に開口し、生物膜濾過層4
5により浄化処理された処理水を処理水槽Tへ供
給するとともに、逆洗時には処理水槽Tの処理水
を生物膜濾過槽Sへ逆送するパイプ47が設けら
れている。このパイプ47によつて生物膜濾過槽
Sと処理水槽Tとは連通される。 処理水槽Tの中には処理水返送装置としての一
例としての間欠定量ポンプ54が設置されてい
る。この間欠定量ポンプ54に連結してメインパ
イプ57が上方に向けて設けられ、このメインパ
イプ57は、図示のごとく途中で返送パイプ58
aと58bとに分岐されている。 返送パイプ58aは、処理水の一部を生物膜濾
過槽Sに返送するために生物膜濾過槽Sに至ると
ころまで延びている。そして、そのパイプ58a
の先端付近には流量調整バルブ59aが設けら
れ、返送量を任意に調整できるようになつてい
る。 ところで、もう一方の返送パイプ58bは、処
理水の一部を嫌気性濾床槽R1に返送するため
に、嫌気性濾床槽R1まで延び、そのパイプ58
bの先端にも同様に流量調整バルブ59bが設け
られている。 また、その他の処理水返送装置の1例として
は、いわゆるエアーリフト方式のものがあり、こ
の場合には堰の高さ等を調節し、返送する処理水
の流量を調整するようになつている。 処理水槽Tの中の処理水の一部を、それぞれ生
物膜濾過槽Sと嫌気性濾床槽R1に返送する理由
について説明する。 処理水槽Tの中の処理水の一部を生物膜濾過槽
Sに返送するのは、処理水中に残存しているアン
モニア態窒素を完全に亜硝酸、硝酸態窒素へと硝
化するためである。すなわち、処理水の一部を生
物膜濾過槽Sに返送することによつて、生物膜濾
過槽Sの上層部の溶存酸素(DO)を高めるとと
もに、生物化学的酸素要求量(BOD)を低くす
ることができ、また、生物膜濾過槽Sを通過する
水量が増加し、そのことによつて原水が生物膜濾
過槽S全体に均等に分散され、これにより亜硝酸
菌や硝酸菌の活性が高まり、アンモニアを亜硝酸
イオンや硝酸イオンに酸化することができる。 この場合、循環比、すなわち原水流入量に対す
る生物膜濾過槽Sへの返送量の比r1は、0.5〜
4.0、特に2.0〜3.0が好ましい。 この値が0.5未満であると処理水の硝化率がわ
るくなり、一方、この値が4.0をこえると、不必
要な循環をさせることになり、好ましくない。 一方、処理水槽Tの中の処理水の一部を嫌気性
濾床槽R1に返送するのは、上述のように亜硝酸
イオンや硝酸イオンに分解された処理水の脱窒素
をおこなうためである。 すなわち、嫌気性濾床槽R1に繁殖する脱窒素
菌により、嫌気性濾床槽R1に返送された処理水
の亜硝酸イオンや硝酸イオン中の酸素が取られ、
この還元作用によつて、亜硝酸イオンや硝酸イオ
ン中の窒素はN2ガスとして大気へ放出され、排
水中の無機性窒素の除去がおこなわれる。 この場合、循環比、すなわち原水流入量に対す
る嫌気性濾床槽R1への返送量の比r2は、0.5
〜6.0、特に3.0〜4.0が好ましい。 この値が0.5未満であると処理水の窒素除去率
がややわるくなり、一方、この値が6.0をこえる
と、不必要な循環をさせることになり、好ましく
ない。 このように処理水槽Tの中の処理水の一部を生
物膜濾過槽Sと嫌気性濾床槽R1にそれぞれ返送
する組み合わせによつて、アンモニアの亜硝酸イ
オン化および硝酸イオン化、並びに酸化された窒
素化合物中の脱窒素が行われる。 具体的な操作の一例として、まず間欠定量ポン
プ54を運転し、処理水槽T中の処理水の一部を
返送パイプ58aを介して生物膜濾過槽Sに返送
し、生物膜濾過槽Sと処理水槽T間を強制循環さ
せて、処理水中のアンモニアの亜硝酸イオン化や
硝酸イオン化を図り、次いでイオン化された処理
水を返送パイプ58bを介して嫌気性濾床槽R1
に返送し始めることによつて浄化槽全体を連続運
転に至らしめる。 なお、処理水槽Tには、パイプ47の他端が底
部まで延び、そこに処理水を逆送させる逆洗ポン
プ53が通常取り付けられている。また、パイプ
47の中間位置にはエルボ管55が設けられ、生
物膜濾過槽Sで処理された処理水を処理水槽Tに
放出している。この処理水をオーバーフローさせ
て放流するため、通常、図示のごとく小室57、
59,61が設けられ、小室61に設けられた放
流口63から放流している。小室59,61のい
ずれかには通常、薬筒65が設けられ、有機物が
処理された処理水を中和、殺菌等を行なつてい
る。 上述の本考案の浄化装置は、個々の槽(嫌気性
濾床槽第1室R1、嫌気性濾床槽第2室R2、処
理水槽T等)を個別に製作し、これらを配管して
連通させることもできるが、通常、例えば強化繊
維プラスチツク(FRP)等の材質で各槽を一体
成形し、これらの中に所定の濾床5a,5b、配
管、ポンプ等を組み込み、所定の機能を持たせる
ことが浄化装置のコンパクト化を図るうえで好ま
しい。 次に、上述してきた浄化装置1の汚水の処理方
法について説明する。 本考案の浄化装置1は、特に一般家庭で個別的
に用いられる生活雑排水および屎尿の浄化処理を
目的とするものであり、それゆえ浄化装置の個々
の槽の大きさは、それに相応する大きさとされ
る。 汚水はまず最初の流入口3から導水管4を通
り、阻流板(図示しない)によつて広げられて濾
床5aに撒かれて原水槽Rの濾床槽R1に送られ
る。 原水は、水位が上昇し、導水管4の途中までき
たときには側面の開口8から流出する。汚水が濾
床5aを通過するとき、この濾床5aには嫌気性
の微生物が付着しており、ここで有機物の1次的
分解、吸着が行なわれる。通過した水は濾床槽R
1の水位を上げていき、同様に濾床5bで有機物
の分解、吸着がなされる。水位が吸入管水平部1
7を超えた後には電磁弁15が開放され、ポンプ
用ブロア16の圧力がパイプ14を通して間欠定
量ポンプ9を作動させる。この間欠定量ポンプ9
によつて汚水の流入量に関係なく定量で生物膜濾
過槽Sへ送り出す。したがつて、流入量が多いと
きには濾床槽R1の水位が高水位(H.W.L)の
線以内で上昇する。 パイプ13で送られた水は生物膜濾過槽Sに入
り、生物膜濾過層45を下向流で通過する。この
生物膜濾過層45内には前述したように粒状多孔
質セラミツクスからなる多数の担体43が充填さ
れており、この中を曲折しながら下降する。 ところで、このとき、曝気用ブロワー35が作
用し、底部に枠組された曝気・逆洗用パイプ37
から空気の気泡が吹き出され、上昇する。この気
泡は、担体43に衝突しながら曲線的に上昇する
ので、急激に粗大化せず滞留時間も長くなり、高
い酸素利用率が得られるため、高負荷運転が可能
である。 このように生物膜濾過槽45で原水と空気とを
向流接触させることにより、接触曝気をし、汚水
への酸素溶解を図り、生物酸化機能を高めて有機
物の分解や微生物の増殖をするとともに、担体粒
子間と広い生物膜表面への吸着とによる濾過作用
により、より効率的に浄化し処理水とする。 なお、後述するように生物膜濾過層45は一定
時間経過毎に逆洗されるので、底部に沈澱するこ
とはほとんどない。 処理水はパイプ47によつてエルボ管55の開
口から処理水槽Tへ送り込まれる。 処理水槽Tの処理水の一部は、間欠定量ポンプ
54により返送パイプ58aを介して生物膜濾過
槽Sに一定量、循環させ、未処理のアンモニア態
窒素を完全に亜硝酸、硝酸態窒素へと酸化させて
いる。詳細については上述した通りである。 また、同様に処理水槽Tの処理水の一部は、間
欠定量ポンプ54により返送パイプ58bを介し
て一定量、第1嫌気性濾床槽R1に返送される。
ここで、亜硝酸イオンや硝酸イオンに分解された
処理水の脱窒素がおこなわれる。なお、詳細につ
いては上述した通りである。 ところで、最終的に処理水槽Tの中の大部分の
処理水は、通常、連接される小室57,59,6
1を経て放流口63から放流される。この間、小
室57からオーバーフローした処理水は薬筒65
からの薬注によつて中和や殺菌がなされることに
よつて放流される。 この放流は、前記嫌気性濾床槽Rに受けられた
間欠定量ポンプ9による水の供給により、処理ス
ピードは設定されており、この設定は通常、生物
膜濾過槽Sの生物膜濾過層45の処理能力によつ
て設定されている。したがつて、常に安定した処
理水の水質を確保できる。汚水の処理の結果、生
物膜濾過層45の担体43には有機物や増殖汚泥
が付着してきており、これが担体43から外れて
沈澱が始まる前に、逆洗ポンプ53を作動させる
と処理水槽T内に溜まつている処理水がパイプ4
7中を逆流して、生物膜濾過槽Sの底部から生物
膜濾過層45内を吹き上がる。この時エルボ管5
5からも一部吹き出すが口径が小さいので問題に
ならない。 この上昇流によつて、生物膜濾過層45内に付
着捕捉されている増殖汚泥等は、曝気ブロワー3
5から曝気・逆洗用パイプ37を介して吹き出さ
れる気泡と相俟つて除去され、逆洗排水中に浮遊
する。ここに生物膜濾過層45は上述したように
粒状多孔質セラミツクスの多数担体43であり、
比重が1に近いことから、担体43は舞い上が
り、互に衝突し合うことになり、捕捉していた増
殖汚泥を離脱させることになり、洗われることと
なる。 逆洗ポンプ53で処理水槽Tの処理水が送り込
まれるため、生物膜濾過槽Sの水位は上昇し、浮
遊している増殖汚泥とともに逆洗排水として上方
の逆洗排水パイプ31によつて濾床槽R1に戻さ
れる。この逆洗排水は前記濾床5a,5bを通過
し、再度嫌気性微生物により分解され、嫌気性濾
床槽Rの底に増殖汚泥を減少させ、浮遊あるいは
沈澱させる。 この逆洗を所定時間経過毎に行い生物膜濾過層
45を洗滌して、分解、吸着能力を復帰させ嫌気
性濾床槽Rへ増殖汚泥等を戻し、嫌気性濾床槽R
の掃除筒6から掃除ポンプのノズルを挿入して定
期的に増殖汚泥を抜き取り、処理をする。このよ
うな逆洗方法は、特に生物膜濾過層の処理能力を
低下させることなく、沈澱槽を設けることなく、
常にあまり変えることのない処理能力を維持する
ためには最適である。 この逆洗が終つた後には、嫌気性濾床槽Rへの
汚水の流入が続き、平常の浄化処理が行われる。 このような逆洗は、家庭用雑排水を処理対象と
する場合には、例えば1日に1度、逆洗すること
で足りる。 なお、本考案の実施例では、処理水返送装置の
一例であるポンプは処理水槽T内に設定されてい
るが、これに限定されることなく、処理水槽Tの
中の処理水の一部をそれぞれ生物膜濾過槽Sと嫌
気性濾床槽R1に返送できるのであればどこに設
置されていても良い。 また、処理水返送装置は、一つに限らず生物膜
濾過槽Sへの返送用および生物膜濾過槽Sへの返
送用として個々に設けて二つにしてもよい。 また、本考案の実施例では処理水の一部は嫌気
性濾床槽R1に返送されているが、嫌気性濾床槽
R2に返送してもよいことは勿論である。また、
嫌気性濾床槽R1,R2双方に返送してもよい。 次に第1図に示されるような装置を用いて具体
的な浄化実験を行なつた。 実験例 1 まず、処理水槽Tと生物膜濾過槽Sとの間の循
環による硝化率の変化を調べるために、下記の実
験を行なつた。 すなわち、まず最初に、流入口3から原水を流
入させ、通常の浄化処理を行ない、次いで処理水
返送装置であるポンプ54を作動させ、一定量の
処理水を生物膜濾過槽Sのみに送水(返送)し、
処理水槽Tと生物膜濾過槽Sとの間を循環させな
がら、浄化処理を行なつた。この場合、循環させ
る割合は、種々変えた。 結果を下記表1に示す。
【表】
表1中、循環比r1は、原水流入量に対する生物
膜濾過槽への返送量の比をあらわす。 原水T−Nおよび処理水T−Nは、それぞれ原
水中および処理水中の総窒素分を示す。 処理水NOX−Nは、窒素酸化物中の総窒素分
を示す。 実験例 2 実験例1で最適の効果が得られた循環比r1=2
をそのままにし、さらに処理水中の処理水を嫌気
性濾床槽R1に返送した。この場合にも返送量
(循環比r2)を種々変化させた。 結果を下記表2に示す。
膜濾過槽への返送量の比をあらわす。 原水T−Nおよび処理水T−Nは、それぞれ原
水中および処理水中の総窒素分を示す。 処理水NOX−Nは、窒素酸化物中の総窒素分
を示す。 実験例 2 実験例1で最適の効果が得られた循環比r1=2
をそのままにし、さらに処理水中の処理水を嫌気
性濾床槽R1に返送した。この場合にも返送量
(循環比r2)を種々変化させた。 結果を下記表2に示す。
以上の結果より、本発明の効果は明らかであ
る。すなわち、本考案の浄化装置は、処理水槽の
処理水の一部を生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽とに
それぞれ戻す処理水返送装置を備え、処理水の一
部を生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽に戻すことによ
つて、硝化、脱窒素をおこなうようにしている。
従つて、一般家庭で個別的に用いられる生活雑排
水および屎尿排水の浄化、特に、脱窒素の処理能
力が極めて優れ、その結果として装置自体も極め
てコンパクトになる。
る。すなわち、本考案の浄化装置は、処理水槽の
処理水の一部を生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽とに
それぞれ戻す処理水返送装置を備え、処理水の一
部を生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽に戻すことによ
つて、硝化、脱窒素をおこなうようにしている。
従つて、一般家庭で個別的に用いられる生活雑排
水および屎尿排水の浄化、特に、脱窒素の処理能
力が極めて優れ、その結果として装置自体も極め
てコンパクトになる。
第1図は、本考案の浄化装置の概略構成縦断面
図である。 R1……嫌気性濾床槽第1室、R2……嫌気性
濾床槽第2室、S……生物膜濾過槽、T……処理
水槽、5a,5b……濾床、39,41……ロス
トル、43……担体、45……生物膜濾過層、5
4……間欠定量ポンプ。
図である。 R1……嫌気性濾床槽第1室、R2……嫌気性
濾床槽第2室、S……生物膜濾過槽、T……処理
水槽、5a,5b……濾床、39,41……ロス
トル、43……担体、45……生物膜濾過層、5
4……間欠定量ポンプ。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 嫌気性濾床槽と、粒状多孔質担体を充填した生
物膜濾過槽と、処理水槽を有する浄化装置であつ
て、 該装置は、嫌気性濾床槽、生物膜濾過槽、およ
び処理水槽を順次経て処理された処理水槽中の処
理水の一部を、生物膜濾過槽と嫌気性濾床槽とに
それぞれ返送して生物学的硝化、脱窒を行わせる
処理水返送装置を備え、 該処理水返送装置における原水流入量に対する
生物膜濾過槽への返送量の比は、0.5〜4.0、原水
流入量に対する嫌気性濾床槽への返送量の比は、
0.5〜6.0であることを特徴とする浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989145782U JPH0516000Y2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989145782U JPH0516000Y2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0383697U JPH0383697U (ja) | 1991-08-26 |
JPH0516000Y2 true JPH0516000Y2 (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=31692405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1989145782U Expired - Lifetime JPH0516000Y2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0516000Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006055700A2 (en) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Dentsply International Inc. | Plastic sheets for thermoforming dental products |
CA2598171C (en) * | 2005-02-16 | 2014-05-13 | Dentsply International Inc. | Thermoforming plastic type ii |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1989145782U patent/JPH0516000Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0383697U (ja) | 1991-08-26 |
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