JPS6029559B2

JPS6029559B2 - 廃水処理装置

Info

Publication number: JPS6029559B2
Application number: JP52049034A
Authority: JP
Inventors: 輝雄千田; 光伸大谷; 道郎広瀬
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1985-07-11
Also published as: JPS53135167A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、基材に付着（個着）した生物膜を利用した
、実質的に余剰汚泥を生ずることのない廃水処理装置に
関する。

生物学的廃水処理装置は、大別して、汚水中に懸濁した
微生物フロツクを利用する活性汚泥処理装置と、基村に
付着（固着）した生物膜に泥水を接触させて処理する、
散水櫨床に代表される生物膜処理装置に分類できる。

ここで、各装置により発生する余剰汚泥の量を比較して
みると、前者の活性汚泥処理装置では除去ＢＯＤの４０
〜８０％と大変高い。これは、処理に与かる生物相がズ
ーグレアなどのバクテリアを主体とした比較的単純な生
物相であるため、汚泥の消化が十分に進まないためであ
る。後者の生物膜処理装置では、活性汚泥処理装置によ
る場合より若干少なく、除去ＢＯＤの３０〜５０％であ
る。これは、与かる生物の種類が多く、バクテリアのよ
うな小型生物のほかに比較的大型の生物が共存している
ためである。しかしながら、いずれにせよ、従来の生物
学的廃水処理装置は大量の余剰汚泥を創生し、その処理
がやつかいであるという問題がある。余剰汚泥の処理は
、通常、濃縮、脱水、焼却の各工程を含むが、なかでも
焼却コストが大変大きい。

そのため、余剰汚泥を極力減らすための努力がなされ、
既にいくつかの手段が実用化されている。たとえば、全
酸化法的手段は実質的に余剰汚泥を副生しない。実質的
に余剰汚泥を副生しない手段としては、現状では唯一の
手段である。しかしながら、この手段は極めて長時間の
爆気処理を必要とする。その他の手段、たとえば嫌気性
消化手段は、２０〜４０日という長時間処理を行っても
せいぜい５０％程度の消化率しか得られず、消化汚泥を
分離し、洗浄し、さらに洗浄汚泥を凝集し、脱水し、焼
却したり、消化脱離液を処理するなど、−複雑で、しか
も運転管理が難しい多数の工程を必要とする。また、好
気性消化手段も５〜２０日の長時間処理で消化率６０％
程度であり、しかもその消化汚泥は元の汚泥よりも濃縮
性、脱水性が悪いばかりか脱離液が白濁するなどの問題
がある。この発明の目的は、従来の装置の上記欠点を解
決し、実質的に余剰汚泥を生ずることのない廃水処理装
置を提供するにある。上記目的を達成するためのこの発
明は、廃水入口および処理水出口を備え、かつ生物菌体
を付着せしめるための基材を備えた生物膜水処理手段と
、前記生物膜水処理手段によって得られた処理水に含さ
れている汚泥を分離、濃縮する頭斜型ウェツジ・ワイヤ
−・スクリーンと、前記ウェッジ・ワイヤ一・スクリー
ンによって得られた濃縮汚泥を好気的に消化する消化槽
と、前記消イリ管内の消化固液を前記生物膜水処理手段
またはその上流側に返送する手段とを備えている廃水処
理装置を特徴とするものである。

この発明をさらに詳細に説明すると、この発明において
は、生物膜水処理手段として、回転円板を用いる回転型
のもの、多孔性基材を鉛直方向に設置した構造物を用い
る固定型のもの、散水櫨床などを使用する。

このような生物膜水処理手段から排出される汚泥は、固
定基材から剥離したものが大部分で比較的大きく、また
含水率が高く、滑りがよいので、煩斜型ウェツジ・ワイ
ヤ一・スクリーンによる分離、濃縮を極めて容易かつ迅
速に行うことができる。生物膜水処理手段を用いること
による他の利点は、処理に与かる生物が多様であるとい
うことである。すなわち、生物膜水処理手段では、生物
膜が基材に固着しているから、基材面では酸素が不足し
て嫌気状態になり、一方汚水が接触する膜表面では酸素
の供給が十分であるので好気性の雰囲気が保たれる。そ
のため、活性汚泥処理装置による場合のような懸濁系の
処理とは異なり、反応槽内に好気性および嫌気性環境を
同時に保つことができ、糟内に発生する生物が非常に多
様になる。生物膜水処理手段における生物相は、次の３
つの群に分類される。第１群は、基材表面に付着するズ
ーグレアなどのバクテリアを主体とする微生物で、通常
、２〜１仇帆の厚みを形成する。

第２群は、これらの付着微生物に固着し、またはそれを
被覆する原生動物、たとえば繊毛虫類、鞭毛虫類、狼足
虫類などである。第３群は、槽内汚泥清掃生物といわれ
ている大型生物、たとえば線虫類、輪虫類、貧毛類、節
足動物などである。しかして、第１群は第２群に、また
第２群は第３群にと順次４・型生物が大型生物に捕食さ
れる。いわゆる食物連鎖である。各種の生物は、反応槽
内における環境条件に応じてバランスする。このような
現象は、汚泥消化の、一種の逐次反応であり、生物膜水
処理手段による余剰汚泥が懸濁系のそれに〈らべて少な
いのは、この食物連鎖が起こっているためであると考え
られる。この発明においては、主として第２群および第
３群の生物相がもつ汚泥消化力が非常に大きいことに着
目し、これらの生物を分離して消化槽に導き、消化反応
を起こさせ、その後さらに第２群、第３群の生物相の排
他物死骸を第１群の栄養源とするために生物膜水処理手
段に返送することにより、従来の汚泥消化速度を上回る
消化速度を発揮させ、しかもほぼ１００％の消化率を達
成するのである。すなわち、食物連鎖のサイクルを装置
の局所のみではなく、全体流れに沿っても起こさせるの
である。ところで、これらの大型生物は酸素欠乏状態に
大変弱く、数時間酸欠状態に保つと死滅して活性が全く
衰えてしまう。

したがって、生物膜水処理手段から排出される汚泥を沈
降分離したのでは大型生物が死滅して活性がなくなって
しまうので、十分な酸素の存在下で迅速に分離し、かつ
すみやかに汚泥消化槽に供給する必要がある。そのため
、この発明においては、生物膜水処理手段によって得ら
れた処理水に合されている汚泥を分離、濃縮するのに、
横断面がＶ字型のゥェッジ・ワイヤ一を多数並べた傾斜
型ウェッジ・ワイヤ一・スクリーンを使用する。分離速
度は、生物膜水処理手段から供給される汚泥の濃度にも
よるが、分離素子の単位面積、単位時間当りの処理水量
が１０〜１００００〆／〆・日、好ましくは１００〜５
０００〆／で・日である。分離、濃縮された汚泥濃度は
、５０００の９／リツトル以上、好ましくは２００００
の９ノリツトル以上である。濃縮汚泥の消化槽への移送
は、ベルトコンベヤーなどの、汚泥に奥断力が加わらな
いものを使用して行うか、ウェツジ・ワイヤ一・スクリ
ーンから汚泥を直酸消イｑ費‘こ落下させることによっ
て行うのが好ましい。というのも、大型生物は強い鰍断
力が加わるとすぐ死滅してしまい、大型生物による消化
槽内での汚泥消化が期待できなくなるからである。消化
槽としては、通常、好気性消化槽を使用するが、嫌気性
消化槽を付加するなど、他の汚泥処理手段を汚泥循環の
サイクルに組み込むことも可能である。

消化槽内の汚泥濃度は高いほうがよく、通常、５０００
のタノリツトル以上、好ましくは１００００のｏ／リッ
トル以上とする。消化槽内における消化時間は、通常、
５〜６０日、好ましくは１０〜３０日である。消化固液
の返送は、生物膜水処理手段の流入側であればどこでも
よい。

たとえば、生物膜水処理手段の原水流入部やその近傍、
供給源水の貯留槽、貯留槽の流入部、貯留槽と生物膜水
処理手段との間などに返送する。この発明の装置が従来
のそれと特に異なる点をあげれば、次のとおりである。

第１は、消化槽内で可溶化または微細化された汚泥が生
物膜水処理手段に返送され、その汚泥の大部分が原水中
の有機物質とともに生物膜表面において吸着または吸収
され、生物体内に取り込まれて分解され、新たな生物膜
となることである。

この現象は、可溶化汚泥または微細化された汚泥の資化
粗粒化現象と呼ぶことができる。第２は、返送汚泥のう
ちで、消イリ費内で一部未消化のまま生物膜水処理手段
に返送されるものが上記資化粗粒化現象によって再度ス
クリーンで機械的分離が容易な形態とされ、ここで分離
、濃縮され、消化槽内に返され、再消化が行われること
である。

すなわち、幾分解性の汚泥も完全に消化することが可能
になるのである（多回消化）。第３は、生物膜水処理手
段内の汚泥が、完全混合が行われる消化槽内のそれとは
異なり、付着型の汚泥が王となるために消化槽とは異な
る生物相が得られるということである。そのため、生物
膜水処理手段では、上述したように多種生物の捕食作用
による特有の汚泥消化も起こる。しかるに、その消化は
消化槽内でのそれとは異なった生物によるため、消化槽
内では非分解性であった汚泥でも十分消化することが可
能となる。これは一種の多段消化である。従来の装置で
は、消化汚泥中の可溶化物を洗浄によって不溶化物と分
離し、主として可溶化物のみを原水側に返送するか、別
の処理工程で処理している。後者の不落化物は、前にも
述べたが、生物的に分解される得る成分が十分残されて
いるにもかかわらず、次の脱水焼却工程に回されてしま
う。第４は、毒物などの洗い流し効果を期待できること
である。

すなわち、この発明においては、発生汚泥を鏡斜型ウェ
ツジ・ワイヤ一・スクリーンで分離、濃縮し、消イ○菅
で消化し、さらに生物膜水処理手段またはその上流側に
返送するから、汚泥が再び消化槽に供給される間に消化
反応に妨害を与えるような物質が洗い流され、またはバ
クテリアなどで分解されてしまうのである。そのため、
通常の好気性消化でみられるような毒物等の蓄積による
反応速度の低下がほとんどない。したがって、汚泥の消
化率を高水準に維持することができる。以上述べたよう
に、この発明は、生物学的な食物連鎖を完全に行わせる
こと、およびそのために必要な生物の成育環境を最善に
保つことにより、従来、生物がもっている分解エネルギ
ーを不十分にしか利用できなかったものを徹底的に利用
し、もって実質的なノースラッジ化を達成しているので
ある。

以下、実施例に塞いてこの発明をさらに詳細に説明する
。

実施例１第１図に示す装置を用いて、ＢＯＤ２５０のｏ／リット
ルの廃水を処理した。

生物膜水処理手段としては回転円板装置１（容量：１０
０リットル）を、額斜型ウェツジ・ワイヤ一・スクリー
ン２としては株式会社安藤スクリーン製作所製“スタテ
ィック・シーブ・スクリーン”（分離素材面積：０．０
５〆、スリット幅：０．５肌）を、消化槽４としては完
全混合型好気性消イｑ槽（容量：８０リットル）をそれ
ぞれ使用した。また、消化槽４の下部には、コンブレッ
サー５から供給される空気による散気装置６を設けた。
まず、廃水入口８から回転円板装置１に原水を供給して
処理（滞留時間：２時間）し、得られた処理水を処理水
出口８′を経て上記スクリーン２に供給して分離水９と
濃縮汚泥１０（汚泥濃度：４００００の９／リットル）
に分離した。

さらに、濃縮汚泥１０をベルトコンベヤー３によって消
イ０糟４に供給し、散気装置６による曝気を行いつつ好
気性消化を行った（消化槽内汚泥濃度：１８０００の９
／リットル、滞留時間：３０日）。消化した固液は、ポ
ンプ７によって消化固液返送ライン１１を経て回転円板
装置１の廃水入口８に返送した。この実施例では、スク
リーン２による汚泥の濃縮率が非常に高く、濃縮汚泥供
給量および消化固液返送量は回転円板装置１への供給原
水量の０．８％であった。処理の結果、処理水のＢＯＤ
は１０倣ノリツトルであり、またそのＳＳは１０雌／リ
ットル以下であった。

比較のため、滞留時間をやはり２時間として回転円板装
置１のみによる処理を行ったところ、処理水のＢＯＤは
２０雌／リツトルであり、またそのＳＳは１１０雌ノリ
ットルといずれも大変高かつた。実施例２この実施例では、第２図に示すように、生物膜水処理手
段として、実施例１における回転円板装置に代え、櫓１
２，１３の内部にプラスチックネット等の多孔性基材１
４を浸潰し、その基材の下部に設けた散気装置６によっ
て曝気を行う構造のものを使用した。

また、濃縮汚泥の移送にベルトコンベヤーを使用せず、
汚泥がその自重によってスクリーン２から好気性の消化
槽４内に直接落下するようにした。生物膜水処理手段を
２槽に分割しているのは、各槽で生物相を変え、各槽の
機能をはっきり分けるためである。すなわち、第１糟１
２では廃水および消化槽から返送される岡液中の主とし
てＢＯＤ成分を分解し、第２糟１３ではゆるやかな爆気
循環によって微細化汚泥の資化粗粒化および貧毛類等の
大型生物の成育環境を保ち、一層の汚泥消化機能を発揮
させることにした。なお、消化固液は、第２図に破線で
示すように第２槽１３に返送することも可能である。さ
て、上述した装置を用いてＢＯＤ３１５の２／リットル
の廃水を処理したところ、第１糟１２による処理水はＢ
ＯＤ１４２のｏ／リツトル、ＳＳは９８の９／リツトル
であり、第２糟１３ではこれがＢＯＤ２１のｃ／リッ
トル、ＳＳ８のｐ／リットル以下になった。比較のため
、生物膜水処理手段のみを使用して処理したところ、第
１槽１２による処理水の８０Ｄは１７３ｍｐ／リツトル
、ＳＳは１８２のｐ／リツトルと大変高く、これらは第
２糟１３の処理によってもＢＯＤ３８の９ノリツトル、
ＳＳ７６のタノリツトルとやはり相当高かった。

次に、上記各実施例で使用したものとは異なる実施態様
のこの発明の装置を第３図に示す。

第３図において、生物膜水処理手段１２、頃斜型ウェツ
ジ・ワイヤ−・スクリーン２、好気性消化槽４は、実施
例２で使用したものと同様のものである。この態様の装
置は、消化槽４で好気性消化を受けた固液をポンプ７に
よって嫌気性消化槽１８に送って嫌気性消化し、さらに
その消化固液をポンプ７を経て原水貯留槽１９に送り、
ここから生物膜水処理手段１２に供給するようにしてい
る。この態様の装置は、好気性消化だけでは難しい雛分
解性の汚泥処理に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、それぞれ異なる実施態様のこの発明
の装置を示す概略側面図である。１：回転円板装置（生物膜水処理手段）、２：傾斜型ウ
ェツジ・ワイヤ一・スクリーン、３：ベルトコンベヤー
、４：好気性消化槽、５：空気供給用コンブレッサー、
６：敗気装置、７：消化固液移送ポンプ、８：廃水入口
、８′：処理水出口、９：分離水、１０：濃縮汚泥、１
１：消化固液返送ライン、１２，１３：槽（生物膜水処
理手段）、１４：多孔性基材、１８：嫌気性消化槽、１
９：原水貯留槽。策１図兼２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１廃水入口および処理水出口を備え、かつ生物菌体を
付着せしめるための基材を備えた生物膜水処理手段と、
前記生物膜水処理手段によつて得られた処理水に含まれ
ている汚泥を分離、濃縮する傾斜型ウエツジ・ワイヤー
・スクリーンと、前記ウエツジ・ワイヤー・スクリーン
によつて得られた濃縮汚泥を好気的に消化する消化槽と
、前記消化槽内の消化固液を前記生物膜水処理手段また
はその上流側に返送する手段とを備えていることを特徴
とする廃水処理装置。