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技術 有機物含有排水の処理方法、及び有機物含有排水処理装置

出願人 積水アクアシステム株式会社
発明者 上田明弘
出願日 2001年10月3日 (19年4ヶ月経過) 出願番号 2001-307797
公開日 2002年12月17日 (18年2ヶ月経過) 公開番号 2002-361275
状態 未査定
技術分野 生物膜廃水処理 生物学的処理一般
主要キーワード 返送装置 浮遊固形分 透水性素材 前処理層 塩素系消毒剤 綿状物 浮遊固形物 捕捉能力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年12月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

処理水中の浮遊固形分が極めて少なく、溶解性有機物を高度に分解処理できる有機物排水の処理方法、およびその処理装置を提供する。

解決手段

有機物含有排水を、微生物貯蔵する処理槽内で分解させた後、さらに、前記処理槽内に設置された微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材に透過させることにより上記有機物含有排水を分解処理することを特徴とする有機物含有排水の処理方法、および有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽と、前記処理槽内に微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材が設置された有機物含有排水処理装置であって、上記有機物含有排水を、上記処理槽で分解処理すると共に、上記ろ過材に透過させて分解処理されるようにしたことを特徴とする有機物含有排水処理装置。

概要

背景

排水を微生物を利用して処理する方法として生物ろ過方法がある。これは生物ろ過槽中に粒状担体充填し、処理水担体間隙を通過するときにその担体に付着させた微生物によって有機物生分解を行い、さらに処理水中に浮遊している固形分を捕捉する方法である。この方法は従来の沈殿槽による固形分の沈殿除去に比べ、固形分の除去能力が高く高度に処理出来る方法として多数の方法が発明されている。

上記方法は、大きくは2種類の処理方法分類される。すなわち、一つは充填する粒状担体が多孔質セラミックスのように、比重が水の比重に比べて大きい沈降性担体を使用し生物ろ過槽内に沈降させ、その担体充填部分の下方より空気を散気しながら処理水を通過させ、担体表面に付着した微生物により有機物を分解し、さらに固形分を物理的に捕捉する方法である。もう一つの方法は、充填する粒状担体が合成樹脂発泡体のように比重が水の比重に比較的近い浮上性担体を生物ろ過槽に充填し下方より空気を散気させ、粒状担体を浮上または流動させながら、担体表面に付着した微生物により有機物を分解する方法である。

浮上性担体を使用した場合、処理水中に浮遊している固形物捕捉能力は小さく、さらに担体表面に付着した微生物が担体同士の摩擦水流によって剥離し、浮遊性固形物として放流され処理水のBODが増加することになる。このような問題に対して、特開平5−309382号公報には、生物ろ過槽を2つに区分し、担体を流動させて有機物の分解を主目的とする部分と担体を静止させて固形物を捕捉する部分に機能分離させる方法が記載されている。

概要

処理水中の浮遊固形分が極めて少なく、溶解性有機物を高度に分解処理できる有機物排水の処理方法、およびその処理装置を提供する。

有機物含有排水を、微生物を貯蔵する処理槽内で分解させた後、さらに、前記処理槽内に設置された微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材に透過させることにより上記有機物含有排水を分解処理することを特徴とする有機物含有排水の処理方法、および有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽と、前記処理槽内に微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材が設置された有機物含有排水処理装置であって、上記有機物含有排水を、上記処理槽で分解処理すると共に、上記ろ過材に透過させて分解処理されるようにしたことを特徴とする有機物含有排水処理装置。

目的

さらに処理水中に溶解している有機物の処理においても、担体表面に付着している微生物と接触することによって初めて処理されるが、担体間の間隙が大きくなると微生物との接触機会が少なく未処理で通過するものが多くなってしまい、同様に放流水BOD値を高めてしまうことになる。本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、処理水中の浮遊性固形分が極めて少なく、溶解性有機物を高度に分解処理出来る有機物含有排水の処理方法、及びその処理装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

有機物含有排水を、微生物貯蔵する処理槽内で分解させた後、さらに、前記処理槽内に設置された微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材に透過させることにより上記有機物含有排水を分解処理することを特徴とする有機物含有排水の処理方法

請求項2

有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽と、前記処理槽内に微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材が設置された有機物含有排水処理装置であって、上記有機物含有排水を、上記処理槽で分解処理すると共に、上記ろ過材に透過させて分解処理されるようにしたことを特徴とする有機物含有排水処理装置。

請求項3

上記有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽は、散気装置及び固定床式接触材、又は散気装置及び流動床式接触材からなり、前記固定床もしくは流動床式接触材に付着した微生物によって、好気的に有機物含有排水を分解処理する処理槽である請求項2記載の有機物含有排水処理装置。

請求項4

有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽が、前処理槽、ろ過処理槽、ろ過水槽、消毒槽、および中水槽からなり、汚水を上記各槽の順に通過させて有機物含有排水処理装置外へ放流させると共に、上記ろ過処理槽から前処理槽へ処理水返送させ、前処理槽から装置外へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項3記載の有機物含有排水処理装置。

技術分野

0001

し尿生活排水といった下水ディスポーザ粉砕した厨芥排水または産業排水等の有機物含有排水微生物によって分解処理する有機物含排水の処理方法、及び有機物含排水処理装置に関する。

背景技術

0002

排水を微生物を利用して処理する方法として生物ろ過方法がある。これは生物ろ過槽中に粒状担体充填し、処理水担体間隙を通過するときにその担体に付着させた微生物によって有機物の生分解を行い、さらに処理水中に浮遊している固形分を捕捉する方法である。この方法は従来の沈殿槽による固形分の沈殿除去に比べ、固形分の除去能力が高く高度に処理出来る方法として多数の方法が発明されている。

0003

上記方法は、大きくは2種類の処理方法に分類される。すなわち、一つは充填する粒状担体が多孔質セラミックスのように、比重が水の比重に比べて大きい沈降性担体を使用し生物ろ過槽内に沈降させ、その担体充填部分の下方より空気を散気しながら処理水を通過させ、担体表面に付着した微生物により有機物を分解し、さらに固形分を物理的に捕捉する方法である。もう一つの方法は、充填する粒状担体が合成樹脂発泡体のように比重が水の比重に比較的近い浮上性担体を生物ろ過槽に充填し下方より空気を散気させ、粒状担体を浮上または流動させながら、担体表面に付着した微生物により有機物を分解する方法である。

0004

浮上性担体を使用した場合、処理水中に浮遊している固形物捕捉能力は小さく、さらに担体表面に付着した微生物が担体同士の摩擦水流によって剥離し、浮遊性固形物として放流され処理水のBODが増加することになる。このような問題に対して、特開平5−309382号公報には、生物ろ過槽を2つに区分し、担体を流動させて有機物の分解を主目的とする部分と担体を静止させて固形物を捕捉する部分に機能分離させる方法が記載されている。

発明が解決しようとする課題

0005

ところが、沈降性担体を使用して処理水中に浮遊した固形分を捕捉させる場合でも、浮上性担体を部分的に静止させ、処理水中に浮遊した固形分を捕捉させる場合においてでも処理を継続して行くと、捕捉した浮遊性固形分や有機物の処理によって増殖した微生物等の固形分が蓄積し、処理水の通り道が閉塞することにより抵抗が次第に大きくなってしまうという問題があった。

0006

そのため閉塞した固形分を除去するために担体充填部の下部から空気を散気して気泡を担体同士の間隙を通過させ物理的な作用で固形物を剥離させて除去する方法や、気泡の上昇による旋回流で担体を流動させ、担体同士の摩擦により付着した固形分を剥離させて除去する方法が採られている。

0007

このような洗浄工程で、担体間を閉塞する固形分を効率良く除去するためには粒状担体の充填率はあまり高くすることが出来ず、あらかじめ担体間の空隙を捕捉する固形分の粒子径と比較して非常に大きくなるように充填する必要があった。そのため多くの固形分は捕捉されずに担体間の間隙を通過し放流してしまうことになり固形物由来BOD値を高めてしまう。

0008

さらに処理水中に溶解している有機物の処理においても、担体表面に付着している微生物と接触することによって初めて処理されるが、担体間の間隙が大きくなると微生物との接触機会が少なく未処理で通過するものが多くなってしまい、同様に放流水のBOD値を高めてしまうことになる。本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、処理水中の浮遊性固形分が極めて少なく、溶解性有機物を高度に分解処理出来る有機物含有排水の処理方法、及びその処理装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

請求項1記載の発明は、有機物含有排水を、微生物を貯蔵する処理槽内で分解させた後、さらに、前記処理槽内に設置された微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材に透過させることにより上記有機物含有排水を分解処理することを特徴とする有機物含有排水の処理方法である。

0010

請求項2記載の発明は、有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽と、前記処理槽内に微生物が固定化された透水性を有する、ろ過材が設置された有機物含有排水処理装置であって、上記有機物含有排水を上記処理槽で分解処理すると共に、上記ろ過材に透過させて分解処理されるようにしたことを特徴とする有機物含有排水処理装置である。

0011

請求項3の発明は、上記処理槽が散気装置及び固定床床式接触材、又は散気装置及び流動床式接触材からなり、前記固定床もしくは流動床式接触材に付着した微生物によって好気的に有機物含有排水を分解処理する処理槽であることを特徴とする請求項2記載の有機物含有排水処理装置である。

0012

請求項4の発明は、有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽が、前処理槽、ろ過処理槽、ろ過水槽、消毒槽、および中水槽からなり、汚水を上記各槽の順に通過させて有機物含有排水処理装置外へ放流させると共に、上記ろ過処理槽から前処理槽へ処理水を返送させ、前処理槽から装置外へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項3記載の有機物含有排水処理装置である。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下に、本発明の本発明の有機物含有排水の処理方法、及びその処理装置の詳細を説明する。図1は請求項1、2および3記載の発明の排水処理方法に使用する処理装置の一実施例を示す断面の概略図である。処理槽1は仕切板2、仕切板3によって前処理槽4、ろ過処理槽5、及びろ過水槽6により仕切られている。流入口7から流入した有機物含有排水は前処理槽4で大きな固形物を沈殿除去した後、移流口8を通ってろ過処理槽5に移流してくる。

0014

ろ過処理槽5では固定床式接触材9、散気装置10が設置されており、固定床接触材9の表面に付着した微生物により処理水中に溶解した有機物を分解処理するようになっている。散気装置10から空気を噴出し、気泡の上昇流によって発生する旋回流によって、ろ過処理槽5内の処理水を撹拌し、さらに接触材9に付着した微生物が有機物を分解処理するのに必要な酸素を供給する。

0015

ろ過処理槽5とろ過水槽6とを仕切る仕切板3の処理水中には、開口部11が開けてあり、その開口部11を塞ぐようにろ過材12が設置されている。ろ過処理槽5内で処理された処理水は、ろ過材12を透過して、ろ過水槽6に移流し、放流口13を通って槽外に放流される。

0016

上記ろ過材12は、透水性のある数十μmから数mmの大きさの連続した空隙部を有する構造であり、例えば隣接する気泡の間が連通している連続気泡の発泡体、短い繊維を不規則に絡めた構造の綿状物、長い繊維を不規則に絡めた繊維塊等が挙げられる。

0017

上記ろ過材の材質としては例えば、ポリエチレンポリウレタンポリ塩化ビニルナイロン等の合成樹脂、多孔質セラミックス、発泡コンクリート等の無機系のものが挙げられる。

0018

上記ろ過材12の表面及び連続した空隙部を構成する内壁部の表面には、処理水中の有機物を分解処理する微生物を固定化してある。固定化方法は、有機物含有排水を透過することで自然に発生し増殖することで表面に付着させれば良い。また、硝酸化菌等、特定の処理を行う有用な微生物を培養しアクリルアミド等の透水性のある接着剤を用いてろ過材表面に付着させても良い。

0019

ろ過材12の設置及びろ過の方法は、図1のように仕切板3の処理水中に開口した開口部11を全部塞ぐようにシート状のろ過材12を設置し、前処理槽4からの移流によって上昇したろ過処理槽5の水位とろ過水槽6の水位との差によって発生する水頭圧押し出す方法が使用出来る。また、ろ過処理槽5の処理水中に設置し、ろ過処理槽5から取り出し可能なろ過材ユニットにシート状ろ過材12を設置し、ろ過材12から透過したろ過水を集水し、チューブを経由してろ過水槽6に移流する構造であっても良い。この場合、ろ過の原動力として上述のような水頭圧あっても良いし、吸引ポンプによって吸引ろ過しても良い。

0020

シート状のろ過材とは透水性素材文字通りシート状に成形、加工した単一のものであっても良く、粒状担体を通過出来ない大きさの開口部が多数開けてある通水性の板を、一定の間隔で設置した枠内に粒状の担体を隙間なく充填した構造のものであっても良く、処理水が全てろ過材内部の間隙を透過するように設置すれば良い。

0021

ろ過処理槽5に設置する散気装置10は、ろ過材12の直下に設置すれば散気による気泡の上昇流と、それに伴って発生する処理水の上昇流がろ過材12の表面に付着した固形分を剥離しながらろ過が出来るため、ろ過材12が固形分で閉塞することがないという点で好ましい。

0022

ろ過処理槽5では処理水中に溶解する大部分の有機物を分解処理するために接触材9を充填し、固定床式接触材9の表面に付着した微生物によって分解させている。有機物を分解処理する方法として上記固定床式接触材を用いる方法の他に微生物を付着させた粒状担体を用いる流動床式処理方法が使用出来る。反対に活性汚泥法のような処理水中に浮遊した微生物による処理方法は、ろ過材12でろ過される固形分が極端に増加して閉塞の原因となるため好ましくない。

0023

ろ過処理槽5には返送装置14を設置し、ろ過処理槽5内の処理水を常時前処理槽4に返送してある。これは接触材9に付着した微生物が処理を継続することによって増殖し余剰分が剥離し処理水中として浮遊することになる。この浮遊固形分を処理水と共に前処理槽へ返送し固形分を沈殿分離した後に移流口8から上澄み水を移流させることで、ろ過処理槽5内の浮遊固形分の濃度を減少させることが出来る。そのため、ろ過材12でろ過する固形分の負担が小さくなるため閉塞しにくくなる。

0024

図2は請求項4記載の発明の処理装置の一実施例を示す断面の概略図である。有機物含有排水を微生物によって分解処理する処理槽21は仕切板22、仕切板23、仕切板24によって前処理槽4、ろ過処理槽5、ろ過水槽6及び中水槽25により仕切られている。流入口7から流入した有機物含有排水は前処理槽4で大きな固形物を沈殿除去した後、移流口8を通ってろ過処理槽5に移流してくる。

0025

ろ過処理槽5では固定床式接触材9、散気装置10が設置されており、固定床式接触材9の表面に付着した微生物により処理水中に溶解した有機物を分解処理するようになっている。散気装置10から空気を噴出し、気泡の上昇流によって発生する旋回流によって、ろ過処理槽5内の処理水を撹拌し、さらに接触材9に付着した微生物が有機物を分解処理するのに必要な酸素を供給する。

0026

ろ過処理槽5と、ろ過水槽6とを仕切る仕切板23の処理水中には、開口部11が開けてあり、その開口部11を塞ぐようにろ過材12が設置されている。ろ過処理槽5内で処理された処理水は、ろ過材12を透過して、ろ過水槽6に移流し、移流口26、消毒槽27を経由し中水槽25へ移流する。その後放流口13から処理装置外へ放流される。

0027

消毒槽27は、塩素系消毒剤錠剤に処理水を接触させることで、徐々に塩素化合物を処理水に溶解させ、処理水が消毒槽内滞留している間に消毒するような方法による通常の汚水浄化槽に用いられる消毒槽が使用出来る。

0028

ろ過処理槽5には返送装置14を設置し、ろ過処理槽5内の処理水を常時前処理槽4に返送させるようにしてある。さらに前処理槽4には排出装置28を設置し、前処理槽4の底部に沈殿分離した流入固形物と返送装置14で返送されてきたろ過処理槽5内の浮遊固形物を処理装置外へ放流されるようにしてある。排出装置28は定期的に運転し、前処理槽4に沈殿した固形分を処理槽21から排出すれば良く、1日から数日に1回の頻度で、槽底に沈殿した固形分を排出するのに十分な水量のみ排出すればよい。排出先は処理槽21に流入する排水を処理するのに十分な能力のある設備、たとえば公共下水道や汚水浄化槽へ排出すればよい。

0029

中水槽25は、消毒槽27からの移流水を一定量貯留する槽であって、槽外に別途設置された中水ポンプ29からの吸い込み配管が槽底付近にまで伸張され設置されている。中水槽25内の処理水は中水ポンプ29により搬送され、水洗トイレ洗浄水散水等に再利用するようになっている。再利用する水量が少なく、消毒槽27からの移流水が多く、中水槽25に貯留出来る水量以上の処理水が消毒槽27から移流してきた場合は、処理水は放流口13からオーバーフローして放流される。

発明の効果

0030

本発明の排水処理方法および装置では、ろ過材の内部の空隙に有機物を分解する微生物を固定化しているため通常の生物ろ過法と比較し、ろ過工程中に処理水中に残存する有機物が微生物と接触する機会が大きくなり、通常の生物処理で処理しきれない有機物まで高度に分解処理することが可能となる。また細かい粒子系の固形分まで捕捉することが可能となり処理水中の固形分が減少し固形分由来のBODが減少する。

0031

また、処理水中の有機物の大部分を接触材に付着させた微生物によって処理しろ過材を透過する有機物負荷は小さいためろ過材内部の処理で増殖する微生物や捕捉した固形分は微生物自身による自己消化によって分解することが可能となり、ろ過材内の微生物量は一定となりろ過材の閉塞が防止出来る。

0032

以上の様に高度に処理された清澄な処理水が得られるため、トイレの洗浄水はもちろんのこと散水等に再利用することが可能となる。また、通常固形分を沈殿分離により槽内に貯留しておくと、スカムとなって浮上したり、流入水の水流によって巻き上げられ、処理水中の浮遊固形分は一時的に増加することがあるが、請求項4記載の排水処理装置では流入してくる汚水中の固形分や有機物を生物処理する上で発生する剥離汚泥といった浮遊固形分を、槽内に貯留しないで排出するため、槽内の処理水中に浮遊する固形分は常時少なくすることが出来、ろ過材に捕捉される固形分量は少なくなりろ過材の内部の空隙の閉塞が防止出来る。また、前処理層から装置外へ処理水を排出することで、中水槽の処理水を再利用することが出来る。

0033

図面の簡単な説明

0034

図1本発明の有機含有排水処理装置の一例を示すの断面の概略図。
図2請求項4記載の排水処理装置の一例を示すの断面の概略図。

--

0035

1処理槽
2、3仕切板
4前処理槽
5 ろ過処理槽
6 ろ過水槽
7 流入口
8移流口
9接触材
10散気装置
11 開口部
12ろ過材
13放流口
14返送装置
21 処理槽
22、23、24 仕切板
25中水槽
26 移流口
27消毒槽
28排出装置
29 中水ポンプ
30 吸い込み配管

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