JP2003033777A

JP2003033777A - 液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法

Info

Publication number: JP2003033777A
Application number: JP2001214694A
Authority: JP
Inventors: Shokai Ri; 劭懐李
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法の提供。【解決手段】浮力と重力の交互作用を応用し、浮体
媒体をセルフ集結整合させて着床生物膜濾過層を形成さ
せ、滴濾池法、接触酸化法或いは両者の併用を選択し、
並びに反応槽中の水位を操作して昇降変化させることに
より、浮体媒体を連動して上下移動させ、これにより移
行過程中に固定物の外乱作用を受けさせ、浮体媒体に位
置ずれの活動を発生させ、それに付着した生物膜、汚雑
物を容易に脱落させ、つまり問題を解消する。こうして
媒体生物膜の応用上の制限、深層化が難しい問題を突破
でき、多くのメリットを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一種の生物膜浄化処
理法に係り、さらに詳しくは、浮体媒体の昇降と生物膜
の外乱剥離を利用した浮体媒体生物膜浄化処理法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に汚水処理は生物膜を常用して浄化
効果を達成している。即ち微生物を浮体媒体に着床さ
せ、並びに集結させて生物膜を形成させてその密集微生
物処理の機能を発揮させ、微生物の吸着、分解、消化等
の作用により、汚水中の有機物のＢＯＤ値を低くし、汚
水処理の浄化方式としている。生物膜浄化法は滴濾池、
接触酸化法は、生物膜を堆積させて媒体床となし、回転
円盤生物膜等の懸浮微生物法例えば活性汚泥法の効果は
さらに良好で、且つ運用が容易であり、ゆえに、それは
広い促進と発展の余地を有している。しかし生物膜浄化
法は操作上、技術的ネックがあり克服を待たれている部
分があった。例えば、１．浮体媒体に固着する生物膜は、微生物の代謝により
増厚するが、内部の微生物の死亡によりその付着能力が
低下し、ついには剥離し、また、汚物や不純物が留まり
付着すると、生物膜の作用が大きな影響を受け、その効
果が著しく下がった。このため各種の生物膜による汚水
処理の方法は、ある期間の運転の後は、ほとんどに操作
上の問題が発生するか、或いは故障して失効した。２．汚水中の不純物の顆粒が媒体間隙に保留、付着し、
この現象はいずれも媒体層に間隙の縮小を発生し、流路
がつまり、及び接触面積減少の変化をもたらした。この
ためその生物浄化能力が下がった。３．媒体顆粒は緊密に集結する必要があり、そうしては
じめて生物膜の濾層効果を構成する。且つその層間の生
成物及び滞留物を脱落しやすくすることが必要で、これ
により長期操作を維持できる。しかし、現在ある伝統的
な固定式媒体はこの二種類のメカニズムの要求を同時に
は満たしていない。４．もし媒体と池底物を分離させようとすれば、構造
上、区画措置を行う必要があり、このため建造、操作及
び維持コストが激増し、経済的でなかった。５．現行の方法中には別に懸浮媒体を生物膜担体とする
応用がある。しかし懸浮媒体は通常液表に浮きださず、
水中に分散し、安定した構造層を形成できず、ゆえに大
面積の応用不能であり、且つその上に生物膜を形成する
時、比重の改変により沈んだり浮き上がり、流力制御も
また困難であった。

【０００３】生物膜浄化法は前述の技術上の突破不能の
問題を有しており、このため今日まで業界に広く採用さ
れるに至っていない。しかし、その機能は伝統的な処理
法より優れている。このため業界では現在の技術の困難
を突破する理想的な汚水処理浄化方法を提供すべく、研
究、開発が進められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、一種の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法を提供す
ることにあり、それは有効に汚水を浄化でき、且つ長期
に生物膜浄化メカニズムを運転でき、経済効果を有する
方法であるものとする。

【０００５】本発明のもう一つの目的は、一種の液位操
作浮体媒体生物膜浄化処理法を提供することにあり、そ
れは、浮動する浮体媒体により反応槽と分離する機能を
有し、並びに浮動する浮体媒体上に生物膜反応を発生
し、さらに入水、排水の水位制御及び浮体媒体に対する
浮力作用により、浮体媒体生物膜が昇降移動の機能作用
を有する方法であるものとする。

【０００６】本発明のさらに一つの目的は、一種の液位
操作浮体媒体生物膜浄化処理法を提供することにあり、
それは、外乱構造物を設置して、浮体媒体が反応槽内で
上昇、下降する時に、相対移動運動を発生させ、並びに
押圧、摩擦、衝突及びそぎ取りの作用を形成させ、これ
により浮体媒体表面の生物膜を外力により脱落させられ
る方法であるものとする。

【０００７】本発明のさらにまたもう一つの目的は、一
種の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法を提供すること
にあり、それは浮力と重力の二重作用により浮体媒体層
内部に位置ずれと構造変化を発生させ、リフォーミング
させ、並びに浮体媒体表面に露出する微生物相と浸漬微
生物相の転換を促進し、その慣性条件を改変し、その使
用及び長期の運転の有利な条件を増す方法であるものと
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液位
操作浮体媒体生物膜浄化処理法において、その装置が生
物膜反応槽、外乱装置及び複数の浮体顆粒を含み、該生
物膜反応槽が立式タンクとされ、該外乱装置が生物膜反
応槽に固定され、該浮体顆粒が生物膜反応槽内に置か
れ、水位が昇降し該外乱装置を通過する時に外乱作用を
発生してそれに付着する生物膜、汚雑物をそぎ取り、詰
まりの問題を減少することを特徴とする、液位操作浮体
媒体生物膜浄化処理法としている。請求項２の発明は、
前記生物膜反応槽の上縁に上部シールカバーが設けら
れ、該上部シールカバーが上部格子以上の端部をシール
する中空のカバーであり、噴水外流を防止することを特
徴とする、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄
化処理法としている。請求項３の発明は、前記上部シー
ルカバーの区間内にオーバーフロー管が設置されて浮渣
のオーバーフローに供されることを特徴とする、請求項
２に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法としてい
る。請求項４の発明は、前記生物膜反応槽に上部格子と
底部格子が設けられて浮体顆粒の活動空間とされること
を特徴とする、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物
膜浄化処理法としている。請求項５の発明は、前記外乱
装置が格子とされたことを特徴とする、請求項１に記載
の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法としている。請求
項６の発明は、前記外乱装置が柵とされたことを特徴と
する、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処
理法としている。請求項７の発明は、前記外乱装置が多
層設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の液位
操作浮体媒体生物膜浄化処理法としている。請求項８の
発明は、前記生物膜反応槽の槽内空間形状に変化が設け
られて浮体顆粒の外乱作用が増加されたことを特徴とす
る、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理
法としている。請求項９の発明は、液位操作浮体媒体生
物膜浄化処理法において、浮力と重力の交互作用を応用
して、浮体媒体をセルフ集結整合させ生物膜着床濾過層
を形成させ、反応槽中の水位高度を調整することによ
り、滴濾法、接触酸化法或いは両者の併用を選択し、並
びに反応槽中の水位昇降変化を操作することにより、浮
体媒体層の上下移動現象を形成させ、これにより移行過
程で固定物による外乱作用を受けさせて、浮体媒体に位
置ずれ活動を発生させて、それに付着する生物膜、汚雑
物を容易に脱落させ、詰まり問題を減少することを特徴
とする、液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法としてい
る。請求項１０の発明は、前記浮体媒体が浮体顆粒とさ
れたことを特徴とする、請求項９に記載の液位操作浮体
媒体生物膜浄化処理法としている。請求項１１の発明
は、前記浮体顆粒の流動性と微生物の着床条件及び活動
性を良好とするため、浮体顆粒を、その表面が粗い円形
球体となすことを特徴とする、請求項９に記載の液位操
作浮体媒体生物膜浄化処理法としている。請求項１２の
発明は、前記浮体顆粒の比重を材質自身の比重或いは中
空球体で組成する比重により獲得し、浮体顆粒の材質と
して、比重が０．３〜０．６の材質或いは水より小さい
任意の材質を使用することを特徴とする、請求項９に記
載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１から図５に示されるように、
本発明の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法は、生物膜
反応槽１、外乱装置３及び複数の浮体顆粒５を含む。該
生物膜反応槽１は立式タンクとされ、それはさらに、上
部シールカバー１１、上部格子１２、底部格子１３、及
び槽底部１４を含む。該外乱装置３は生物膜反応槽１の
上部格子１２及び底部格子１３の間に固定され、浮体顆
粒５に対して外乱作用を発生し、浮体顆粒５は生物膜反
応槽１内に放置され、並びに上部格子１２と底部格子１
３の媒体活動区２０に位置し、且つ水位１０の昇降によ
り外乱装置３と交互作用を発生する。各装置部分をその
機能作用により以下に詳しく説明する。

【００１０】該上部シールカバー１１は、上部格子１２
以上の中空のシールカバーであり、噴水外流を防止し、
並びにオーバーフロー管１５がこの区間に設置されて入
水と循環水の混合、散布、及びシャワー水と空気接触等
の空間とされ、また反応ガスを上向きに排出する管路が
設けられ、オーバーフロー管１５は浮渣のオーバーフロ
ーのために設けられる。

【００１１】該上部格子１２は、生物膜反応槽１の上部
に設けられ、上部シールカバー１１近くに位置し、それ
に穿孔１２１が設けられ、且つ穿孔１２１の孔径が浮体
顆粒５の粒径より小さく、これにより浮体顆粒５の上へ
の移動を制限し、浮体顆粒５の流失を防止し、並びに過
大な巨積物の濾床への進入を防止する。また、水位を利
用して浸漬比例を調整することにより、表面の虫やウジ
を溺れ死にさせる。

【００１２】該底部格子１３は、生物膜反応槽１の底部
に設けられ、その構造は上部格子１２と同じであり、そ
れは浮体顆粒５の移動の下限を制限する。水位が下降す
る時、浮体顆粒５が重力により下降し、ゆえに水位１０
が底部格子１３より低くなる時、浮力作用が完全に喪失
し、浮体顆粒５層が滴濾法の作用を形成し、底部格子１
３はまた曝気管の用も兼ねる。

【００１３】該外乱装置３は一般の浮体ろ層が浮力を受
けて水位１０と昇降する時、全体の浮体濾層の垂直の上
下移動のみ行い個別の浮体の相対移動（即ち内部の個別
の浮体組成が無変動）を発生しない欠点に対して設けら
れる。外乱装置３は格子３１或いは柵３２とされ（図
６、７参照）、浮体顆粒５が貫通し、並びに浮体顆粒５
中の粒子の活動及び相対位置改変を促進する。浮体顆粒
５層が上下移動する時、光滑な固定阻止体により、その
経路に偏移、摩擦及び押圧が発生し、これにより元来浮
体顆粒５層の内部が位置ずれ及び構造変化を形成する。
このような変化は浮力及び重力の二重作用を受けてリフ
ォーミングさせ、且つ浮体顆粒５の濾層は元来の機能を
有する。さらに、外乱装置３は単層或いは複数が多重に
設けられるか、或いは交互に外乱するものとされ、複数
多重の外乱装置３は、浮体顆粒５層の上部と下部がそれ
ぞれ外乱を受け、これにより上下移動時に必要な行程が
減少できる。

【００１４】該媒体活動区２０は、浮体顆粒５の活動区
間とされ、水位を受けて上層と下層間で昇降し、並びに
中間部の外乱装置により浮体顆粒５の相対位置が改変さ
れ、これにより浮体顆粒５活動に十分な空間があり、全
ての浮体顆粒５がいずれも中間の外乱装置を通過してつ
まりを減らす作用を達成する。浮体顆粒５の濾床は水位
に伴い昇降し、ゆえに底部の空間もまたこれに伴い変化
し、高水位の時、容量が大きく且つ停留時間が長く、こ
れにより異なる流入水質、流量に対して対応した調節が
行える。

【００１５】該槽底部１４は斜槽縮口錐形とされ、汚泥
収集と分離出水し、その間に汚泥排出口、循環水出口、
放流水出口及び曝気入口が設けられ、設備を外接でき
る。生物膜処理後の汚物及び処理水は、この区間で分
離、沈降及び排出され、沈降した汚泥はほぼ蓄積され、
残余の有機物の持続処理、汚泥の圧密濃縮、及び微生物
の活性保存及び栄養源の維持が行われる。

【００１６】該浮体顆粒５はその流動性と微生物の着床
条件及び活動性を考慮し、その表面が粗い円形球体とさ
れるのが好ましく、例えば、ゴルフボールの形状とされ
る。浮体顆粒５の比重は水より小さいが、ただし生物膜
の承載、水力衝撃、曝気浮上、及び水位操作上の難易
度、滴濾法或いは接触酸化法の選択比例等の因子を考慮
し、その比重は０．３〜０．６とされるのが好ましい。
また、浮体顆粒５の材質は耐磨蝕性の硬質プラスチック
が好ましい。

【００１７】図８に示されるのは本発明の生物膜反応槽
１のもう一つの実施例であり、浮体生物膜媒体濾層が浮
力支持を受け、このため水位が変動する時、浮体媒体の
浮体顆粒５が上下移動を発生し、言い換えると、ただ槽
中の水位２０を操作すれば、浮体顆粒５の昇降効果を得
られ、活動力のソースを取得できる。もし槽内の垂直空
間が均一であれば、浮体顆粒５は僅かに上下の垂直浮動
しか行えないが、もし生物膜反応槽１の槽内空間形状に
変化があれば（図８参照）、即ち浮体顆粒５が上下移動
時に、必然的にそれに伴い改変し、並びに新たに組合せ
と集結の移動を進行し、即ち層間の浮体顆粒５に相対性
の活動と移動が発生し、これにより元来浮体顆粒５間隙
にあった剥落物、滞留物或いはつまった物の架橋作用
が、破壊されて脱落しやすく、浮体顆粒５が重複して行
進する時に経常性の変動組合せを発生する。

【００１８】本発明は生物膜反応槽１中の水位２０の昇
降変化を利用し、浮体顆粒５層の上下移動現象を連動発
生させ、これにより移動過程中に固定物外乱装置３の外
乱作用を受けさせ、これにより浮体顆粒５に位置ずれ活
動を発生させ、それに付着する生物膜、汚物や不純物を
容易に脱落させ、これにより詰まりの問題の発生を減少
する。

【００１９】本発明は浮体媒体濾層を採用し、浮体顆粒
５を活動性とし、且つ位置が上昇と下降の変動を有する
ようにしたことにより、詰まった物を多次の運転後に沈
殿分離させ、これにより、濾層厚さを高め、浮体顆粒５
比重が水より小さく、また浮力に支持され、ゆえに処理
槽中で媒体重量による増強構造を必要とせず、媒体が多
ければ、水量が少なく、即ち重量負荷が低くなる。

【００２０】本発明で使用する媒体は浮体顆粒５とさ
れ、重量が軽く且つ分散可能で、槽中に投入されて堆積
方式で置き入れ可能で、水力により濾層を形成し、特別
な取り付け、固定を必要とせず、取り出して交換する時
（通常は不要）、処理槽上部のオーバーフロー方式を利
用して、媒体を槽外に流出させればよく、処理槽中の作
業が不要で、装置施工、操作、及びメインテナンス上、
十分に便利である。

【００２１】さらに、生物膜の養成期は長いが、増殖は
対数成長し、このため新設或いは更新する時、ある時間
の養成と馴化が必要であるが、本発明の生物膜馴化は、
工場内で予め進行でき、さらに馴化後の媒体顆粒を現場
に移して応用でき、このため、短期間内に操作使用可能
であり、移動するのが生物膜の軽室浮体顆粒５であり、
その含有水分量は少なく、運搬が容易で、且つ軽量で、
一般の活性汚泥の移植作業よりも簡単である。

【００２２】本発明は循環水を利用し多次生物処理する
ほか、沈殿物をふるい分け除去する必要がなく、且つ水
流と媒体活動中にあって、粒径の大きいものは比較的長
時間媒体濾層中に滞留し、沈降後にも槽底で長期の曝気
酸化を受け、これにより十分な処理時間を有する。また
一方で、原水中の有機物ソースが中断或いは欠乏する
時、槽底の分解物もまた循環水により生物膜反応槽の生
存を維持する。

【００２３】本発明は浮力及び重力の二重作用により浮
体顆粒層内部に位置ずれと構造変化を受けさせ、リフォ
ーミングさせ、ならびに浮体媒体の表面に露出する微生
物相と浸漬微生物相の転換を促進し、その慣性条件を改
変し、これによりその使用及び長期運転に有利な条件を
形成する。

【００２４】

【発明の効果】本発明の液位操作浮体媒体生物膜浄化処
理法は、少なくとも以下の特徴と効果を有する。１．浮体顆粒間が生物膜の増殖、剥離或いは滞留汚物の
濾層間隙に形成するつまり、付着に対して、浮体顆粒の
活動性及び相対運動により、それを脱落させて分離し、
詰まりや固化、短流等の現象を防止し、現在の固定式媒
体のネック問題を解決する。２．浮力操作、動力節約、作業簡単。即ち媒体濾層の浮
体顆粒移動は、浮体顆粒自身の重力の下向き作用力と水
の浮力の上向き作用力で構成され、このためただ生物膜
反応槽の水位を操作するだけで、浮体顆粒の活動を促進
でき、また即ち生物膜反応槽を進出する流量を操作する
ことにより、水位を制御し変動させることができる。３．濾層がセルフ圧密とリフォーミング可能である。濾
層が変動、例えば、洗浄、逆流或いは外乱を経過すれ
ば、その層厚と密度の分布が変動し浄化効果が低減す
る。本発明では浮体顆粒に浮力の均一化及び押圧作用を
受けさせることにより、外乱を受けるとはいえ、水表の
上下でセルフ集結圧密し、濾層が自然にリフォーミング
される。４．媒体支持構造不要である。浮体顆粒はその重量を有
し、且つ生物膜の増殖、汚物やゴミの停留により重力が
形成されるため、支持構造を設置して浮体媒体を支持す
る必要がある。本発明では浮体顆粒を使用し、その重量
がいずれも浮力により支持され、また濾層位置を固定不
要であるため、原則的に浮体顆粒流失制限に必要な柵網
が不要であるほか、特に浮体顆粒の重量を支持する必要
がなく、このため層間厚さの増加が、構造に影響を与え
ない。５．浮体顆粒制限により浄化方式を改変できる。浮体顆
粒は水面部分と浸漬部分の組成は、浮体比重により定め
られ、このため水面に露出する媒体が滴濾法の浄化作用
を形成し、水中浸漬部分の浮体顆粒が接触酸化法の浄化
作用を形成し、柵網で処理槽中のその位置を制限すれ
ば、水位変動によりその浄化形式を完全滴濾法から完全
接触酸化法まで改変でき、こうして両者の長所を有して
その欠点を排除することができる。

【００２５】総合すると、本発明は確実に特許の要件に
符合する。しかし、以上の説明は本発明の具体的実施例
にすぎず、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改
変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構造の簡単な断面図である。

【図２】本発明の動作表示図である。

【図３】本発明の動作表示図である。

【図４】本発明の動作表示図である。

【図５】本発明の動作表示図である。

【図６】本発明の格子の表示図である。

【図７】本発明の柵の表示図である。

【図８】本発明の生物膜反応槽のもう一つの実施例表示
図である。

【符号の説明】

１生物膜反応槽３外乱装置５浮体顆粒１１上部シールカバー１２上部格子２０媒体活動区１４槽底部８格子１５オーバーフロー管１２１穿孔１０水位１３底部格子

フロントページの続きＦターム(参考） 4B029 AA02 AA21 BB01 CC01 CC02 CC13 DA04 DB12 DB19 DC07 DF05 DF09 DG06 DG08 4B065 AA01X AA57X BC05 BC08 BC11 BC24 BC25 BC41 CA54 4D003 AA01 AA06 AB02 DA18 DA23 EA01 EA14 EA28 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法にお
いて、その装置が生物膜反応槽、外乱装置及び複数の浮
体顆粒を含み、該生物膜反応槽が立式タンクとされ、該
外乱装置が生物膜反応槽に固定され、該浮体顆粒が生物
膜反応槽内に置かれ、水位が昇降し該外乱装置を通過す
る時に外乱作用を発生してそれに付着する生物膜、汚雑
物をそぎ取り、詰まりの問題を減少することを特徴とす
る、液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法。
【請求項２】前記生物膜反応槽の上縁に上部シールカ
バーが設けられ、該上部シールカバーが上部格子以上の
端部をシールする中空のカバーであり、噴水外流を防止
することを特徴とする、請求項１に記載の液位操作浮体
媒体生物膜浄化処理法。
【請求項３】前記上部シールカバーの区間内にオーバ
ーフロー管が設置されて浮渣のオーバーフローに供され
ることを特徴とする、請求項２に記載の液位操作浮体媒
体生物膜浄化処理法。
【請求項４】前記生物膜反応槽に上部格子と底部格子
が設けられて浮体顆粒の活動空間とされることを特徴と
する、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処
理法。
【請求項５】前記外乱装置が格子とされたことを特徴
とする、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化
処理法。
【請求項６】前記外乱装置が柵とされたことを特徴と
する、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処
理法。
【請求項７】前記外乱装置が多層設置されたことを特
徴とする、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄
化処理法。
【請求項８】前記生物膜反応槽の槽内空間形状に変化
が設けられて浮体顆粒の外乱作用が増加されたことを特
徴とする、請求項１に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄
化処理法。
【請求項９】液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法にお
いて、浮力と重力の交互作用を応用して、浮体媒体をセ
ルフ集結整合させ生物膜着床濾過層を形成させ、反応槽
中の水位高度を調整することにより、滴濾法、接触酸化
法或いは両者の併用を選択し、並びに反応槽中の水位昇
降変化を操作することにより、浮体媒体層の上下移動現
象を形成させ、これにより移行過程で固定物による外乱
作用を受けさせて、浮体媒体に位置ずれ活動を発生させ
て、それに付着する生物膜、汚雑物を容易に脱落させ、
詰まり問題を減少することを特徴とする、液位操作浮体
媒体生物膜浄化処理法。
【請求項１０】前記浮体媒体が浮体顆粒とされたこと
を特徴とする、請求項９に記載の液位操作浮体媒体生物
膜浄化処理法。
【請求項１１】前記浮体顆粒の流動性と微生物の着床
条件及び活動性を良好とするため、浮体顆粒を、その表
面が粗い円形球体となすことを特徴とする、請求項９に
記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法。
【請求項１２】前記浮体顆粒の比重を材質自身の比重
或いは中空球体で組成する比重により獲得し、浮体顆粒
の材質として、比重が０．３〜０．６の材質或いは水よ
り小さい任意の材質を使用することを特徴とする、請求
項９に記載の液位操作浮体媒体生物膜浄化処理法。