JPH04290594A - 生物学的処理方法及び装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機性汚水の生物学的
処理方法及び装置に関し、特に動力なしで、あるいは僅
かな動力で処理槽内の有機性汚水に酸素を供給できるよ
うにした生物学的処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿、工場廃水などの有機性汚水
を生物学的に処理する方法としては、活性汚泥あるいは
菌体の存在下に酸素含有ガスを供給して好気性処理を行
う方法が良く知られ、その方法のうち、利用頻度の高い
方法としては、水中に設置した散気装置の多孔質体に送
風機により空気を供給して気泡を発生させ、気泡中の酸
素を液中に溶解させる方法がある。この方法は、送風機
と散気装置とがあればよいため簡単な装置で足りるし、
かなりの酸素溶解能力もあるし、処理能力も自由に変え
られるし、また散気装置からの気泡の上昇に伴う液の撹
拌作用もあるため広く使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、少なくとも多孔質体を設置した水深相当の水圧
に相当する圧力で空気を供給する必要があり、その動力
は非常に大きいものになる。液中に空気を散気する場合
には、前記の多孔質体により構成された散気装置以外の
酸素供給手段を用いる方法においても、供給した酸素量
当りに必要な動力は同一レベルのものである。

【０００４】有機性汚水の生物学的処理を経済的に行わ
せるには、処理に要するエネルギーをなるべく少なくす
ることである。このため、生物学的処理にいて酸素の供
給に必要な動力を小さくすることが好ましい。本発明は
、生物学的処理において活性汚泥あるいは菌体に動力な
しで、あるいは最小の動力で酸素を供給する手段を提供
することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の手段によ
って前記の目的を達成することができる。 １．有機性汚水を好気性生物処理する処理方法において
、有機性汚水を処理槽の槽壁の少なくとも一部を構成す
る疎水性多孔質膜を透過してとりこんだ酸素により好気
性処理をすることを特徴とする生物学的処理方法。 ２．有機性汚水を好気性生物処理する処理装置において
、槽壁の少なくとも一部を疎水性多孔質膜で構成し、前
記疎水性多孔質膜を酸素含有ガスを透過させるようにし
たことを特徴とする生物学的処理装置。

【０００６】処理槽の槽壁の少なくとも一部をポリ四フ
ッ化エチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどでつ
くられた疎水性多孔質膜で形成し、この多孔質膜の微小
な孔を通して、槽外の酸素含有ガスより酸素を透過させ
ることにより、処理槽内の液に酸素の供給を行うもので
ある。前記多孔質膜の性質としては液を通さず、それで
いて酸素を透過させるためには、気孔率（膜の見かけ容
積に対する空間の割合）が５０〜７０％程度の物が望ま
しい。また、膜の孔径は０．０１ミクロンから数ミクロ
ンのものがよく、孔径を大きくすると水が漏れやすくな
るため、通常１ミクロン程度のものが好ましい。前記多
孔質膜の厚さは薄い方が酸素を透過させる上で好ましい
が、液の水圧に耐える上ではある程度の厚みを有するこ
とが必要である。もちろん、多孔質膜だけで液の水圧に
耐えるような十分な厚さとすると、かなり厚くなって酸
素の透過が少なくなるので、酸素を十分に透過しうる厚
さである薄い疎水性多孔質膜をより多孔性の大きいシー
ト状支持体で支持し、それをさらに強度が強く、かつ孔
径が大きい例えばパンチングメタル、多孔金属板のよう
な支持体で支持することが好ましい。また、前記疎水性
多孔質膜として、内側を液の通過を十分に阻止し、酸素
を透過しうる気孔率をもつ多孔質層として、その外側を
前記層よりも酸素を通し易い気孔率をもつ多孔質層とし
た二重層の膜を用いることができる。その層の数は二以
上とすることができる。

【０００７】また、疎水性多孔質膜により槽壁の少なく
とも一部を形成する関係上、前記多孔質膜から液体が外
へ流出することは好ましくない。液体が流出しないよう
にするためには、浸水圧が水圧より大きいことが必要で
ある。そして、前記多孔質膜を用いて容器として構成し
うるためには膜自体が相応の引っ張り強度を有すること
が好ましい。その膜の引っ張り強度としては、具体的に
は４〜６ｋｇｆ　／ｍｍ２　であることが好ましい。こ
の引っ張り強度はポリ塩化ビニールパイプが有する引っ
張り強度５〜６ｋｇｆ　／ｍｍ２と同程度のものである
。一方、前記多孔質膜の浸水圧は通常２ｋｇｆ　／ｃｍ
２　である。

【０００８】疎水性多孔質膜は、前記したように液が外
へ流出することがないよう、その膜を構成する物質が疎
水性のものであることが好ましいが、前記膜の内側の面
あるいは層が透過してきた酸素を溶解するのを助長する
作用を有するものであることが好ましく、そのために例
えば触媒などを含有したものとすることができる。処理
槽の形は、円筒形、矩形の各種の形状とすることができ
るが、液を疎水性多孔質膜から遠い距離に置かないため
にはなるべく薄形とした方が好ましい。液に対する酸素
の供給は前記多孔質膜を通しての酸素の透過と溶解、並
びに溶解した酸素の拡散により行われるため、それを助
長するには液の撹拌を行うことができる。

【０００９】処理槽の槽壁の液に接している部分のほと
んど全部を前記多孔質膜で構成してもよいし、またその
一部のみで構成してもよい。酸素の溶解量は前記多孔質
膜の面積に比例するから、前記多孔質膜で構成した槽壁
の面積を増大するために、処理槽内に内部が外気に通じ
た中空の槽壁を設けることができる。

【００１０】また、本発明は、酸素の供給は外気からの
疎水性多孔質膜を通して酸素の拡散による透過及び溶解
によって行われるが、処理槽外に空気を通風するように
するか、あるいは外気を空気に代えて酸素濃度の高いガ
スを送るようにすると、処理槽への酸素供給量を増すこ
とができる。

【００１１】

【作用】有機性汚水の好気性生物処理において、処理槽
の槽壁の少なくとも一部を疎水性多孔質膜で構成し、外
気から前記多孔質膜を透過して酸素を供給するようにし
たため、処理槽の水深に関わらず、拡散透過のみで直接
酸素が供給できるので、処理槽内液に酸素を供給する動
力がほとんどゼロになり、それによりきわめて少ない動
力で酸素を供給することができる。また、本発明では酸
素の供給を促進し、あるいは処理の均一化をはかるため
に処理槽内の液を撹拌することができるが、従来の空気
の吸込みによる無秩序な撹拌が行われることがなく、液
の処理に最適な必要十分な撹拌を行えばよいので、撹拌
における無駄なエネルギーの消費もないし、活性汚泥の
性状に悪影響を及ぼすこともない。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されることは
ない。 実施例１ 図１に、本発明の一例である生物学的処理装置の模式図
を示す。処理槽１は円筒形で気孔率７０％のポリ四フッ
化エチレンからなる疎水性多孔質膜（孔径１ミクロン）
２で槽壁が構成され、有機性汚水３がこの処理槽１に流
入し、活性汚泥と混合して混合液４となり、前記多孔質
膜２を透過し、溶解してくる大気中の酸素によって好気
性処理が行なわれ、その処理を受けた活性汚泥スラリ５
は処理槽１から沈殿槽６に入り、活性汚泥が沈殿し、清
澄となった処理液７が取り出され、沈殿槽６にたまった
活性汚泥は返送汚泥８として処理槽１へ送られる。

【００１３】実施例２ 図２に、本発明の別の例である生物処理装置の模式図を
示し、図３にその装置における処理槽の模式的平面図を
示す。この生物処理装置の処理槽１は、上部液留部１１
及び下部液留部１２との間に６本の疎水性多孔質膜２か
らなる円筒体１０があり、それらを通して上下に連通し
ており、円筒体１０によって前記多孔質膜２の膜面積の
増大をはかっている。酸素の透過をよくするために送風
機９により同筒体１０の間に空気を通す。その他の構成
は図１に示したのと同じである。この生物処理装置は、
前記多孔質膜の面積が大きいので処理能力を大きくする
ことができ、通風によってそれを一層大きくすることが
できる。

【００１４】実施例３ 図４に、本発明の他の一例である生物処理装置の模式図
を示す。この装置の処理槽１は、槽壁を構成する疎水性
多孔質膜２の外側を囲んで区画して酸素ガス室１３を形
成し、これに酸素富化ガス１４を供給することにより、
前記多孔質膜２を透過して液に入る酸素量が多くなるよ
うにされている。撹拌機１５を駆動することにより必要
最小限の撹拌を行うことができる。この撹拌は、処理槽
内での混合が必要でないときには行わなくてもよい。

【００１５】実施例４ この例は、本発明の有効性を説明するための試験例であ
る。この試験例は、有機性汚水を直接処理するものでは
ないが、生物学的処理は、酸素の供給能力と密接に関係
するので、本発明における処理槽の酸素供給能力を試験
して、その処理能力を見ようとするものである。この試
験例では、図５に示す試験装置を用いた。この試験装置
は、高さ５ｍ、直径５ｃｍの円筒形で、円筒面を四フッ
化エチレン樹脂製疎水性多孔質膜（気孔率７０％、孔径
１ミクロン）２で形成した処理槽１を有し、処理槽１の
上端は密閉されている。槽内を混合するために処理槽の
上端から下端に連絡する液路１６を設け、その途中にポ
ンプ１７を設けてこれを駆動させることにより、液路１
６を経て処理槽１の上端から下端へ液を送り、処理槽１
内を上昇流として流すようにして混合撹拌を行っている
。処理槽１内にはＤＯセンサー１８を設置し、これを溶
存酸素計１９につないでおく。

【００１６】試験においては、処理槽１内に予め脱酸素
したイオン交換水を入れ、この水の溶存酸素濃度をゼロ
にした後、ポンプを駆動して槽内水の溶存酸素の変化を
測定して、酸素供給能力を測定した。その結果を表１に
示す。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表　　１　　　　　　　　　　　　
　　槽内平均流速　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　酸素供給能力　　　　　　　　　　　　　　〔ｃ
ｍ／ｓｅｃ　〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　〔ｍｇ／Ｌｈ〕　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４３　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　６４　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１５　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　８４　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２０　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　９２　　　　　　　　
　　　　　　　　　　３０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１０７　　　　　　
　　　　　　　　　　　　４０　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２２　　酸素
供給能力は１時間当り１Ｌ（リットル）に供給できる酸
素量〔ｍｇ〕で表わされるが、表１にみるように本発明
における酸素供給能力は一般の活性汚泥処理には十分な
性能である。この試験においては酸素供給のための動力
は全く使用していない。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、有機性汚水を好気性処理する
さいに活性汚泥あるいは菌体に動力なしで、あるいはご
く僅かな動力で酸素を供給することができる。また、処
理槽内の液を撹拌するとその酸素供給能力を高めること
ができるが、本発明ではその処理のために行う撹拌混合
は最小限必要な範囲で行えばよいので、エネルギー消費
が少なくてすむ。液中に散気装置で空気を吹き込むとき
のような液や活性汚泥を激しく撹乱するようなことがな
いので、生物的処理上好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例である生物学的処理装置の模式図
である。

【図２】本発明の他の一例である生物学的処理措置の模
式図である。

【図３】図２に示す生物学的処理装置における処理槽の
模式的平面図である。

【図４】本発明の他の一例である生物学的処理装置の模
式図である。

【図５】本発明における酸素供給能力を測定するのに用
いた試験装置の模式図である。

【符号の説明】

１　　処理槽 ２　　疎水性多孔質膜 ３　　有機性汚水 ４　　混合液 ５　　活性汚泥スラリ ６　　沈殿槽 ７　　処理水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　有機性汚水を好気性生物処理する処理
   方法において、有機性汚水を処理槽の槽壁の少なくとも
   一部を構成する疎水性多孔質膜を透過してとりこんだ酸
   素により好気性処理をすることを特徴とする生物学的処
   理方法。
2. 【請求項２】　　有機性汚水を好気性生物処理する処理
   装置において、槽壁の少なくとも一部を疎水性多孔質膜
   で構成し、前記疎水性多孔質膜を酸素含有ガスを透過さ
   せるようにしたことを特徴とする生物学的処理装置。