凝集剤を使わない微生物膜フロック利用凝集沈殿装置
【課題】本発明の目的は、凝集剤は使わずに、微生物膜フロックを利用し、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離する装置を提供し、運転・維持管理が易しい、設備費、運転費が安価、発生する汚泥を大幅に削減する等の効果を得ることにある。
【解決手段】鉱物質や有機質の粒子（粉体）等の担体表面に微生物膜を付着させ、これを凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いることを特徴とした凝集沈殿法。また、沈殿した凝集フロックから凝集母体を分離し、この凝集母体をポンプ等で汲み上げ、再度繰り返して利用することを特徴とした凝集沈殿装置他。
【解決手段】鉱物質や有機質の粒子（粉体）等の担体表面に微生物膜を付着させ、これを凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いることを特徴とした凝集沈殿法。また、沈殿した凝集フロックから凝集母体を分離し、この凝集母体をポンプ等で汲み上げ、再度繰り返して利用することを特徴とした凝集沈殿装置他。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集剤を使わずに、汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等を処理する凝集沈殿の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の凝集沈殿法は、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤や有機高分子凝集剤を用いて、水に懸濁している粒子を凝集分離する方法である。このような従来の凝集剤を用いた凝集沈殿法は、凝集剤の運搬、保存、溶解、添加や水質のｐＨ調整等の操作が煩雑なうえ、設備費、運転費が高価なものとなる。また、用いた凝集剤が水中や汚泥中に残留し、自然環境に悪影響を与えたり、水や汚泥の再利用の際障害となる。さらに、凝集剤の汚泥中への残留は、この分の重量（容量）が増え、汚泥処理のコストが増加する等の問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、凝集剤は使わずに、微生物膜フロックを利用し、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離をする装置を提供し、上述の問題点を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するための手段として、請求項１、２に記載の凝集沈殿法と、請求項３、４、５、６に記載の凝集沈殿装置を用いる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、凝集剤を使わずに、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離をすることが可能となり、次のような顕著な効果を奏する。
【０００６】
凝集剤を使用する従来技術の問題点である凝集剤の運搬、保存、溶解、添加や水質のｐＨ調整等の操作が煩雑、設備費、運転費が高価、また用いた凝集剤が水中や汚泥中に残留し、自然環境に悪影響、水・汚泥の再利用に障害、さらに、凝集剤が汚泥中に残留し、この分の重量（容量）が増え、汚泥処理のコストが大幅増加、等を解決することができる。また、本発明は、バチルス菌等の微生物を利用しているため、原水中の懸濁物質や有機物質の凝集沈殿処理の他に溶解性の有機物質の分解処理も行われ、水質の浄化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の好適実施例の形態を図１に基づいて詳述する。図１は凝集剤を使わない微生物膜フロック利用凝集沈殿装置の概略縦断面図である。図１に示すように当該装置は、凝集槽１、沈殿槽５及び培養・調整槽１０から構成され、凝集槽１と培養・調整槽１０には回転速度の調整可能な撹拌機２と１１が、沈殿槽５には回転速度の調整可能な汚泥掻き寄せ機６が設けられている。
【実施例】
【０００８】
次に、この実施例の作用を処理手順に添って説明する。
【０００９】
培養・調整槽１０の撹拌機１１を稼動して緩やかな水流をつくり、そこに自然の湖底等の鉄バクテリアが繁殖する底質と塩化第一鉄の粉末を少量添加し、ここに凝集母体の担体となる石英粉末を投入して、石英粉末の表面に鉄バクテリアを繁殖させる。次に、撹拌機１１を止め、静置し、鉄バクテリアが付着した石英粉末（以下、微生物膜フロック）を沈殿させ、この状態で微生物膜フロックを調整し、後に、沈殿した微生物膜フロックを返送ポンプ１２で凝集槽１へ移送する。
【００１０】
凝集槽１では、撹拌機２の回転を調整して、始めは急速撹拌で、流入口３より流入する原水と投入口１３より投入される微生物膜フロックを撹拌する。この急速撹拌により、原水中の懸濁粒子と微生物膜フロックが接触し、懸濁粒子の表面電荷が中和されたり、吸着と架橋作用により、微生物膜フロックと懸濁粒子が合わさって大きな凝集フロックが形成される。後に、撹拌機２の回転を緩速撹拌に切り換える。この緩速撹拌により、水中の凝集フロックはフロック同士の接触により合わさって成長して粗大化する。後に、流入口３より間欠的に流入する原水の流入に伴い、凝集槽１内の凝集フロックを含む水は押し上げられ、放流口４より放流され、沈殿槽５に流入する。
【００１１】
沈殿槽５の流入口７より流入した凝集槽１内の凝集フロックを含む水は、沈殿槽５内で水中の凝集フロックが重力により沈降してホッパー９の底部に集積する。ホッパー９の底部に集積した凝集フロックは定期的に稼動する掻き寄せ機６の緩やかな回転流によって、懸濁物質が凝集したフロック部分と核になっている凝集母体（微生物膜フロック）とに分離されると共に比重差により凝集母体（微生物膜フロック）は懸濁物質が凝集したフロックに比べより下方の底部に集積する。ホッパー９の底部の下方に集積した凝集母体（微生物膜フロック）は返送ポンプ１２で引き抜き、凝集槽１へ移送され、再度繰り返して使用する。なお、沈殿槽５の上部の凝集フロックの沈殿分離後の上澄み水は処理水として、流入口７より間欠的に流入する凝集槽１からの流入水の流れに伴い押し上げられて、越流せき８から放流される。
【００１２】
沈殿槽５のホッパー９の底部に集積した凝集フロックは、定期的に返送ポンプ１２で汚泥として引き抜き、汚泥排出口１４より排出する。この排出により少なくなった分の凝集母体（微生物膜フロック）は、返送ポンプ１２で培養・調整槽１０より引き抜き、投入口１３より凝集槽１内へ補給する。
【００１３】
以上の処理手順によって、本発明の目的である凝集剤は使わずに、微生物膜フロックを利用し、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離をすることが可能となる。
【００１４】
以上、本発明について代表的な実施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない、例えば、凝集母体の担体として実施例に用いた石英粉末の代わりに活性炭、ベントナイト、セラミック、ロックウール等の鉱物性の粉末や海草等の有機質の粉末、凝集母体の微生物膜として実施例に用いた鉄バクテリアの代わりにバチルス菌、撹拌方法として実施例に用いた回転撹拌機の代わりにばっ気撹拌機、凝集母体の分離方法として実施例に用いた汚泥掻き寄せ機の代わりに遠心分離機を用いる方法等の改変を施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例を示す、凝集剤を使わない微生物膜フロック利用凝集沈殿装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 凝集槽
２ 撹拌機
３ 流入口
４ 放流口
５ 沈殿槽
６ 汚泥掻き寄せ機
７ 流入口
８ 越流せき
９ ホッパー
１０ 培養・調整槽
１１ 撹拌機
１２ 返送ポンプ
１３ 投入口
１４ 汚泥排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集剤を使わずに、汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等を処理する凝集沈殿の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の凝集沈殿法は、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤や有機高分子凝集剤を用いて、水に懸濁している粒子を凝集分離する方法である。このような従来の凝集剤を用いた凝集沈殿法は、凝集剤の運搬、保存、溶解、添加や水質のｐＨ調整等の操作が煩雑なうえ、設備費、運転費が高価なものとなる。また、用いた凝集剤が水中や汚泥中に残留し、自然環境に悪影響を与えたり、水や汚泥の再利用の際障害となる。さらに、凝集剤の汚泥中への残留は、この分の重量（容量）が増え、汚泥処理のコストが増加する等の問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、凝集剤は使わずに、微生物膜フロックを利用し、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離をする装置を提供し、上述の問題点を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するための手段として、請求項１、２に記載の凝集沈殿法と、請求項３、４、５、６に記載の凝集沈殿装置を用いる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、凝集剤を使わずに、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離をすることが可能となり、次のような顕著な効果を奏する。
【０００６】
凝集剤を使用する従来技術の問題点である凝集剤の運搬、保存、溶解、添加や水質のｐＨ調整等の操作が煩雑、設備費、運転費が高価、また用いた凝集剤が水中や汚泥中に残留し、自然環境に悪影響、水・汚泥の再利用に障害、さらに、凝集剤が汚泥中に残留し、この分の重量（容量）が増え、汚泥処理のコストが大幅増加、等を解決することができる。また、本発明は、バチルス菌等の微生物を利用しているため、原水中の懸濁物質や有機物質の凝集沈殿処理の他に溶解性の有機物質の分解処理も行われ、水質の浄化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の好適実施例の形態を図１に基づいて詳述する。図１は凝集剤を使わない微生物膜フロック利用凝集沈殿装置の概略縦断面図である。図１に示すように当該装置は、凝集槽１、沈殿槽５及び培養・調整槽１０から構成され、凝集槽１と培養・調整槽１０には回転速度の調整可能な撹拌機２と１１が、沈殿槽５には回転速度の調整可能な汚泥掻き寄せ機６が設けられている。
【実施例】
【０００８】
次に、この実施例の作用を処理手順に添って説明する。
【０００９】
培養・調整槽１０の撹拌機１１を稼動して緩やかな水流をつくり、そこに自然の湖底等の鉄バクテリアが繁殖する底質と塩化第一鉄の粉末を少量添加し、ここに凝集母体の担体となる石英粉末を投入して、石英粉末の表面に鉄バクテリアを繁殖させる。次に、撹拌機１１を止め、静置し、鉄バクテリアが付着した石英粉末（以下、微生物膜フロック）を沈殿させ、この状態で微生物膜フロックを調整し、後に、沈殿した微生物膜フロックを返送ポンプ１２で凝集槽１へ移送する。
【００１０】
凝集槽１では、撹拌機２の回転を調整して、始めは急速撹拌で、流入口３より流入する原水と投入口１３より投入される微生物膜フロックを撹拌する。この急速撹拌により、原水中の懸濁粒子と微生物膜フロックが接触し、懸濁粒子の表面電荷が中和されたり、吸着と架橋作用により、微生物膜フロックと懸濁粒子が合わさって大きな凝集フロックが形成される。後に、撹拌機２の回転を緩速撹拌に切り換える。この緩速撹拌により、水中の凝集フロックはフロック同士の接触により合わさって成長して粗大化する。後に、流入口３より間欠的に流入する原水の流入に伴い、凝集槽１内の凝集フロックを含む水は押し上げられ、放流口４より放流され、沈殿槽５に流入する。
【００１１】
沈殿槽５の流入口７より流入した凝集槽１内の凝集フロックを含む水は、沈殿槽５内で水中の凝集フロックが重力により沈降してホッパー９の底部に集積する。ホッパー９の底部に集積した凝集フロックは定期的に稼動する掻き寄せ機６の緩やかな回転流によって、懸濁物質が凝集したフロック部分と核になっている凝集母体（微生物膜フロック）とに分離されると共に比重差により凝集母体（微生物膜フロック）は懸濁物質が凝集したフロックに比べより下方の底部に集積する。ホッパー９の底部の下方に集積した凝集母体（微生物膜フロック）は返送ポンプ１２で引き抜き、凝集槽１へ移送され、再度繰り返して使用する。なお、沈殿槽５の上部の凝集フロックの沈殿分離後の上澄み水は処理水として、流入口７より間欠的に流入する凝集槽１からの流入水の流れに伴い押し上げられて、越流せき８から放流される。
【００１２】
沈殿槽５のホッパー９の底部に集積した凝集フロックは、定期的に返送ポンプ１２で汚泥として引き抜き、汚泥排出口１４より排出する。この排出により少なくなった分の凝集母体（微生物膜フロック）は、返送ポンプ１２で培養・調整槽１０より引き抜き、投入口１３より凝集槽１内へ補給する。
【００１３】
以上の処理手順によって、本発明の目的である凝集剤は使わずに、微生物膜フロックを利用し、水中に懸濁している粒子を効率よく凝集、沈殿、分離をすることが可能となる。
【００１４】
以上、本発明について代表的な実施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない、例えば、凝集母体の担体として実施例に用いた石英粉末の代わりに活性炭、ベントナイト、セラミック、ロックウール等の鉱物性の粉末や海草等の有機質の粉末、凝集母体の微生物膜として実施例に用いた鉄バクテリアの代わりにバチルス菌、撹拌方法として実施例に用いた回転撹拌機の代わりにばっ気撹拌機、凝集母体の分離方法として実施例に用いた汚泥掻き寄せ機の代わりに遠心分離機を用いる方法等の改変を施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例を示す、凝集剤を使わない微生物膜フロック利用凝集沈殿装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 凝集槽
２ 撹拌機
３ 流入口
４ 放流口
５ 沈殿槽
６ 汚泥掻き寄せ機
７ 流入口
８ 越流せき
９ ホッパー
１０ 培養・調整槽
１１ 撹拌機
１２ 返送ポンプ
１３ 投入口
１４ 汚泥排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤を使わずに微生物膜を凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いることを特徴とした凝集沈殿法。
【請求項２】
鉱物質や有機質の粒子（粉体）等の担体表面に微生物膜を付着させ、これを凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いることを特徴とした凝集沈殿法。
【請求項３】
請求項１及び請求項２に記載の凝集母体を培養、調整する培養・調整槽を設けた凝集沈殿装置。
【請求項４】
請求項１及び請求項２に記載の凝集母体は、水中の懸濁粒子の表面電荷を中和し、吸着と架橋作用により凝集させ、フロックの粗大化により重力沈降するが、沈降した凝集フロックを掻き寄せ機等による回転流で凝集したフロック部分と核となっている凝集母体に比重分離し、分離したこの凝集母体をポンプ等で汲み上げ、再度繰り返して利用することを特徴とした凝集沈殿装置。
【請求項５】
請求項２に記載の凝集母体の担体に活性炭、又は石英、又はベントナイト、又はセラミック、又はロックウール等の鉱物質の粒子（粉体）や海草等の有機質の粒子（粉体）を用いた凝集沈殿装置。
【請求項６】
請求項１及び請求項２に記載の凝集母体の微生物膜に鉄バクテリア、又はバチルス菌等を用いた凝集沈殿装置。
【請求項１】
凝集剤を使わずに微生物膜を凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いることを特徴とした凝集沈殿法。
【請求項２】
鉱物質や有機質の粒子（粉体）等の担体表面に微生物膜を付着させ、これを凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いることを特徴とした凝集沈殿法。
【請求項３】
請求項１及び請求項２に記載の凝集母体を培養、調整する培養・調整槽を設けた凝集沈殿装置。
【請求項４】
請求項１及び請求項２に記載の凝集母体は、水中の懸濁粒子の表面電荷を中和し、吸着と架橋作用により凝集させ、フロックの粗大化により重力沈降するが、沈降した凝集フロックを掻き寄せ機等による回転流で凝集したフロック部分と核となっている凝集母体に比重分離し、分離したこの凝集母体をポンプ等で汲み上げ、再度繰り返して利用することを特徴とした凝集沈殿装置。
【請求項５】
請求項２に記載の凝集母体の担体に活性炭、又は石英、又はベントナイト、又はセラミック、又はロックウール等の鉱物質の粒子（粉体）や海草等の有機質の粒子（粉体）を用いた凝集沈殿装置。
【請求項６】
請求項１及び請求項２に記載の凝集母体の微生物膜に鉄バクテリア、又はバチルス菌等を用いた凝集沈殿装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−３０７５３４（Ｐ２００７−３０７５３４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６１５６３（Ｐ２００６−１６１５６３）
【出願日】平成１８年５月１５日（２００６．５．１５）
【出願人】（５９８０４７５９１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１５日（２００６．５．１５）
【出願人】（５９８０４７５９１）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]