散水式浄化装置用保水体、散水式浄化装置および散水式浄化装置の運転方法
【課題】ＤＨＳ法による高い処理効率を生かしつつ、処理規模を大きくするのに有利な散水式浄化装置を提供することにある。
【解決手段】処理空間２１中に充填配置された保水体４に、処理水を伝わらせて流下させ、処理空間２１内に酸素含有ガスを導入するとともに、処理空間２１から気体を排出することによって、処理水をろ過するとともに保水体４の付着微生物により処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体であって、処理空間２１内に充填配置された状態で内側に通気路４３を形成可能な保形性を有する筒状芯材４１を有するとともに、筒状芯材４１の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層４２を形成してあり、通気路４３は、被覆担体層４２に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される。
【解決手段】処理空間２１中に充填配置された保水体４に、処理水を伝わらせて流下させ、処理空間２１内に酸素含有ガスを導入するとともに、処理空間２１から気体を排出することによって、処理水をろ過するとともに保水体４の付着微生物により処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体であって、処理空間２１内に充填配置された状態で内側に通気路４３を形成可能な保形性を有する筒状芯材４１を有するとともに、筒状芯材４１の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層４２を形成してあり、通気路４３は、被覆担体層４２に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理空間中に充填配置された保水体に、処理水を伝わらせて流下させ、前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出することによって、処理水をろ過するとともに前記保水体の付着微生物により処理水中または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体に関し、さらには、このろ材を用いた散水式浄化装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水浄化は通常活性汚泥法により行われるが、曝気動力が大きい、汚泥が大量に発生するという課題がある。一方、好気処理でありながら、曝気を必要とせず、汚泥発生量も少ない方法として、散水式水処理方法がある。しかし、通常の散水ろ床は、保水性がない。これまで知られていた散水式水処理方法では、散水した水が自然流下して下部に到達するまでの比較的短い時間で、排水が散水ろ床に担持された微生物と接触して浄化される。そのため、散水式水処理方法においては、気液接触時間（ＨＲＴ）が十分とれないために、効率的な処理は望めないという問題がある。
【０００３】
これを解決するためにＤＨＳ（Ｄｏｗｎｆｌｏｗ Ｈａｎｇｉｎｇ Ｓｐｏｎｇｅ）法による水処理方法が開発されている（特許文献１，２参照）。ＤＨＳ法とは、汚水を、スポンジ担体を充填した反応槽の上部から散水し、処理水がスポンジ担体上に増殖している微生物と接触しながら流下する間に好気的に浄化を行う方法であり、処理空間中に吊り下げて配置されたスポンジ担体と、前記スポンジ担体の上部に処理水を供給する散水部とを有する散水ろ床で処理水を生物処理する。
【０００４】
ＤＨＳ法を行うＤＨＳリアクターに用いられるスポンジ担体は保水性があるために、ＨＲＴを長時間確保することができ、数時間かけて排水処理することも可能である。また、散水ろ床では、ろ床を構成するろ材の表面のみに薄い生物膜が形成されるのに対して、ＤＨＳリアクターではスポンジ担体の内部にも微生物が生息することができるために、通常の散水ろ床に比べて単位体積あたりの保持微生物量が非常に多い。さらに、ＤＨＳリアクターにおいては、処理水は、スポンジ担体の内部および表面を下降しつつ案内されて流下する。すると、前記処理水は、流下してスポンジ担体の上端に達したところで、前記スポンジ担体の内部に分散するように流れる。このとき、処理水は比較的狭い領域から比較的広い領域に拡散されつつ流下することになるとともに、前記処理水は、スポンジ担体の下端で再度集合することになる。この処理形態では、前記処理水は、分散したときに流速が低下し、集合したときに流速が上昇する変動を繰り返すことになる。これにより、流速の低下した状況で処理水中の溶存酸素を微生物に与え、流速の上昇したときに処理水に酸素を溶かし込むという作用を繰り返すため、処理水に対する酸素溶解効率を高めることができる。そのため、溶存酸素は、処理空間中における液中への酸素の溶解、処理水中への拡散、処理水の流下移動によって、スポンジ内部に供給されることになり、散水ろ床に比べて、微生物による水処理環境が良好に維持されやすいものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５８６７４５号公報
【特許文献２】特開２００９−２２００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＤＨＳリアクターの処理規模を大きくしたいような場合に、ＤＨＳリアクターに対する担体の充填率を確保するために、大きなスポンジ担体を用いることが考えられる。しかし、スポンジ担体が大きくなると、酸素供給速度と消費速度の関係で、内部まで酸素が供給されにくくなる。そのため、スポンジ担体に担持される微生物量が多くなっても水処理能力をあまり向上させることができないという問題がある。逆に、小さなスポンジ担体を多数使用し、ＤＨＳリアクターに対する担体の充填率を確保したとすると、スポンジ担体全体としての比表面積は大きくなり、スポンジ担体内部への酸素供給速度は上がり、深部まで好気状態にすることができる。その反面、多数のスポンジ担体を処理空間中に間隔をあけて並べると、担体間のスペースを小さくせざるを得なくなるため、生物膜が成長したときに、担体間が容易に閉塞してしまい、処理水の流れが悪化するなどの問題が生じやすくなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記実情に鑑み、ＤＨＳ法による高い処理効率を生かしつつ、処理規模を大きくするのに有利な散水式浄化装置を提供することにあり、具体的には、その散水式浄化装置においてＤＨＳリアクターのスポンジ担体に代えて用いることができる部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔構成１〕
上記課題を解決するための本発明の散水式浄化装置用保水体の特徴構成は、
処理空間中に充填配置された保水体に、処理水を伝わらせて流下させ、
前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出することによって、
処理水をろ過するとともに前記保水体の付着微生物により処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される点にある。
【０００９】
〔作用効果〕
本発明の散水式浄化装置用保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するから、前記通気路に通気可能な空間を確保した状態で、前記散水式浄化装置に充填することができる。また、前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあるから、前記被覆担体層は、保水性があるとともに、処理水を浄化するための微生物を育成することができる。また、前記被覆担体層の吸水能力を適宜設定することによって、ＨＲＴも好適に設定しておくことができる。そのために、前記保水体に処理水を伝わらせて流下させることによって、処理水が被覆担体層を伝って内部を流下する間に、処理水をろ過するとともに前記被覆担体層の付着微生物により分解処理することができる。
【００１０】
また、前記保水体は処理空間中に充填配置されるとともに、前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出するから、前記保水体の通気路には、酸素含有ガスが流通介在し、その酸素含有ガスが前記被覆担体層に吸収された処理水に良好に供給される。これにより、前記被覆担体層には、十分な生物膜が形成され、処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する効率を向上することができる。
【００１１】
さらに、このような形態では、前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放されるため、前記処理空間内に供給された酸素含有ガスは、効率よく前記保水体表面の被覆担体層に育成される微生物に供給される。
【００１２】
また、前記被覆担体層は、微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる。そのため、比較的薄い層で大きな表面積を維持させたとしても、内部に十分量の微生物を育成することができる。また、薄い層となることで、通気性が高く、前記被覆担体層の内部まで好気的条件に維持しやすい。そのため、微生物による水処理効率を高く維持して長期にわたって高負荷な水処理を継続できる。
【００１３】
前記保水体の通気路は前記被覆担体層が内部に水を保持可能な空間（以下、隙間とも言う）よりも十分大きく、前記保水体に伝わらせて流下する処理水が、前記通気路を閉塞することなく流下する大きさとする。また、筒状芯材の通気路長さと通気路径の比率は０．５〜２程度がよい。
【００１４】
〔構成２〕
また、上記構成に加えて、前記被覆担体層が繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してあることが好ましい。
【００１５】
〔作用効果〕
前記被覆担体層が繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してあることにより、その隙間に容易に処理水が浸入しつつ、前記被覆担体層の厚さ内面を伝って処理水が流下しやすい。前記隙間は、織布または不織布の場合は、目開きとして、スポンジ、焼結体シート等からなる多孔質シートの場合は、孔径として規定することができる。
【００１６】
〔構成３〕
前記被覆担体層がナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、アクリル繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とすることができる。
【００１７】
〔作用効果〕
前記被覆担体層の材質は、処理空間に充填されて、処理水を含んだ状態の重量でも十分受けられる強度と、処理水の性状によらず物性の変化をきたさない安定性と、微生物が着床して生育しやすいこととが要求される。これらの観点からナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、アクリル繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とするものが、強度、安定性、微生物の生育の観点でいずれも良好な物性を備えているため、好ましい。
【００１８】
〔構成４〕
また、本発明の散水式浄化装置の特徴構成は、
中空のタンク内に処理空間を形成するとともに、散水部を設け、
前記散水部の下方に保水体を充填配置した状態で、
前記散水部より前記保水体に処理水を供給する処理水供給手段を備え、
前記保水体により浄化された処理水を取出す処理水排出手段を備え、
前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、
前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けた散水式浄化装置であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される点にある。
【００１９】
〔作用効果〕
上記構成に基づけば、前記散水部から処理水供給手段により処理水を散水することにより中空のタンク中の処理空間に処理水を散水することができる。散水部の下方には保水体を充填配置してあるから、前記処理水は、前記保水体に付着する。そして前記保水体には、付着微生物が生育する被覆担体層を設けてあるので、前記処理水は前記被覆担体層に吸収されつつ前記被覆担体層の内部を伝って流下する。また、前記被覆担体層の吸水能力を適宜設定することによって、ＨＲＴも好適に設定しておくことができる。これにより、ＤＨＳ法の処理水の流れを再現することができ、ＤＨＳ法と同様に処理水に対するエア導通手段からの酸素溶解効率を高めることが可能となっている。そのために、前記被覆担体層に処理水を伝わらせて流下させることによって、処理水が被覆担体層を伝って内部を流下する間に、処理水をろ過するとともに前記被覆担体層の付着微生物により分解処理することができる。
【００２０】
したがって、上記構成の散水式浄化装置によれば、前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出する工程を行いつつ、処理空間内に処理水供給手段により処理水を供給し、処理水排出手段により浄化済みの処理水を取出す工程を行えば、連続的に処理水の浄化を行うことができる。
【００２１】
さらに、前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けてあるから、前記保水体には、酸素含有ガスが効率よく供給され、微生物による処理水の好気分解処理が促進される。
【００２２】
また、前記被覆担体層は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材の内外表面に形成されているから、前記処理空間内に保水体を充填配置したとしても、前記筒状芯材が重力に耐え、前記被覆担体層が圧密化されるのを防ぎ、その被覆担体層内で微生物が育成される空間を確保することができるとともに、前記被覆担体層が、前記筒状芯材同士の間および、前記通気路に形成される空間に効率よく接することになり、前記空間に流通される酸素含有ガスが、効率よく前記微生物に供給され、高い水処理効率の実現に寄与する。このような保水体を用いることによって、処理空間内への保水体の充填率を高め、さらに高い処理水の分解処理効率を実現することができる。
【００２３】
また、前記被覆担体層は、筒状芯材の表面に薄い層として形成されるから、薄い空間に大量の微生物を育成することが出来るとともに、その微生物に対する酸素供給効率を高くすることができる。
【００２４】
〔構成５〕
また、上記構成に加え、前記中空のタンク内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段を設けるとともに、前記処理ガスに含有される処理対象物を前記処理水とともに前記保水体の付着微生物により分解処理することが好ましい。
【００２５】
〔作用効果〕
前記タンク内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段を設けてあれば、前記処理ガス供給手段により供給された処理ガスは、前記保水体の前記被覆担体層に酸素含有ガスとともに吸収されるので、前記被覆担体層に付着する微生物に供給することができる。すると、微生物に供給された処理ガスに含まれる処理対象物は、前記微生物に資化され、浄化される。したがって、上記構成によれば、処理水中の処理対象物のみならず処理ガス中の処理対象物も同時に浄化することができる散水式浄化装置を提供することができることになる。
【００２６】
〔構成６〕
また、本発明の散水式浄化装置の運転方法の特徴構成は、上記散水式浄化装置を運転するに、前記筒状芯材の内外表面に付着育成される微生物の育成に関し、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整する点にある。
【００２７】
〔作用効果〕
上記散水式浄化装置は、上述のように、保水体の筒状芯材状に形成される被覆担体層内の処理水が高効率に気液接触することによって、その被覆担体層内の微生物が高い水処理能力を、維持発揮するものであるから、水処理に伴って、前記微生物も増殖し、前記保水体が膨潤する。前記被覆担体層が膨潤すると、その被覆担体層に保水される保水量が増えるが、被覆担体層の周辺に形成される前記筒状芯材同士の間および、前記通気路に形成される空間が減少することを意味する。前記被覆担体層が膨潤し、前記空間が減少すると、前記被覆担体層内部に育成される微生物に対する酸素含有ガスの供給効率が低下することになる。
【００２８】
このような場合、前記空間が十分確保されている状態を維持するように運転することによって、前記散水式浄化装置の運転効率を高く維持することができる。そのため、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整すると、常時、前記通気路を介した微生物への酸素含有ガスの供給が行えるので、前記微生物による高い水処理効率が長期にわたって維持して前記散水式浄化装置を運転できる。
【発明の効果】
【００２９】
したがって、従来のスポンジ担体を用いた場合に比べ、格段に早い速度で排水処理、ガス処理を行うことができる。ＤＨＳは好気性の有効微生物を保持して効率的に酸素供給を行うためのシステムであるため、排水およびガス中に含まれる成分に対応した微生物が自然に増殖することにより、生物分解可能な成分であれば、処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】散水式浄化装置の模式図
【図２】保水体の模式図（ａ）は斜視図、（ｂ）は筒状芯材
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の散水式浄化装置および保水体を説明する。なお、以下に好適な実施形態を記すが、これら実施形態はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００３２】
図１に示すように、散水式浄化装置は、架台１上に中空のタンク２を設けてなり、前記中空のタンク２内に処理空間２１を形成するとともに、散水部３を設け、該散水部３の下方で、多数の保水体４を有孔底板５１と押え部材５２との間に充填する充填部５を設けて構成する。また、前記充填部５に前記保水体４を充填した状態で、前記散水部３より前記保水体４に処理水を供給する処理水供給手段６を備え、前記保水体４により浄化された処理水を取出す処理水排出手段７を備え、前記処理空間２１内を大気開放状態に維持する給気管８および排気管９を備える。
【００３３】
前記タンク２の上部には給水管６１を設けるとともに、前記給水管６１から供給される処理水を前記散水部３により前記保水体４に供給可能に処理水供給手段６を構成する。また、タンク２の底部には、前記保水体４を下方から支持する有孔底板５１を設けるとともにその上方に前記保水体４を充填する充填部５を形成する。前記有孔底板５１の下部には、前記有孔底板５１を通過して滴下する処理水を集める集水部７１を形成し、前記集水部７１には排水管７２を設けて処理水排出手段７を構成する。これにより前記給水管６１から供給される処理水は、前記保水体４を伝って流下し、前記集水部７１で集水された後、排水管７２を通してタンク２外に排出される。
なお、タンク２内面やその他のタンク２内の部材には、腐食防止のため、表面にステンレス加工を施すことが望ましい。
【００３４】
前記散水部３は、給水管６１から供給される処理水を受ける皿状部材３１を備え、前記皿状部材３１は、底面に多数の散水孔３２を開設してある。前記皿状部材３１はタンク２内の上部に水平姿勢に設けられ、前記散水孔３２から均一に前記保水体４に処理水を滴下供給可能に構成してある。なお、前記散水部３としては、上記のような皿状部材３１のほか、多数の孔を有する管体を旋回させる構造や、多数の孔を開設したシャワ−状のものなど、種々の構造を採用することができる。
【００３５】
前記タンク２内の上部の前記散水部３の直下には、水平姿勢で配備されるメッシュ状の押え部材５２を設ける、これにより、前記保水体４の膨潤に伴う浮上を抑制するとともに、前記有孔底板５１と前記押え部材５２との間に前記保水体４を充填保持される。
【００３６】
前記保水体４は、図２に示すように、保形性の高い合成樹脂製の筒状芯材４１の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層４２を形成してあり、前記保水体４は、前記処理空間２１内に充填配置された状態で内側に通気路４３を形成するとともに、前記通気路４３は、前記被覆担体層４２に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される。前記筒状芯材４１および前記被覆担体層４２は、ポリエチレンテレフタラートなどの芳香族ポリエステル系、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン系、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とする材料からなり、前記被覆担体層４２は、繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してある。具体的には、前記筒状芯材４１は、内寸１０〜６００ｍｍ、の多孔状の樹脂管を２０〜１００ｍｍ長さに切断した形状としてあり、前記被覆担体層４２は、前記筒状芯材４１にタオル地を被覆して構成してある。
【００３７】
また、図１に示すように、前記タンク２には、前記タンク２内に空気を供給する給気管８を連通させて設けるとともに、前記タンク２内の空気を排気する常開の排気管９を連通させてある。なお、前記給気管８には、前記タンク２内に例えば硫化水素などの処理ガスを供給する処理ガス供給手段８１を連設してあり、前記タンク２内に空気を供給する際に処理ガスをあわせて供給し、空気とともに前記処理ガスを、前記保水体４に吸収された処理水に溶解させることができるように構成してある。
【００３８】
次に、上記のような構成した装置の使用方法について説明する。
先ず、処理水を処理する場合は、図１に示すように、処理水を前記給水管６１を介して前記タンク２内の前記散水部３内に供給する。これにより処理水は、前記散水孔３２を介して前記保水体４に均等に散水され、吸水される。
【００３９】
前記保水体４に吸収された処理水は、前記保水体４を伝って流下する間に、前記保水体４の被覆担体層４２の付着微生物により分解処理されるとともに、浮遊物質（ＳＳ）の捕捉が行われる。処理水は、前記保水体４下端に達した後、下方にある保水体４に順次落下し、有孔底板２２を透過した後、集水部７１、排水管７２を介して前記タンク２外に送水される。なお、処理工程中は、給気管８および排気管９を開放し、前記タンク２内に常に新鮮な空気を流入させ、前記保水体４中に生育する微生物に酸素を供給するとともに、処理水の浄化処理能力の促進を図る。また、前記処理ガス供給手段８１から処理ガスを導入しつつ上記処理水の浄化を行うと、前記処理ガスは、前記処理水中に溶解しつつ、前記処理水とともに微生物により分解浄化される。
【００４０】
上記散水式浄化装置のモデル試験を行った実施形態を以下に示す。
〔実施形態〕
長さ１ｍ、内径４ｃｍの透明アクリルチューブを上記タンク２として用いて、前記アクリルチューブ上部に密栓を設け、前記密栓に人口排水を供給する給水管６１および処理ガス供給手段８１としての給気管８を設けた散水式浄化装置を作成した。この散水式浄化装置の内部に下記保水体４を挿入充填し、１日あたり２００ｍｌのメタン発酵廃液（ＣＯＤｃｒ２０，０００ｍｇ／Ｌ）を上部から滴下した。また、同時に処理ガスとして、硫化水素４００ｐｐｍを含むバイオガス１００Ｌ／日を、空気２４Ｌ／日と混合して、前記アクリルチューブ製タンク２内に循環供給した。
【００４１】
保水体
筒状芯材
材質：ポリエチレン
寸法：内径２８ｍｍ
：長さ３２ｍｍ
：厚さ２ｍｍ
被覆担体層
材質：ポリエステル
形状：タオル地
繊維の太さ：２０〜４０番手
目付：０．２５〜０．３５ｇ／ｃｍ2
ＨＲＴ：５０日（液相滞留時間）
ＧＲＴ：２時間（気相滞留時間）
被覆担体層は、筒状芯材の内外表面全面に接着
【００４２】
２週間後、排ガス中の硫化水素濃度を測定したところ、硫化水素濃度は０ｐｐｍとなっており、処理ガス中の硫化水素が分解処理され、高度に浄化されていることがわかった。さらに、排ガス中の酸素濃度も０ｐｐｍとなっており、硫化水素の酸化であまった酸素は、メタン発酵廃液中のＣＯＤの酸化に利用されたと推測された。
【００４３】
〔比較例〕
上記実施形態で用いた散水式浄化装置の内部に前記保水体４に代え、下記スポンジ状の担体を充填し、上記実施形態と同様の試験を行った。
【００４４】
スポンジ担体
筒状芯材
材質：ポリエチレン
寸法：内径２８ｍｍ
：長さ３２ｍｍ
：厚さ２ｍｍ
スポンジ
材質：ポリウレタン
孔径：０．２〜０．５ｍｍ
ＨＲＴ：５０日（液相滞留時間）
ＧＲＴ：２時間（気相滞留時間）
スポンジは筒状芯材の内部に圧入固定
【００４５】
２週間後、排ガス中の硫化水素濃度を測定したところ、硫化水素濃度は１００ｐｐｍとなっており、処理ガス中の硫化水素は分解処理されているものの、スポンジ担体の使用量に比して浄化能力が十分ではないことがわかった。
【００４６】
その結果、本発明の散水式浄化装置用保水体４を用いれば、ＤＨＳ法同様に処理水を処理する機能を再現しつつ、散水式浄化装置に供給される処理ガスを良好に浄化できることが明らかになった。
【００４７】
また、このような散水式浄化装置に負荷の高い処理水を供給し続けると、前記被覆担体層に微生物の増殖によると思われる通気路の減少が見られたが、暫くの間処理水の供給を減少させ負荷の少ない環境で運転させたところ、通気路の回復が確認され、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整することによって、良好な運転状態を継続維持できることがわかった。
【００４８】
〔別実施形態〕
上記実施形態では、処理水を処理ガスとともに微生物処理する例を示したが、処理水のみの処理を行う系に適用してもかまわない。
また、散水式浄化装置を運転する場合に、処理水や処理ガスの供給・停止は、育成される微生物の環境等に応じて種々慣用されているタイミングで行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
したがって、早い速度で排水処理、ガス処理を行うことができるとともに、装置の大型化にも対応容易な浄化装置を提供することができた。
【符号の説明】
【００５０】
１ ：架台
２ ：タンク
２１ ：処理空間
２２ ：有孔底板
３ ：散水部
３１ ：皿状部材
３２ ：散水孔
４ ：保水体
４１ ：筒状芯材
４２ ：被覆担体層
４３ ：通気路
５ ：充填部
５１ ：有孔底板
５２ ：押え部材
６ ：処理水供給手段
６１ ：給水管
７ ：処理水排出手段
７１ ：集水部
７２ ：排水管
８ ：給気管
８１ ：処理ガス供給手段
９ ：排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理空間中に充填配置された保水体に、処理水を伝わらせて流下させ、前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出することによって、処理水をろ過するとともに前記保水体の付着微生物により処理水中または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体に関し、さらには、このろ材を用いた散水式浄化装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水浄化は通常活性汚泥法により行われるが、曝気動力が大きい、汚泥が大量に発生するという課題がある。一方、好気処理でありながら、曝気を必要とせず、汚泥発生量も少ない方法として、散水式水処理方法がある。しかし、通常の散水ろ床は、保水性がない。これまで知られていた散水式水処理方法では、散水した水が自然流下して下部に到達するまでの比較的短い時間で、排水が散水ろ床に担持された微生物と接触して浄化される。そのため、散水式水処理方法においては、気液接触時間（ＨＲＴ）が十分とれないために、効率的な処理は望めないという問題がある。
【０００３】
これを解決するためにＤＨＳ（Ｄｏｗｎｆｌｏｗ Ｈａｎｇｉｎｇ Ｓｐｏｎｇｅ）法による水処理方法が開発されている（特許文献１，２参照）。ＤＨＳ法とは、汚水を、スポンジ担体を充填した反応槽の上部から散水し、処理水がスポンジ担体上に増殖している微生物と接触しながら流下する間に好気的に浄化を行う方法であり、処理空間中に吊り下げて配置されたスポンジ担体と、前記スポンジ担体の上部に処理水を供給する散水部とを有する散水ろ床で処理水を生物処理する。
【０００４】
ＤＨＳ法を行うＤＨＳリアクターに用いられるスポンジ担体は保水性があるために、ＨＲＴを長時間確保することができ、数時間かけて排水処理することも可能である。また、散水ろ床では、ろ床を構成するろ材の表面のみに薄い生物膜が形成されるのに対して、ＤＨＳリアクターではスポンジ担体の内部にも微生物が生息することができるために、通常の散水ろ床に比べて単位体積あたりの保持微生物量が非常に多い。さらに、ＤＨＳリアクターにおいては、処理水は、スポンジ担体の内部および表面を下降しつつ案内されて流下する。すると、前記処理水は、流下してスポンジ担体の上端に達したところで、前記スポンジ担体の内部に分散するように流れる。このとき、処理水は比較的狭い領域から比較的広い領域に拡散されつつ流下することになるとともに、前記処理水は、スポンジ担体の下端で再度集合することになる。この処理形態では、前記処理水は、分散したときに流速が低下し、集合したときに流速が上昇する変動を繰り返すことになる。これにより、流速の低下した状況で処理水中の溶存酸素を微生物に与え、流速の上昇したときに処理水に酸素を溶かし込むという作用を繰り返すため、処理水に対する酸素溶解効率を高めることができる。そのため、溶存酸素は、処理空間中における液中への酸素の溶解、処理水中への拡散、処理水の流下移動によって、スポンジ内部に供給されることになり、散水ろ床に比べて、微生物による水処理環境が良好に維持されやすいものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５８６７４５号公報
【特許文献２】特開２００９−２２００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＤＨＳリアクターの処理規模を大きくしたいような場合に、ＤＨＳリアクターに対する担体の充填率を確保するために、大きなスポンジ担体を用いることが考えられる。しかし、スポンジ担体が大きくなると、酸素供給速度と消費速度の関係で、内部まで酸素が供給されにくくなる。そのため、スポンジ担体に担持される微生物量が多くなっても水処理能力をあまり向上させることができないという問題がある。逆に、小さなスポンジ担体を多数使用し、ＤＨＳリアクターに対する担体の充填率を確保したとすると、スポンジ担体全体としての比表面積は大きくなり、スポンジ担体内部への酸素供給速度は上がり、深部まで好気状態にすることができる。その反面、多数のスポンジ担体を処理空間中に間隔をあけて並べると、担体間のスペースを小さくせざるを得なくなるため、生物膜が成長したときに、担体間が容易に閉塞してしまい、処理水の流れが悪化するなどの問題が生じやすくなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記実情に鑑み、ＤＨＳ法による高い処理効率を生かしつつ、処理規模を大きくするのに有利な散水式浄化装置を提供することにあり、具体的には、その散水式浄化装置においてＤＨＳリアクターのスポンジ担体に代えて用いることができる部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔構成１〕
上記課題を解決するための本発明の散水式浄化装置用保水体の特徴構成は、
処理空間中に充填配置された保水体に、処理水を伝わらせて流下させ、
前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出することによって、
処理水をろ過するとともに前記保水体の付着微生物により処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される点にある。
【０００９】
〔作用効果〕
本発明の散水式浄化装置用保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するから、前記通気路に通気可能な空間を確保した状態で、前記散水式浄化装置に充填することができる。また、前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあるから、前記被覆担体層は、保水性があるとともに、処理水を浄化するための微生物を育成することができる。また、前記被覆担体層の吸水能力を適宜設定することによって、ＨＲＴも好適に設定しておくことができる。そのために、前記保水体に処理水を伝わらせて流下させることによって、処理水が被覆担体層を伝って内部を流下する間に、処理水をろ過するとともに前記被覆担体層の付着微生物により分解処理することができる。
【００１０】
また、前記保水体は処理空間中に充填配置されるとともに、前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出するから、前記保水体の通気路には、酸素含有ガスが流通介在し、その酸素含有ガスが前記被覆担体層に吸収された処理水に良好に供給される。これにより、前記被覆担体層には、十分な生物膜が形成され、処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する効率を向上することができる。
【００１１】
さらに、このような形態では、前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放されるため、前記処理空間内に供給された酸素含有ガスは、効率よく前記保水体表面の被覆担体層に育成される微生物に供給される。
【００１２】
また、前記被覆担体層は、微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる。そのため、比較的薄い層で大きな表面積を維持させたとしても、内部に十分量の微生物を育成することができる。また、薄い層となることで、通気性が高く、前記被覆担体層の内部まで好気的条件に維持しやすい。そのため、微生物による水処理効率を高く維持して長期にわたって高負荷な水処理を継続できる。
【００１３】
前記保水体の通気路は前記被覆担体層が内部に水を保持可能な空間（以下、隙間とも言う）よりも十分大きく、前記保水体に伝わらせて流下する処理水が、前記通気路を閉塞することなく流下する大きさとする。また、筒状芯材の通気路長さと通気路径の比率は０．５〜２程度がよい。
【００１４】
〔構成２〕
また、上記構成に加えて、前記被覆担体層が繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してあることが好ましい。
【００１５】
〔作用効果〕
前記被覆担体層が繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してあることにより、その隙間に容易に処理水が浸入しつつ、前記被覆担体層の厚さ内面を伝って処理水が流下しやすい。前記隙間は、織布または不織布の場合は、目開きとして、スポンジ、焼結体シート等からなる多孔質シートの場合は、孔径として規定することができる。
【００１６】
〔構成３〕
前記被覆担体層がナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、アクリル繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とすることができる。
【００１７】
〔作用効果〕
前記被覆担体層の材質は、処理空間に充填されて、処理水を含んだ状態の重量でも十分受けられる強度と、処理水の性状によらず物性の変化をきたさない安定性と、微生物が着床して生育しやすいこととが要求される。これらの観点からナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、アクリル繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とするものが、強度、安定性、微生物の生育の観点でいずれも良好な物性を備えているため、好ましい。
【００１８】
〔構成４〕
また、本発明の散水式浄化装置の特徴構成は、
中空のタンク内に処理空間を形成するとともに、散水部を設け、
前記散水部の下方に保水体を充填配置した状態で、
前記散水部より前記保水体に処理水を供給する処理水供給手段を備え、
前記保水体により浄化された処理水を取出す処理水排出手段を備え、
前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、
前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けた散水式浄化装置であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される点にある。
【００１９】
〔作用効果〕
上記構成に基づけば、前記散水部から処理水供給手段により処理水を散水することにより中空のタンク中の処理空間に処理水を散水することができる。散水部の下方には保水体を充填配置してあるから、前記処理水は、前記保水体に付着する。そして前記保水体には、付着微生物が生育する被覆担体層を設けてあるので、前記処理水は前記被覆担体層に吸収されつつ前記被覆担体層の内部を伝って流下する。また、前記被覆担体層の吸水能力を適宜設定することによって、ＨＲＴも好適に設定しておくことができる。これにより、ＤＨＳ法の処理水の流れを再現することができ、ＤＨＳ法と同様に処理水に対するエア導通手段からの酸素溶解効率を高めることが可能となっている。そのために、前記被覆担体層に処理水を伝わらせて流下させることによって、処理水が被覆担体層を伝って内部を流下する間に、処理水をろ過するとともに前記被覆担体層の付着微生物により分解処理することができる。
【００２０】
したがって、上記構成の散水式浄化装置によれば、前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出する工程を行いつつ、処理空間内に処理水供給手段により処理水を供給し、処理水排出手段により浄化済みの処理水を取出す工程を行えば、連続的に処理水の浄化を行うことができる。
【００２１】
さらに、前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けてあるから、前記保水体には、酸素含有ガスが効率よく供給され、微生物による処理水の好気分解処理が促進される。
【００２２】
また、前記被覆担体層は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材の内外表面に形成されているから、前記処理空間内に保水体を充填配置したとしても、前記筒状芯材が重力に耐え、前記被覆担体層が圧密化されるのを防ぎ、その被覆担体層内で微生物が育成される空間を確保することができるとともに、前記被覆担体層が、前記筒状芯材同士の間および、前記通気路に形成される空間に効率よく接することになり、前記空間に流通される酸素含有ガスが、効率よく前記微生物に供給され、高い水処理効率の実現に寄与する。このような保水体を用いることによって、処理空間内への保水体の充填率を高め、さらに高い処理水の分解処理効率を実現することができる。
【００２３】
また、前記被覆担体層は、筒状芯材の表面に薄い層として形成されるから、薄い空間に大量の微生物を育成することが出来るとともに、その微生物に対する酸素供給効率を高くすることができる。
【００２４】
〔構成５〕
また、上記構成に加え、前記中空のタンク内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段を設けるとともに、前記処理ガスに含有される処理対象物を前記処理水とともに前記保水体の付着微生物により分解処理することが好ましい。
【００２５】
〔作用効果〕
前記タンク内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段を設けてあれば、前記処理ガス供給手段により供給された処理ガスは、前記保水体の前記被覆担体層に酸素含有ガスとともに吸収されるので、前記被覆担体層に付着する微生物に供給することができる。すると、微生物に供給された処理ガスに含まれる処理対象物は、前記微生物に資化され、浄化される。したがって、上記構成によれば、処理水中の処理対象物のみならず処理ガス中の処理対象物も同時に浄化することができる散水式浄化装置を提供することができることになる。
【００２６】
〔構成６〕
また、本発明の散水式浄化装置の運転方法の特徴構成は、上記散水式浄化装置を運転するに、前記筒状芯材の内外表面に付着育成される微生物の育成に関し、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整する点にある。
【００２７】
〔作用効果〕
上記散水式浄化装置は、上述のように、保水体の筒状芯材状に形成される被覆担体層内の処理水が高効率に気液接触することによって、その被覆担体層内の微生物が高い水処理能力を、維持発揮するものであるから、水処理に伴って、前記微生物も増殖し、前記保水体が膨潤する。前記被覆担体層が膨潤すると、その被覆担体層に保水される保水量が増えるが、被覆担体層の周辺に形成される前記筒状芯材同士の間および、前記通気路に形成される空間が減少することを意味する。前記被覆担体層が膨潤し、前記空間が減少すると、前記被覆担体層内部に育成される微生物に対する酸素含有ガスの供給効率が低下することになる。
【００２８】
このような場合、前記空間が十分確保されている状態を維持するように運転することによって、前記散水式浄化装置の運転効率を高く維持することができる。そのため、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整すると、常時、前記通気路を介した微生物への酸素含有ガスの供給が行えるので、前記微生物による高い水処理効率が長期にわたって維持して前記散水式浄化装置を運転できる。
【発明の効果】
【００２９】
したがって、従来のスポンジ担体を用いた場合に比べ、格段に早い速度で排水処理、ガス処理を行うことができる。ＤＨＳは好気性の有効微生物を保持して効率的に酸素供給を行うためのシステムであるため、排水およびガス中に含まれる成分に対応した微生物が自然に増殖することにより、生物分解可能な成分であれば、処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】散水式浄化装置の模式図
【図２】保水体の模式図（ａ）は斜視図、（ｂ）は筒状芯材
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の散水式浄化装置および保水体を説明する。なお、以下に好適な実施形態を記すが、これら実施形態はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００３２】
図１に示すように、散水式浄化装置は、架台１上に中空のタンク２を設けてなり、前記中空のタンク２内に処理空間２１を形成するとともに、散水部３を設け、該散水部３の下方で、多数の保水体４を有孔底板５１と押え部材５２との間に充填する充填部５を設けて構成する。また、前記充填部５に前記保水体４を充填した状態で、前記散水部３より前記保水体４に処理水を供給する処理水供給手段６を備え、前記保水体４により浄化された処理水を取出す処理水排出手段７を備え、前記処理空間２１内を大気開放状態に維持する給気管８および排気管９を備える。
【００３３】
前記タンク２の上部には給水管６１を設けるとともに、前記給水管６１から供給される処理水を前記散水部３により前記保水体４に供給可能に処理水供給手段６を構成する。また、タンク２の底部には、前記保水体４を下方から支持する有孔底板５１を設けるとともにその上方に前記保水体４を充填する充填部５を形成する。前記有孔底板５１の下部には、前記有孔底板５１を通過して滴下する処理水を集める集水部７１を形成し、前記集水部７１には排水管７２を設けて処理水排出手段７を構成する。これにより前記給水管６１から供給される処理水は、前記保水体４を伝って流下し、前記集水部７１で集水された後、排水管７２を通してタンク２外に排出される。
なお、タンク２内面やその他のタンク２内の部材には、腐食防止のため、表面にステンレス加工を施すことが望ましい。
【００３４】
前記散水部３は、給水管６１から供給される処理水を受ける皿状部材３１を備え、前記皿状部材３１は、底面に多数の散水孔３２を開設してある。前記皿状部材３１はタンク２内の上部に水平姿勢に設けられ、前記散水孔３２から均一に前記保水体４に処理水を滴下供給可能に構成してある。なお、前記散水部３としては、上記のような皿状部材３１のほか、多数の孔を有する管体を旋回させる構造や、多数の孔を開設したシャワ−状のものなど、種々の構造を採用することができる。
【００３５】
前記タンク２内の上部の前記散水部３の直下には、水平姿勢で配備されるメッシュ状の押え部材５２を設ける、これにより、前記保水体４の膨潤に伴う浮上を抑制するとともに、前記有孔底板５１と前記押え部材５２との間に前記保水体４を充填保持される。
【００３６】
前記保水体４は、図２に示すように、保形性の高い合成樹脂製の筒状芯材４１の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層４２を形成してあり、前記保水体４は、前記処理空間２１内に充填配置された状態で内側に通気路４３を形成するとともに、前記通気路４３は、前記被覆担体層４２に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される。前記筒状芯材４１および前記被覆担体層４２は、ポリエチレンテレフタラートなどの芳香族ポリエステル系、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン系、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とする材料からなり、前記被覆担体層４２は、繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してある。具体的には、前記筒状芯材４１は、内寸１０〜６００ｍｍ、の多孔状の樹脂管を２０〜１００ｍｍ長さに切断した形状としてあり、前記被覆担体層４２は、前記筒状芯材４１にタオル地を被覆して構成してある。
【００３７】
また、図１に示すように、前記タンク２には、前記タンク２内に空気を供給する給気管８を連通させて設けるとともに、前記タンク２内の空気を排気する常開の排気管９を連通させてある。なお、前記給気管８には、前記タンク２内に例えば硫化水素などの処理ガスを供給する処理ガス供給手段８１を連設してあり、前記タンク２内に空気を供給する際に処理ガスをあわせて供給し、空気とともに前記処理ガスを、前記保水体４に吸収された処理水に溶解させることができるように構成してある。
【００３８】
次に、上記のような構成した装置の使用方法について説明する。
先ず、処理水を処理する場合は、図１に示すように、処理水を前記給水管６１を介して前記タンク２内の前記散水部３内に供給する。これにより処理水は、前記散水孔３２を介して前記保水体４に均等に散水され、吸水される。
【００３９】
前記保水体４に吸収された処理水は、前記保水体４を伝って流下する間に、前記保水体４の被覆担体層４２の付着微生物により分解処理されるとともに、浮遊物質（ＳＳ）の捕捉が行われる。処理水は、前記保水体４下端に達した後、下方にある保水体４に順次落下し、有孔底板２２を透過した後、集水部７１、排水管７２を介して前記タンク２外に送水される。なお、処理工程中は、給気管８および排気管９を開放し、前記タンク２内に常に新鮮な空気を流入させ、前記保水体４中に生育する微生物に酸素を供給するとともに、処理水の浄化処理能力の促進を図る。また、前記処理ガス供給手段８１から処理ガスを導入しつつ上記処理水の浄化を行うと、前記処理ガスは、前記処理水中に溶解しつつ、前記処理水とともに微生物により分解浄化される。
【００４０】
上記散水式浄化装置のモデル試験を行った実施形態を以下に示す。
〔実施形態〕
長さ１ｍ、内径４ｃｍの透明アクリルチューブを上記タンク２として用いて、前記アクリルチューブ上部に密栓を設け、前記密栓に人口排水を供給する給水管６１および処理ガス供給手段８１としての給気管８を設けた散水式浄化装置を作成した。この散水式浄化装置の内部に下記保水体４を挿入充填し、１日あたり２００ｍｌのメタン発酵廃液（ＣＯＤｃｒ２０，０００ｍｇ／Ｌ）を上部から滴下した。また、同時に処理ガスとして、硫化水素４００ｐｐｍを含むバイオガス１００Ｌ／日を、空気２４Ｌ／日と混合して、前記アクリルチューブ製タンク２内に循環供給した。
【００４１】
保水体
筒状芯材
材質：ポリエチレン
寸法：内径２８ｍｍ
：長さ３２ｍｍ
：厚さ２ｍｍ
被覆担体層
材質：ポリエステル
形状：タオル地
繊維の太さ：２０〜４０番手
目付：０．２５〜０．３５ｇ／ｃｍ2
ＨＲＴ：５０日（液相滞留時間）
ＧＲＴ：２時間（気相滞留時間）
被覆担体層は、筒状芯材の内外表面全面に接着
【００４２】
２週間後、排ガス中の硫化水素濃度を測定したところ、硫化水素濃度は０ｐｐｍとなっており、処理ガス中の硫化水素が分解処理され、高度に浄化されていることがわかった。さらに、排ガス中の酸素濃度も０ｐｐｍとなっており、硫化水素の酸化であまった酸素は、メタン発酵廃液中のＣＯＤの酸化に利用されたと推測された。
【００４３】
〔比較例〕
上記実施形態で用いた散水式浄化装置の内部に前記保水体４に代え、下記スポンジ状の担体を充填し、上記実施形態と同様の試験を行った。
【００４４】
スポンジ担体
筒状芯材
材質：ポリエチレン
寸法：内径２８ｍｍ
：長さ３２ｍｍ
：厚さ２ｍｍ
スポンジ
材質：ポリウレタン
孔径：０．２〜０．５ｍｍ
ＨＲＴ：５０日（液相滞留時間）
ＧＲＴ：２時間（気相滞留時間）
スポンジは筒状芯材の内部に圧入固定
【００４５】
２週間後、排ガス中の硫化水素濃度を測定したところ、硫化水素濃度は１００ｐｐｍとなっており、処理ガス中の硫化水素は分解処理されているものの、スポンジ担体の使用量に比して浄化能力が十分ではないことがわかった。
【００４６】
その結果、本発明の散水式浄化装置用保水体４を用いれば、ＤＨＳ法同様に処理水を処理する機能を再現しつつ、散水式浄化装置に供給される処理ガスを良好に浄化できることが明らかになった。
【００４７】
また、このような散水式浄化装置に負荷の高い処理水を供給し続けると、前記被覆担体層に微生物の増殖によると思われる通気路の減少が見られたが、暫くの間処理水の供給を減少させ負荷の少ない環境で運転させたところ、通気路の回復が確認され、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整することによって、良好な運転状態を継続維持できることがわかった。
【００４８】
〔別実施形態〕
上記実施形態では、処理水を処理ガスとともに微生物処理する例を示したが、処理水のみの処理を行う系に適用してもかまわない。
また、散水式浄化装置を運転する場合に、処理水や処理ガスの供給・停止は、育成される微生物の環境等に応じて種々慣用されているタイミングで行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
したがって、早い速度で排水処理、ガス処理を行うことができるとともに、装置の大型化にも対応容易な浄化装置を提供することができた。
【符号の説明】
【００５０】
１ ：架台
２ ：タンク
２１ ：処理空間
２２ ：有孔底板
３ ：散水部
３１ ：皿状部材
３２ ：散水孔
４ ：保水体
４１ ：筒状芯材
４２ ：被覆担体層
４３ ：通気路
５ ：充填部
５１ ：有孔底板
５２ ：押え部材
６ ：処理水供給手段
６１ ：給水管
７ ：処理水排出手段
７１ ：集水部
７２ ：排水管
８ ：給気管
８１ ：処理ガス供給手段
９ ：排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理空間中に充填配置された保水体に、処理水を伝わらせて流下させ、
前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出することによって、
処理水をろ過するとともに前記保水体の付着微生物により処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される散水式浄化装置用保水体。
【請求項２】
前記被覆担体層が繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してある請求項１に記載の散水式浄化装置用保水体。
【請求項３】
前記被覆担体層がナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、アクリル繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とする請求項１または請求項２に記載の散水式浄化装置用保水体。
【請求項４】
中空のタンク内に処理空間を形成するとともに、散水部を設け、
前記散水部の下方に保水体を充填配置した状態で、
前記散水部より前記保水体に処理水を供給する処理水供給手段を備え、
前記保水体により浄化された処理水を取出す処理水排出手段を備え、
前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、
前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けた散水式浄化装置であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される散水式浄化装置。
【請求項５】
前記中空のタンク内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段を設けるとともに、前記処理ガスに含有される処理対象物を前記処理水とともに前記保水体の付着微生物により分解処理する請求項４に記載の散水式浄化装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の散水式浄化装置の運転方法であって、前記筒状芯材の内外表面に付着育成される微生物の育成に関し、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整する散水式浄化装置の運転方法。
【請求項１】
処理空間中に充填配置された保水体に、処理水を伝わらせて流下させ、
前記処理空間内に酸素含有ガスを導入するとともに、前記処理空間から気体を排出することによって、
処理水をろ過するとともに前記保水体の付着微生物により処理水中および／または酸素含有ガス中の処理対象物を分解処理する散水式浄化装置用保水体であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される散水式浄化装置用保水体。
【請求項２】
前記被覆担体層が繊維の太さ１０〜２０００μｍ、目付０．００５〜０．２ｇ／ｃｍ2の織布または不織布、編み地、タオル地もしくは孔径０．０１〜２ｍｍの多孔質シートから構成してある請求項１に記載の散水式浄化装置用保水体。
【請求項３】
前記被覆担体層がナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、アクリル繊維、炭素繊維から選ばれる少なくとも一種を主材とする請求項１または請求項２に記載の散水式浄化装置用保水体。
【請求項４】
中空のタンク内に処理空間を形成するとともに、散水部を設け、
前記散水部の下方に保水体を充填配置した状態で、
前記散水部より前記保水体に処理水を供給する処理水供給手段を備え、
前記保水体により浄化された処理水を取出す処理水排出手段を備え、
前記処理空間内に酸素含有ガスを供給する給気管を設け、
前記処理空間内のガスを排出する排気管を設けた散水式浄化装置であって、
前記保水体は、前記処理空間内に充填配置された状態で内側に通気路を形成可能な保形性を有する筒状芯材を有するとともに、
前記筒状芯材の内外表面に微生物を付着育成可能な繊維材料または多孔質材料からなる被覆担体層を形成してあり、
前記通気路は、前記被覆担体層に微生物が付着育成された状態で通気自在に開放される散水式浄化装置。
【請求項５】
前記中空のタンク内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段を設けるとともに、前記処理ガスに含有される処理対象物を前記処理水とともに前記保水体の付着微生物により分解処理する請求項４に記載の散水式浄化装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の散水式浄化装置の運転方法であって、前記筒状芯材の内外表面に付着育成される微生物の育成に関し、前記微生物が増殖して前記筒状芯材の通気路を閉塞した、あるいは閉塞するおそれが高くなった時点で、前記散水式浄化装置への処理水供給を停止あるいは減少させ、前記通気路が形成された状態で、前記散水式浄化装置への処理水供給を再開することにより、前記保水体の内側に通気路を維持した状態で処理水の供給を調整する散水式浄化装置の運転方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１７９５１７（Ｐ２０１２−１７９５１７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２８２２（Ｐ２０１１−４２８２２）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]