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回転式生物学的接触装置（RBC ）は、一次処理後の廃水の二次処理で使用される生物学的固定膜処理プロセスです。[1] [2] [3] [4] [5]一次処理プロセスでは、スクリーニングプロセスによって砂、砂、粗い浮遊物質が除去され、その後浮遊固形物が沈殿します。RBCプロセスでは、廃水を生物学的フィルムと接触させて、処理済み廃水を環境、通常は水域（川、湖、または海）に排出する前に、廃水内の汚染物質を取り除きます。回転式生物学的接触装置は、二次（生物学的）処理プロセスの一種です。これは、廃水の表面の真上に支持された回転シャフトに取り付けられた、間隔が狭い一連の平行ディスクで構成されています。微生物はディスクの表面で増殖し、そこで廃水の汚染物質の生物学的分解が行われます。
回転式生物接触装置（RBC）は、有機負荷の急増に耐えることができます。微生物が成功するには、生きるための酸素と成長するための食物の両方が必要です。ディスクが回転すると、酸素は大気から得られます。微生物が成長すると、下水中の回転ディスクによって提供されるせん断力によって剥がれ落ちるまで、微生物は媒体上に蓄積します。その後、RBCからの排水は浄化装置を通過し、そこで浮遊している剥がれた生物学的固形物はスラッジとして沈殿します。[6]
手術
回転するディスクパック（メディアと呼ばれる）はタンクまたはトラフ内に収容され、毎分2～5回転で回転する。メディアに一般的に使用されるプラスチックは、ポリエチレン、PVC、発泡ポリスチレンである。シャフトは廃水の流れに沿って配置され、ディスクは流れに対して直角に回転し、通常は複数のパックが組み合わされて処理トレインを構成する。ディスク面積の約40％が廃水に浸かっている。[8] : Ch 2
生物はディスクの表面に付着してスライム層を形成する。ディスクは回転しながら廃水を大気と接触させて酸化させる。回転により余分な固形物が剥がれ落ちる。ディスクシステムは連続的に段階的に設置することができ、ほぼあらゆる滞留時間や除去レベルを実現できる。システムは段階的に設置されているため、後段の培養物をゆっくりと分解する物質に順応させることができる。[8] : Ch 2
ディスクは、直径 2 ～ 4 m、厚さ最大 10 mm のプラスチック シートで構成されています。フローおよび処理要件を満たすために、複数のモジュールを並列および/または直列に配置できます。ディスクは、直径の約 40% まで廃水に浸されます。したがって、表面積の約 95% が交互に廃水に浸され、次に液体上の大気にさらされます。炭素質基質は、RBC の初期段階で除去されます。炭素変換は一連のモジュールの最初の段階で完了し、硝化は 5 番目の段階の後に完了する場合があります。ほとんどの RBC システムの設計では、廃水の硝化を実現するために、少なくとも 4 つまたは 5 つのモジュールが直列に含まれます。バイオフィルム バイオマスが炭素代謝から硝化に変化すると、隣の写真に示すように、灰色/ベージュから茶色への視覚的な色の変化が見られます。
バイオフィルムは、ディスクに付着する生物の増殖物で、廃水中の有機物質（BOD5 として測定）を同化します。回転動作によってエアレーションが行われ、廃水と接触した媒体が空気にさらされるため、除去される汚染物質の分解が促進されます。廃水処理の程度は、媒体の表面積と流入する廃水の品質と量に関係します。
RBC は、処理された廃水に対して、BOD5: 20 mg/L、浮遊物質: 30 mg/L、アンモニア窒素: 20 mg/L という以下の排出パラメータを定期的に達成します。ローターの回転が遅い (2～5 RPM) ため、消費電力は非常に少なく、騒音もほとんどありません。一般的に、非常に堅牢でメンテナンスの手間がかからないシステムと考えられています。RBC の後に三次研磨フィルターを追加して BOD5、SS、アンモニア窒素を下げると、排出パラメータをさらに改善できます。さらに UV または塩素処理ステップを加えると、排水パラメータを灌漑やトイレの洗浄に適したものにすることができます。
二次的説明
RBC に続く二次浄化槽は、散水フィルターの下流で使用される従来の腐植タンクと同じ設計です。汚泥は通常毎日除去されるか、または共沈のために一次沈殿タンクに自動的にポンプで送られます。定期的な汚泥除去により、汚泥内で嫌気性状態が発生し、ガス放出による汚泥浮上が発生するリスクが軽減されます。[引用が必要]
歴史
最初のRBCは1959年に西ドイツに設置され、その後米国とカナダに導入されました。[8] : Ch 2:歴史 米国では、回転式生物接触装置は、生物化学的酸素要求量（BOD）の高い廃水を排出する産業（石油産業や酪農産業など）に使用されています。英国では、KEE Process Ltd.（当初KLARGESTERとして知られていた）によって製造された最初のGRP RBCは1955年に遡ります。
適切に設計された RBC は、非常に高品質の最終排水を生成しました。ただし、設計段階で有機負荷と水力負荷の両方に対処する必要がありました。
1980 年代に米国で問題が発生し、環境庁はいくつかの報告書の作成を委託しました。
これらのレポートでは、いくつかの問題が指摘され、RBC プロセスが批判されました。ある著者は、製造業者が問題を認識しているので、問題は解決されるだろうと述べ、設計エンジニアは長寿命を指定すべきだと提案しました。[引用が必要]
英国中部に拠点を置く大手水道会社 Severn Trent Water Ltd は、700 か所を超える小規模な工事の優先プロセスとして RBC を採用しました。そのため、コンプライアンスには長寿命が不可欠でした。
この問題は、英国のセバーン トレントウォーター社に勤務していた Eric Findlay C Eng 氏によって、複数のプラントが故障した後、うまく対処されました。その結果、1990 年代初頭には、適切なプロセスと水圧の問題が特定され、高品質の硝化排水を生成することができるようになり、寿命が短いという問題が完全に理解されるようになりました。
RBC の問題全体を扱った論文は他にもいくつかある。フィンドレーは、クランフィールド設計のフレームをベースに、シャフトとフレームの寿命を最大 30 年まで延ばすことができる、欠陥のある RBC を修復するシステムも開発した。追加の容量が必要な場合は、中間フレームが使用される。[9] [10]
参照
参考文献
- ^ CP レスリー・グレイディ、グレン・T・ダイガー、ヘンリー・C・リム（1998年）。生物学的廃水処理（第2版）。CRC Press。ISBN 0-8247-8919-9。
- ^ CC Lee & Shun Dar Lin (2000)。環境工学計算ハンドブック（第 1 版）。McGraw Hill。ISBN 0-07-038183-6。
- ^ Tchobanoglous, G.、Burton、FL、およびStensel、HD（2003）。廃水工学（処理、処分、再利用）/ Metcalf＆Eddy、Inc（第4版）。McGraw-Hill Book Company。ISBN 0-07-041878-0。
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ フランク・R・スペルマン（2000年）。『廃水処理業者のためのスペルマン標準ハンドブック』CRC Press。ISBN 1-56676-835-7。
- ^ 21 世紀に向けた回転生物接触装置の機械的進化、D. Mba、 クランフィールド大学工学部
- ^ Steel, EW; McGhee, Terence J. (1979).水道と下水道（第5版）. ニューヨーク: McGraw-Hill Book Company. ISBN 0-07-060929-2。: 492–493
- ^ Beychok, Milton R. (1967).石油および石油化学工場からの水性廃棄物（第1版）。John Wiley & Sons。p. 262。LCCN 67019834。
- ^ abc ロナルド・L・アントニー（2018）。固定生物表面 - 廃水処理：回転生物接触装置。CRCプレス。ISBN 9781351088947. 2018年2月27日閲覧。
- ^ Findlay GE (1993)「小規模下水処理場における回転式生物接触装置とヨシ床の選択と設計」Proc., Instn Civ Engrs, Wat., Marit., & Energy 193 101 Dec 237-246
- ^ KEE プロセス Web サイト (1993) https://www.keeservices.com/about/
外部リンク
- 回転式生物接触装置の設計基準
- 回転式生物接触器ソリューションの実装
- 回転生物接触プロセスの適用
- ウィスコンシン州天然資源局 - 廃水処理業者認定。生物学的処理 - 付着成長プロセス学習ガイド、2016 年 2 月版
- ペンシルベニア州立大学ハリスバーグ校環境トレーニングセンター 廃水処理プラントオペレーター認定トレーニング - モジュール 21: 回転式生物接触装置