JP2000325982A

JP2000325982A - 有機性廃水の処理方法及びその処理装置

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Publication number: JP2000325982A
Application number: JP13743899A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Takada; 一貴高田; Katsuyoshi Tanida; 克義谷田; Yoshie Takeo; 由重竹尾; Susumu Hasegawa; 進長谷川
Original assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-28
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: JP3212969B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処理すべき汚泥量を低減することによってコ
ンパクトな設備の実現が可能な有機性廃水の処理方法及
びその処理装置を提供すること。【解決手段】有機性廃水Ａを生物処理槽３にて好気性
生物処理をした後、生物処理槽３にて処理された処理液
Ｂを沈殿槽５にて処理水Ｃと汚泥Ｄに固液分離し、沈殿
槽５で分離された汚泥Ｄの一部を経路６を経て生物処理
槽３に返送し、沈殿槽５で分離された汚泥の一部の汚泥
Ｅを膜分離装置８で濃縮した後に可溶化槽１０にて好熱
菌により可溶化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚泥を排出
する装置、例えば、下水処理場、屎尿処理場などの下水
処理プロセス、食品工場、化学工場などの製造プロセス
から排出される有機性廃水を生物消化により処理するプ
ロセスおよびその処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、かかる有機性廃水を処理する方法としては、活性
汚泥法と呼ばれる好気性生物処理法が、最も一般的に実
施されている。この方法は、図７に示すように、有機性
廃水貯留槽１から生物処理槽３に導入された下水などの
有機性廃水が、生物処理槽３において好気性条件にて、
微生物による酸化分解反応である生物酸化によって、二
酸化炭素もしくは水などの無機物に分解される方法であ
る。そして、生物処理槽３にて処理された廃水は、沈殿
槽５にて処理水Ｃと汚泥Ｄに固液分離され、汚泥Ｄの一
部は微生物源として生物処理槽３に返送されるととも
に、残りの汚泥は余剰汚泥Ｅとして処理されているのが
一般的である。

【０００３】ところが、この場合、沈殿槽５で固液分離
した有機性固形物を含む沈殿固形物濃縮液（汚泥）は、
濃縮、消化、脱水、コンポスト化、焼却といった工程を
経て処理されるため、このような処理に手間と費用がか
かり好ましくなかった。

【０００４】このため、できるだけ汚泥のでない処理方
法として、汚泥の滞留時間を長くする長時間曝気法、ま
たは汚泥を接触材表面に付着させることにより、汚泥を
反応槽内に大量に保持する接触酸化法などが提案され実
用化されている（（社）日本下水道協会発行、建設省都
市局下水道部監修、「下水道施設計画・設計指針と解
説」後編、１９９４年版）、しかしながら、これらの方
法では、滞留時間を長くとるために広大な設置面積を必
要とし、また、長時間曝気法は、負荷の低下時に汚泥の
分散が生じ、固液分離に支障をきたすこととなる。ま
た、接触酸化法では、負荷の上昇時に汚泥の目詰まりが
発生するなどの点から好ましくなかった。さらに、これ
らの問題を解決するために、余剰汚泥を一時貯留してお
いて、嫌気消化法によって汚泥を減容化して汚泥量を減
少し、廃棄処理の負荷を少なくする方法も提案されてい
るが、この方法では、処理時間が２０〜３０日と長く、
有機性汚泥の減容率も３０〜５０％程度と十分であると
は言い難いものである。

【０００５】また、特開平６−２０６０８８号公報で
は、有機性廃液を好気性生物処理をした後に、固液分離
した汚泥をオゾン酸化塔で酸化処理することによって余
剰汚泥を低減する方法が開示されている。しかしなが
ら、この方法では、オゾン酸化塔の取り扱いが熟練を要
する上、残存オゾンの処理問題がある他、オゾン酸化塔
での余剰汚泥の分解率も未だ満足できる値ではない。

【０００６】そこで、有機性汚泥を処理する活性汚泥処
理方法において、発生する余剰汚泥の量を極めて低減で
きる活性汚泥処理方法として、特開平９−１０７９１号
公報には、「有機廃水を曝気処理装置にて好気性生物処
理をした後、曝気処理装置にて処理された処理液を沈殿
装置にて処理水と汚泥に固液分離し、沈殿装置で分離さ
れた汚泥の一部を環流経路を介して曝気処理装置に返送
し、沈殿装置で分離された汚泥のうち余剰汚泥を可溶化
処理装置にて高温で可溶化し、可溶化処理装置で可溶化
された処理液を返送経路を介して曝気処理装置に返送す
ることを特徴とする活性汚泥処理方法」が開示されてい
る。しかし、この公報に記載された方法では、可溶化処
理設備へ流入する余剰汚泥の最大処理液量に見合うだけ
可溶化処理装置を大きくする必要がある。また、この可
溶化処理装置で可溶化された大量の処理液が曝気処理装
置に返送されるため、曝気処理装置での実質の滞留時間
が短くなるので、処理水質が悪化することがある。

【０００７】また、特開平９−２７６８８７号公報に
は、図８に示すように、活性汚泥処理槽３１と、活性汚
泥処理後の汚泥を固液分離するための固液分離装置３２
と、分離汚泥の一部を活性汚泥処理槽３１に返送するた
めの汚泥返送手段３３と、残りの汚泥を濃縮するための
汚泥濃縮装置３４と、濃縮汚泥を４０〜１００℃に加温
するための加温装置３５と、加温した汚泥を活性汚泥処
理槽３１に返送するための汚泥返送手段３６とを有する
有機性汚水の処理装置が開示されている。この処理装置
によれば、固液分離装置３２で分離した汚泥のうち余剰
汚泥は汚泥濃縮装置３４で濃縮した後に加温装置３５に
送られるので、加温装置３５に送られる汚泥量を減少す
ることができると記載されているが、汚泥濃縮装置とし
て遠心分離機や浮上濃縮機が用いられており、これらの
濃縮装置の濃縮率は約５％程度と低く、また、加温装置
３５での汚泥の可溶化率が２０〜２５％程度と低いの
で、多量の汚泥を減容化しなければならない場合、すな
わち、処理系外への汚泥の排出量をなくしたり、極めて
少なくする場合は、実際に加温装置に投入される汚泥量
はそれほど減少できず、大容量の加温装置を用いて長時
間かけて行わなければならない。従って、設備がコンパ
クトにならず、それに起因して装置・機器の運転や加温
装置の加熱などにかかる消費エネルギー（ランニングコ
スト）および維持費等が増加するという不利益が生じ
る。

【０００８】また、遠心分離機や浮上濃縮機で余剰汚泥
から分離された処理水には懸濁物が混じることがあり、
このまま河川等に放流することはできないため、さらに
懸濁物除去設備が必要となる。

【０００９】さらに、遠心分離機や浮上濃縮機で濃縮さ
れた濃縮汚泥は、大きな塊となりやすく、濃縮汚泥を移
送するための配管やポンプが詰まり、正常に加温装置に
濃縮汚泥を供給できなくなるという欠点もある。

【００１０】上記の遠心分離機や浮上濃縮機での濃縮の
他に、汚泥に凝集剤を添加し凝集させ、その凝集した汚
泥をスクリーンで捕捉するというスクリーン方式による
濃縮もあるが、濃縮率は遠心分離や浮上濃縮より高い
が、分離された処理水中の懸濁物質濃度が非常に高いと
いう問題がある。

【００１１】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、処理
すべき汚泥量を低減することによってコンパクトな設備
の実現が可能であり、且つ処理水質を改善することが可
能な有機性廃水の処理方法及びその処理装置を提供する
ことにある。さらに、本発明の目的は、効率的且つ低コ
ストの有機性廃水の処理方法及びその処理装置を提供す
ることにある。そして、本発明の目的は、装置の運転に
支障を生じることのない有機性廃水の処理方法を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、有機性廃水を生物処理装置にて生物処理を
した後、生物処理装置にて処理された処理液を固液分離
装置にて処理水と汚泥に固液分離し、固液分離装置で分
離された汚泥の一部を生物処理装置に返送し、残りの汚
泥の少なくとも一部を膜分離装置で濃縮した後に可溶化
槽に送る方法を採用することにより、可溶化槽に送られ
る処理汚泥量を減少することができるので、可溶化槽を
小型化することが可能である。

【００１３】また、本発明は、固液分離された汚泥を濃
縮した後に生物処理装置に返送することにより、生物処
理装置に返送される微生物量が多くなるので、生物処理
装置における微生物量を高濃度に維持することが可能
で、微生物による汚泥の酸化分解反応が十分に行われ、
結果的に汚泥負荷が小さくなるため、処理水質が改善さ
れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】すなわち、本願は、第一の発明と
して、有機性廃水を生物処理装置にて生物処理をした
後、生物処理装置にて処理された処理液を固液分離装置
にて処理水と汚泥に固液分離し、固液分離装置で分離さ
れた汚泥の一部を生物処理装置に返送し、残りの汚泥の
少なくとも一部を膜分離装置で濃縮した後に可溶化槽に
て可溶化することを特徴とする有機性廃水の処理方法を
提供するものである。この方法により、固液分離装置で
分離された汚泥の少なくとも一部は膜分離装置で濃縮し
た後に可溶化槽に送られるので、可溶化槽に送られる処
理汚泥量は少なくなり、可溶化槽を小型化することが可
能である。

【００１５】また、第二の発明として、有機性廃水を生
物処理装置にて生物処理をした後、生物処理装置にて処
理された処理液を固液分離装置にて処理水と汚泥に固液
分離し、固液分離装置で分離された汚泥を膜分離装置で
濃縮した後、汚泥の一部を生物処理装置に返送し、残り
の汚泥の少なくとも一部を可溶化槽にて可溶化すること
を特徴とする有機性廃水の処理方法を提供するものであ
る。この方法により、固液分離装置で分離された汚泥は
すべて濃縮され、濃縮後の汚泥の一部が可溶化槽に送ら
れるので、第一の発明と同様に、可溶化槽の小型化が可
能であるという効果に加えて、固液分離装置で分離され
た汚泥の一部は濃縮後に生物処理装置に送られるので、
第一の発明に比べて生物処理装置中の微生物量が多くな
り、生物処理装置における微生物量を高濃度に維持する
ことが可能で、微生物による有機物の分解反応が十分に
行われるので、結果的に汚泥負荷が小さくなるため、処
理水質が改善されるという利点がある。

【００１６】また、第三の発明として、第一または第二
の発明において、可溶化槽で可溶化された処理液の少な
くとも一部を生物処理装置に返送することにより、可溶
化液も生物処理装置内で処理されるため、系外に排出さ
れる汚泥の減容化が達成される。

【００１７】また、第四の発明として、第一、第二また
は第三の発明において、膜分離装置を振動させつつ膜分
離を行うことにより、膜表面近傍のせん断力により被処
理液中の粒子は膜表面から離れた所に移送されるため、
濃度分極（濃度の異常に高い部分が生成すること）が抑
制され、膜への懸濁物等の粒子の付着が抑制され、ま
た、膜に付着した懸濁物等の粒子は、せん断力により剥
がされやすくなる。このようにして膜面を常にクリーン
な状態に保つため、透過流束の低下量が少なく、長時間
安定した高い流束を維持することができるので、被処理
液（汚泥）を高濃度まで濃縮することができる。よっ
て、可溶化槽は、一層小型化され、膜分離装置に備えら
れている膜の面積を小さくできる。透過性膜の振動条件
としては、水平面内の円周方向への振幅０．５cm以上の
往復運動とするのが、上記したせん断効果が大きくなる
ので好ましい。

【００１８】また、第五の発明として、第一、第二、第
三または第四の発明において、可溶化槽における汚泥の
可溶化を好熱菌により行うことにすれば、可溶化槽に送
られる濃縮汚泥により可溶化槽は好熱菌の生育に適した
栄養条件が得られ、可溶化酵素の生成も行われるので、
高い可溶化率が得られるまた、第六の発明として、有機性廃水の生物処理をする
ための生物処理装置と、この生物処理装置で処理された
処理液を処理水と汚泥に固液分離するための固液分離装
置と、この固液分離装置で分離された汚泥の一部を生物
処理装置に返送するための経路と、残りの汚泥の少なく
とも一部を濃縮するための膜分離装置と、この膜分離装
置で濃縮された汚泥を可溶化するための可溶化槽とを有
することを特徴とする有機性廃水の処理装置を提供する
ものである。この第六の発明の処理装置によれば、可溶
化槽の小型化が可能である第一の発明に係る処理方法を
実施することができる。

【００１９】また、第七の発明として、有機性廃水の生
物処理をするための生物処理装置と、この生物処理装置
で処理された処理液を処理水と汚泥に固液分離するため
の固液分離装置と、この固液分離装置で分離された汚泥
を濃縮するための膜分離装置と、この膜分離装置で濃縮
された汚泥の一部を生物処理装置に返送するための経路
と、残りの汚泥の少なくとも一部を可溶化するための可
溶化槽とを有することを特徴とする有機性廃水の処理装
置を提供するものである。この第七の発明の処理装置に
よれば、処理水質を改善し、可溶化槽の小型化が可能で
ある第二の発明に係る処理方法を実施することができ
る。

【００２０】また、第八の発明として、第六または第七
の発明において、可溶化槽で可溶化された処理液の少な
くとも一部を生物処理装置に返送するための経路を有す
ることにより、汚泥の減容化が可能である第三の発明に
係る処理方法を実施することができる。

【００２１】さらに、第九の発明として、第六、第七ま
たは第八の発明において、膜分離装置が透過性膜を備
え、且つ該透過性膜に振動を与えるための手段を備えて
いることを特徴とする有機性廃水の処理装置を提供す
る。この第九の発明は、第四の発明に係る処理方法を実
施する処理装置として好適である。

【００２２】本発明において、固液分離装置とは、例え
ば、沈殿装置、膜分離装置のごときものを示す。

【００２３】本発明の装置で使用される生物処理装置
は、好気性生物処理あるいは嫌気性生物処理のいずれに
も適用できる。好気性生物処理に用いられる曝気槽は、
曝気手段を具備するものであればよい。曝気処理は、好
気性消化分解が許容されるよう、好ましくは、０．１〜
０．５ｖｖｍの通気量で室温下にて実施されるが、負荷
によっては、これを上回る通気量で、より高温にて処理
してもよい。被処理液は、好ましくは、５．０〜８．０
のｐＨに調整されるとよい。また、曝気槽には、好気的
消化分解を促進するために、酵母等の微生物や、フロッ
ク形成を促進するための硫酸アルミニウム、ポリ塩化ア
ルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄などの凝集剤を添
加してもよい。好気性生物処理は、曝気槽以外の好気的
処理の可能な装置であってもよい。また、嫌気性生物処
理に用いられる装置としては、槽内の液を循環すること
により攪拌する方法、生成ガスを循環曝気することによ
り攪拌する方法、攪拌翼などの攪拌機を設置する方法、
活性微生物固定手段を有する方法など、活性微生物と処
理対象廃水とを効率的に接触させる手段を具備したもの
であれば使用可能である。

【００２４】可溶化槽における可溶化は、特に限定され
るものではなく、好熱菌、オゾン分解、電気分解、酵素
分解、酸やアルカリによる分解、生物学的消化（例え
ば、好気消化、嫌気消化）、触媒酸化（例えば、鉄触媒
を用いた過酸化水素による分解）、高温高圧条件下での
酸化（例えば、亜臨界または超臨界における分解）、物
理的粉砕（例えば、ミル、超音波振動）など、従来より
知られた種々の方法を採用できるが、好熱菌による可溶
化が好ましい。

【００２５】可溶化工程で好熱菌（例えば、バチルス・
ステアロサーモフィラス等の菌体を添加してもよい）に
よって汚泥の分解を行う場合、オゾン分解、電気分解、
酵素分解（例えば、プロテアーゼ、リパーゼ、グリコシ
ダーゼなどを単独または組み合わせて添加）など、従来
より知られた種々の方法と組み合わせて実施してもよ
い。

【００２６】本発明に係る膜分離装置による膜分離方法
は、膜種に関係なく、また、平膜・チューブラー・中空
糸といった膜モジュール構造に関係なく、さらに、回転
型・振動型といった装置の機構にも関係なく、すべての
膜分離装置に適用することが可能である。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。１．有機性廃水の処理装置（１）実施例１図１は、本発明の有機性廃水の処理
方法を実施するに好適である有機性廃水の処理装置の一
実施例の概略構成図である。

【００２８】図１に示すように、有機性廃水貯留槽１に
貯留された原廃水Ａが経路２を経て生物処理槽３に導入
され、生物処理槽３にて有機性廃水である原廃水が好気
性生物処理される。なお、好気性生物処理とは、生物酸
化によって有機物が二酸化炭素もしくは水などの無機物
に分解されることをいい、用いられる好気性微生物とし
ては、下水浄化のための活性汚泥法において用いられる
グラム陰性またはグラム陽性桿菌、例えば、シュードモ
ナス属およびバチルス属であり、これらの接種菌体は、
通常の下水処理プラントから得られるものである。この
場合、生物処理槽３の温度は、１０〜５０℃、通常は、
２０〜３０℃の温度範囲となるように操作するが、より
効率よく処理するには、高温の方が好ましく、例えば、
下水余剰汚泥から分離した中温菌を用いる場合には、３
５〜４５℃の範囲で操作するようにする。いずれにして
も、微生物による酸化分解反応が効率よく十分に生じう
るように、上記温度範囲の中から最適な温度条件を選択
して操作するようにする。なお、この場合、生物処理槽
としては、バッチ式または連続式のいずれでも使用可能
である。

【００２９】次いで、このように生物処理槽３で処理さ
れた処理水Ｂは、経路４を経て固液分離装置としての沈
殿槽５に導入されて固液分離され、固液分離された上澄
液Ｃは放流先の排出基準に従い、必要であれば、硝化脱
窒もしくはオゾン処理などの三次処理を施し、河川放流
または修景用水などとして利用されるようになってい
る。

【００３０】一方、沈殿槽５で分離された汚泥Ｄの一部
は、経路６を経て経路２に合流して原廃水Ａとともに生
物処理槽３に導入されるようになっている。なお、経路
６を経て送られる汚泥量は生物処理槽３での微生物の保
持量により決定される。

【００３１】さらに、沈殿槽５で分離された残りの汚泥
Ｅは、経路７を経て膜分離装置８に導入される。場合に
よっては、沈殿槽５で分離された残りの汚泥Ｅの一部を
系外に引き抜くことも可能である。膜分離装置８の詳細
については、後記する。

【００３２】膜分離装置８では濃縮汚泥Ｆ（後記する非
透過液）と非濃縮液Ｇ（後記する透過液）に分離され、
濃縮汚泥Ｆは経路９を経て可溶化槽１０に導入される。
可溶化槽１０では、高温条件で嫌気的もしくは好気的に
有機性汚泥の可溶化が行われる。この場合、高温条件に
おいて用いられる嫌気性もしくは好気性微生物の接種菌
体（好熱菌）は、例えば、従来の嫌気性もしくは好気性
消化槽から微生物を培養することによって得られるもの
である。また、可溶化槽１０の最適温度は、好ましく
は、５０〜９０℃の温度範囲となるような条件で操作す
るが、その高温処理対象である汚泥Ｅに含まれる有機性
固形物を分解する好熱菌の種類によって異なるものであ
り、例えば、下水余剰汚泥から分離した好熱菌の場合に
は、微生物（好熱菌）による可溶化反応と熱による物理
化学的な熱分解の両作用が同時に効率よく十分に生じう
るように、高温条件における温度を５５〜７５℃の範
囲、好ましくは約６５℃で操作するようにする。いずれ
にしても、微生物（好熱菌）による可溶化反応と熱によ
る物理化学的な熱分解の両作用が同時に効率よく十分に
生じうるように、微生物の種類に応じて、５０〜９０℃
の温度範囲となるように設定すればよい。

【００３３】また、可溶化槽１０で好気的に微生物分解
をするための装置として、従来の散気管を具備してなる
もの、嫌気性で微生物分解をするための装置としては、
槽内の液を循環することにより攪拌する方法、生成ガス
を循環曝気することにより攪拌する方法、攪拌翼などの
攪拌機を設置する方法、活性微生物固定手段を有する方
法など、活性微生物と処理対象汚泥とを効率的に接触さ
せる手段を具備したものであれば使用可能である。な
お、この場合、可溶化槽としては、バッチ式または連続
式のいずれでも使用可能である。

【００３４】このように、可溶化槽１０で可溶化した処
理液Ｈは、経路１１を経て経路２に合流して原廃水Ａと
ともに生物処理槽３に導入されて好気性生物処理が行わ
れる。以降、上記した処理サイクルが繰り返される。（２）実施例２図２は、本発明の有機性廃水の処理
方法を実施するに好適である有機性廃水の処理装置の別
の実施例の概略構成図である。図１の装置と相違すると
ころは、経路６がなく、沈殿槽５で分離された汚泥はす
べて膜分離装置８に導入され、膜分離装置８で所定濃度
まで濃縮された濃縮汚泥Ｆの一部は経路１２を経て経路
２に合流し、残りの汚泥は可溶化槽１０に導入されて好
熱菌により可溶化され、可溶化された処理液Ｈは経路１
１を経て経路２に合流し、これらの汚泥や処理液は原廃
水Ａとともに生物処理槽３に導入されて好気性生物処理
が行われる。以降、上記した処理サイクルが繰り返され
る。なお、膜分離装置８で濃縮された汚泥の一部を系外
に引き抜くことも可能である。２．膜分離装置以下に本発明の処理装置を構成するに好適である膜分離
装置の実施例を図面を参照しながら説明する。図３は、
振動型膜分離装置の概略構成図である。図３において、
１３は被処理液の供給タンク、１４は被処理液を圧送す
るポンプ、１５は多数の平膜型の透過性膜を積層したフ
ィルターパック、１６はこのフィルターパック１５内の
透過性膜に、水平面内の円周方向に振幅１〜２．５cmで
振動周波数４０〜６０Ｈｚの微小振幅の往復運動を与え
るトーションバー、１７は非透過液の貯槽、１８は透過
液の貯槽である。１９は供給タンク１３から管路２０を
経てフィルターパック１５に圧送される被処理液の圧力
とフィルターパック１５から排出される非透過液の圧力
の差を適正な範囲に調節するために非透過液の排出量を
調整するバルブである。フィルターパック１５の内部に
は、図４に示すように、上下の透過性膜２１、２１′の
間に２〜１５枚の不織布のドレインクロス２２、２２′
を介して金属板２３が積層されたものが水平方向に配置
され、かつ鉛直方向に所定間隔を設けて多段に設置され
ている。図４中、上位の透過性膜２１の上側が供給側で
あり、ドレインクロス２２側が透過側である。この供給
側に被処理液を供給すると、供給側の内圧は透過側より
高圧（約２〜４０kg／cm²）に設定されているため、被
処理液中の透過成分、すなわち、図５に示すように、透
過性膜２１の微小孔より小さな粒子（透過成分）が膜孔
２４を透過し、透過側へ達する。透過成分が透過した後
の非透過液は、図４の次の段の透過性膜２１の供給側に
供給され、透過成分が膜孔を透過する。

【００３５】この透過処理の間、フィルターパック１５
内の透過性膜は上記したトーションバー１６の作用によ
り水平面内の円周方向に微小振幅の往復運動を続けるた
め、膜表面近傍の被処理液は振動によるせん断効果によ
り濃度分極（膜表面濃度が異常に高い部分が生じるこ
と）が抑制され、膜が目詰まりしにくくなる。かくし
て、ポンプ１４により適正な圧力を被処理液に与えるこ
とにより、高い透過流束のもとで、被処理液を、透過液
と非透過液とに効率的に分離することができる。このよ
うにして順次透過処理が行われ、得られた透過液は管路
２５を経て貯槽１８に送られ、管路２６内にある非透過
液は貯槽１７に送られる。かくして、タンク１３内の被
処理液を管路２０を経てフィルターパック１５に供給
し、上記した振動型膜分離装置によって効率的に透過液
と非透過液に分離することができる。

【００３６】振動型膜分離装置の透過性膜としては、逆
浸透膜、ナノフィルター、限外濾過膜、精密濾過膜等を
好適に用いることができる。

【００３７】図６は膜モジュール内の被処理液の流れを
示す図であり、被処理液は経路２７から膜モジュール内
に流入し、透過性膜を透過した透過液は経路２８から排
出され、非透過液は経路２９から排出される。３．濃縮試験以下に、下水処理場の最終沈殿槽にて沈殿分離した余剰
汚泥（汚泥濃度が０．５％のもの）を用いて、本発明に
係る処理装置で濃縮を行った場合と、従来の濃縮装置で
濃縮した場合を比較して示す。（１）振動型膜分離装置による濃縮図３に示す構成の振動型膜分離装置により、透過性膜
（限外濾過膜）を振幅１〜２．５cm、振動周波数を４０
〜６０Ｈｚ、操作圧力（供給側の圧力）を２．１１〜１
４．０４ｋｇ／ｃｍ²の条件で振動させつつ膜による濃
縮を行うことによって、汚泥濃度が約１５％の非透過液
を得た。なお、透過液中の懸濁物濃度は０ppm 、すなわ
ち、透過液中に懸濁物はなかった。また、濃縮汚泥中に
大きな塊はなかった。そして、透過性膜を透過する液の
平均透過流束は、６０Liter／ｍ²／Hrであった。（２）従来型膜分離装置による濃縮同上余剰汚泥を用いて、従来のクロスフロー型膜分離装
置による膜分離、すなわち、透過性膜により被処理液を
透過成分と非透過成分に分離し、この非透過成分を再び
装置入側に供給して同じく透過性膜により透過成分と非
透過成分に分離し、以降同様の操作を行うことによって
非透過成分の濃度を高める方法を実施した。その結果、
汚泥濃度が約１０％の非透過液を得たが、透過流束の低
下が大きく、最終的に７Liter／ｍ²／Hrとなった。な
お、この場合においても、透過液中の懸濁物濃度は０pp
m 、すなわち、透過液中に懸濁物はなかった。また、振
動型膜分離装置による濃縮の場合と同じように、濃縮汚
泥中に大きな塊はなかった。そして、透過性膜を透過す
る液の平均透過流束は、１０Liter／ｍ²／Hrであった。（３）スクリーン方式による濃縮同上余剰汚泥を用いて、スクリーン方式による濃縮を行
った。スクリーン方式は、汚泥を薬注凝集させてスクリ
ーンで捕捉する方法であるが、メッシュが粗いために汚
泥が充分に捕捉されず、スクリーンのスリット部から汚
泥が透過した。そのため、透過液中の懸濁物濃度は１０
００ppm もあった。なお、スクリーンを透過しなかった
非透過液の汚泥濃度は約８％であった。（４）まとめ以上の実験結果から明らかなように、膜分離装置による
汚泥の濃縮を行えば、処理水の水質を向上させることが
可能であり、さらに、振動型膜分離装置による膜分離を
行えば、従来の濃縮装置に比べて２倍以上に濃縮するこ
とが可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、次の効果を奏する。（１）請求項１記載の発明によれば、濃縮後の汚泥が可
溶化槽に送られるので、可溶化槽で処理すべき汚泥量を
減少することができ、可溶化槽の小型化が可能である。
また、膜分離装置による濃縮を行えば、透過水には懸濁
物が含まれないので（処理水質が改善されるので）、そ
の透過水をそのまま河川等に放流することができる。さ
らに、膜分離装置により得られる濃縮汚泥には大きな塊
がないので、高濃度の濃縮汚泥を支障なく可溶化槽に供
給することができる。（２）請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発
明の効果に加えて、固液分離装置で分離された汚泥はす
べて濃縮され、濃縮後の汚泥の一部が生物処理装置に送
られるので、生物処理装置内の微生物量を高濃度に維持
することが可能で、処理水質を改善することができる。（３）請求項３記載の発明によれば、可溶化液も生物処
理装置内で処理されるため、系外に排出される汚泥の減
容化が可能である。（４）請求項４記載の発明によれば、非振動型膜分離装
置による濃縮より、さらに高濃度まで濃縮できるので、
可溶化槽の一層の小型化が可能になる。また、膜分離装
置から可溶化槽へ供給される汚泥量を少なくすることが
できるので、汚泥の送給に必要なエネルギー量や可溶化
槽における可溶化に必要な熱エネルギー量を少なくする
ことができる。その結果、装置全体の省エネルギーを図
ることができる。さらに、振動型膜分離装置を用いた場
合は、そのせん断力により汚泥の凝集がより効果的に防
止されるとともに、せん断力により汚泥中の微生物の細
胞膜が破壊されるので、可溶化されやすくなる。特に、
請求項５記載の発明のように、好熱菌による可溶化が行
われる場合には、好熱菌が分泌する可溶化酵素が効率よ
く細胞膜が破壊された微生物に作用するので、可溶化率
が向上する。（５）請求項５記載の発明によれば、濃縮後の汚泥が可
溶化槽に送られることにより、可溶化槽は好熱菌の生育
に適した栄養条件になり、可溶化酵素の生育も行われる
ことにより高い可溶化率が得られる。また、アルカリや
酸等による可溶化を行う場合には、ｐＨ調整剤等及びこ
の供給装置や可溶化後の中和剤及びこの供給装置が必要
であるが、好熱菌による可溶化を行えば、このような装
置を設ける必要がないという利点がある。（６）請求項６記載の発明によれば、請求項１記載の処
理方法を実施するに好適である処理装置を提供すること
ができる。（７）請求項７記載の発明によれば、請求項２記載の処
理方法を実施するに好適である処理装置を提供すること
ができる。（８）請求項８記載の発明によれば、請求項３記載の処
理方法を実施するに好適である処理装置を提供すること
ができる。（９）請求項９記載の発明によれば、請求項４記載の処
理方法を実施するに好適である処理装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機性廃水の処理方法を実施するに好
適である有機性廃水の処理装置の一実施例の概略構成図
である。

【図２】本発明の有機性廃水の処理方法を実施するに好
適である有機性廃水の処理装置の別の実施例の概略構成
図である。

【図３】本発明の処理方法で使用するに好適である振動
型膜分離装置の概略構成図である。

【図４】図３の振動型膜分離装置に使用するフィルター
パックの一部を示す断面図である。

【図５】振動型膜分離装置による透過処理の概念を示す
図である。

【図６】振動型膜分離装置の膜モジュール内の被処理液
の流れを示す図である。

【図７】従来の有機性廃水の処理装置の概略構成図であ
る。

【図８】従来の別の有機性廃水の処理装置の概略構成図
である。

【符号の説明】

１…有機性廃水貯留槽３…生物処理槽５…沈殿槽８…膜分離装置１０…可溶化槽１３…供給タンク１４…ポンプ１５…フィルターパック１６…トーションバー１７…非透過液の貯槽１８…透過液の貯槽２１、２１’…透過性膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川進兵庫県神戸市西区井吹台東町４丁目17番地の１Ｆターム(参考） 4D028 AA02 BC17 BC18 BC28 BD12 BD16 BD17 BE04 BE08 4D059 AA05 BA01 BA22 BA34 BE42 BK12 BK30 CA22 CA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性廃水を生物処理装置にて生物処理
をした後、生物処理装置にて処理された処理液を固液分
離装置にて処理水と汚泥に固液分離し、固液分離装置で
分離された汚泥の一部を生物処理装置に返送し、残りの
汚泥の少なくとも一部を膜分離装置で濃縮した後に可溶
化槽にて可溶化することを特徴とする有機性廃水の処理
方法。
【請求項２】有機性廃水を生物処理装置にて生物処理
をした後、生物処理装置にて処理された処理液を固液分
離装置にて処理水と汚泥に固液分離し、固液分離装置で
分離された汚泥を膜分離装置で濃縮した後、汚泥の一部
を生物処理装置に返送し、残りの汚泥の少なくとも一部
を可溶化槽にて可溶化することを特徴とする有機性廃水
の処理方法。
【請求項３】可溶化槽で可溶化された処理液の少なく
とも一部を生物処理装置に返送することを特徴とする請
求項１または２記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項４】膜分離装置を振動させつつ膜分離を行う
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の有機性廃
水の処理方法。
【請求項５】可溶化槽における汚泥の可溶化を好熱菌
により行うことを特徴とする請求項１、２、３または４
記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項６】有機性廃水の生物処理をするための生物
処理装置と、この生物処理装置で処理された処理液を処
理水と汚泥に固液分離するための固液分離装置と、この
固液分離装置で分離された汚泥の一部を生物処理装置に
返送するための経路と、残りの汚泥の少なくとも一部を
濃縮するための膜分離装置と、この膜分離装置で濃縮さ
れた汚泥を可溶化するための可溶化槽とを有することを
特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項７】有機性廃水の生物処理をするための生物
処理装置と、この生物処理装置で処理された処理液を処
理水と汚泥に固液分離するための固液分離装置と、この
固液分離装置で分離された汚泥を濃縮するための膜分離
装置と、この膜分離装置で濃縮された汚泥の一部を生物
処理装置に返送するための経路と、残りの汚泥の少なく
とも一部を可溶化するための可溶化槽とを有することを
特徴とする有機性廃水の処理装置。
【請求項８】可溶化槽で可溶化された処理液の少なく
とも一部を生物処理装置に返送するための経路を有する
ことを特徴とする請求項６または７記載の有機性廃水の
処理装置。
【請求項９】膜分離装置が透過性膜を備え、且つ該透
過性膜に振動を与えるための手段を備えていることを特
徴とする請求項６、７または８記載の有機性廃水の処理
装置。