JPH04290592A - 固液分離一体型の生物処理方法及び生物処理装置 - 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、汚濁の進行した河川水
、湖沼水、し尿、下水あるいは産業廃水等の有機性汚水
を生物学的に浄化する生物処理方法並びに生物処理装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】活性汚泥処理法による汚濁の進行した廃
水処理の一般的プロセスは、先ず被処理液を一旦原廃水
貯槽に集め、ここで水量、ｐＨを調節し、沈澱し易い浮
遊物を除去し、次いで曝気槽に導入し、そこで散気空気
によって被処理液中の有機物の酸化分解を行い、更に続
いて曝気槽の廃水を沈澱槽に導き、そこでフロック状の
活性汚泥を沈澱させて固液分離する廃水処理のプロセス
である。 【０００３】最近、この活性汚泥処理プロセスにおいて
、設備の設置面積を少なくし、処理に要する時間を短縮
する事を目的とするプロセスの効率化のために、固液分
離を限外ろ過膜等を用いるろ過によって行う方法が採用
されるようになってきた。しかし、この固液分離をろ過
によって行う事を長時間続けると、膜表面にＳＳやスラ
イム等の汚染物質が付着して膜透過流束が低下する。 この膜透過流束の低下を抑え、出来るだけ長時間安定し
たろ過を続けられるように、例えば、ろ過プロセスにお
ける膜表面に接する被処理液の循環液量を多くし膜表面
への汚染物質の付着を少なくするクロスフロー型にする
方法や、処理槽内にろ過体を直接浸漬してろ過体とは別
の散気装置からの散気空気によって生起される被処理液
の乱流によりろ過体内の多孔性分離膜または濾布の外表
面に剪断流を与える事で膜表面への汚染物質の付着を少
なくする方法等が試みられている。 【０００４】既に中水道やし尿処理において生物処理の
後段に多孔性分離膜から成るろ過体を配置する等実用化
が進みつつある。また、し尿処理の曝気槽内にろ過体を
直接浸漬し、生物処理と固液分離とを組合せる方法はプ
ロセスの効率化に大きい効果が期待されている。 【０００５】しかしながら、前者のクロスフロー型では
循環液を供給するために多大の動力を必要とする問題が
あり、また曝気槽内にろ過体を直接浸漬して散気装置か
らの散気空気によって生起される被処理液の乱流により
分離膜または濾布の外表面に剪断流を与え膜表面への汚
染物質の付着を少なくする方法によっては膜の透過流束
の低下を遅らせるに過ぎず、最後にはＮａＣｌＯ等の洗
浄剤を用いて洗浄する必要があった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、処理槽内に
多孔性ろ過体を浸漬し、該多孔性ろ過体を通して処理水
を取り出して、固液分離を生物処理と同じ場所で同時に
行いながら、多孔性ろ過体の洗浄剤による洗浄を行うこ
となく、かつ透過流束が十分高い生物処理方法及び生物
処理装置を提供することにある。 【０００７】本発明の目的は、有機性汚水の処理プロセ
スにおいて、設備の設置面積を少なくし、処理に要する
時間を短縮して、プロセスの効率化を達成する事にある
。 【０００８】更に本発明の目的は、前記処理プロセスの
処理槽内に多孔性ろ過体を浸漬し、生物処理と固液分離
を一体として行う処理によって、プロセスの一層の効率
化を達成することにある。更に本発明の目的は、前記処
理プロセスの処理槽内に多孔性ろ過体を浸漬し、生物処
理と固液分離を一体として行う処理において、固液分離
がより強いクロスフローろ過になりろ過のエネルギー負
荷が増大する事を防止する事にある。 【０００９】更に本発明の目的は、活性汚泥処理プロセ
スの処理槽内に多孔性ろ過体を浸漬し、生物処理と固液
分離を一体として行う処理において、多孔性ろ過体の洗
浄剤による洗浄の必要を無くすることにある。更に本発
明の目的は、前記処理において多孔性ろ過体における透
過流束が低下しないようにし、かつ洗浄に要するエネル
ギーを最小に抑えることにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段と作用】本発明の上記課題
は、 １）活性汚泥処理を行う処理槽内に多孔性ろ過体を配置
して、該多孔性ろ過体が固液分離用と散気用との両方の
機能を有し固液分離用と散気用とに使用される、固液分
離一体型の生物処理方法において、該多孔性ろ過体の圧
力損失上昇時、或いは処理水透過流束低下時、または一
定時間毎に、該多孔性ろ過体に、一時衝撃的に圧縮空気
を送り、該多孔性ろ過体の機能を回復することを特徴と
する固液分離一体型の生物処理方法によって、２）活性
汚泥処理を行う処理槽内に多孔性ろ過体を配置して、該
多孔性ろ過体にろ過用弁を介して吸引ポンプと、散気用
弁を介して送風機とを連結して、固液分離と散気との両
方の機能が行えるように整備した固液分離一体型の生物
処理装置において、散気用弁を介して送風機と連結した
送気配管に並列的に遮断弁を介して連結している圧縮空
気供給装置を配備し、該多孔性ろ過体に一時衝撃的に圧
縮空気を送り、固液分離と散気との機能を回復できるよ
うにしたことを特徴とする固液分離一体型の生物処理装
置を用いて解決出来る。 【００１１】すなわち、処理槽内に多孔性ろ過体（以下
ろ過体という）を浸漬し、ろ過体が固液分離用と散気用
とに使用され得る機能を有する場合、ろ過体が散気用に
使用されている際に、ろ過体に付着している汚染物質を
散気用の空気等によって同時に洗浄すること、特に散気
用の空気等で洗浄しきれない汚染物質を圧縮空気供給装
置よりの圧縮空気によって洗浄することが課題を解決す
るための作用である。すなわち、散気用の空気等で洗浄
しきれない、ろ過体の汚染物質をコンプレッサー等から
の圧縮空気でろ過体に一時的に衝撃を与えることにより
洗浄し、固液分離と散気との機能を回復して、生物処理
を安定して行わせるものである。 【００１２】本発明で処理の対象とする有機性汚水は、
汚濁の進行した河川水、湖沼水、し尿、下水あるいは有
機性成分を含む産業廃水である。本発明で行う生物学的
処理は、活性汚泥の存在の下において行うものであるか
ら、処理槽内では、活性汚泥の作用が十分行われるよう
な条件下に保持され、空気等の酸素含有ガスが吹き込ま
れる等の曝気条件で行う。これらの条件は生物学的処理
においてよく知られており、その条件は既知の手段を適
用することにより達成できる。 【００１３】本発明で用いるろ過体は種々の多孔性ろ過
体、例えば合成樹脂を焼結した多孔性合成樹脂ろ過体、
限外濾過膜ろ過体、中空糸ろ過体やセラミック膜等が用
いられるが、合成樹脂を焼結した多孔性合成樹脂ろ過体
が好ましく用いられる。多孔性ろ過体は、その形状が板
状、円筒状と種々の形状を取ることができ、それ自体で
ろ過器を形成してもよいが、それをろ過要素としてろ過
器に取り付けて使用してもよい。 【００１４】本発明の生物処理は処理槽に配置された一
本または複数の多孔性ろ過体、例えば合成樹脂を焼結し
た多孔性合成樹脂製の円筒型ろ過体によって行うことは
可能である。多孔性合成樹脂ろ過体自身、或いは該ろ過
体を有するろ過モジュールの一方の配管はろ過用弁を介
して吸引ポンプに連結し、他方の配管は散気用弁を介し
てブロワー等送風機に連結し、散気用弁とブロワーとの
間で配管を分岐し、その分岐配管は遮断弁を介してコン
プレッサーに連結し、さらに必要ならば配管の分岐点と
ブロワーとの間にも送風遮断弁を設けた生物処理装置で
本発明の方法を実施することができる。 【００１５】ここでは複数のろ過体を用いたより一般的
な形で本発明において生ずる作用などを図１に示す実施
態様に従って説明する。しかしながら、本発明が図１に
示す一実施態様によって制限されないことは明らかであ
る。図１において、被処理液２は、必要とする時は原廃
水貯槽を経て処理槽３に至る。この処理槽３において、
原水は活性汚泥４によって生物学的浄化が行われる。処
理槽３の底部付近にはろ過体１の群が配置されている。 【００１６】ろ過体１の群の構成は、必要により並列に
１Ａ群、１Ｂ群、１Ｃ群、・・・、１Ｆ群のようなサブ
群に分割して配置され、各個の分割された各群の中の一
群、例えば１Ａ群は更に１Ａ１　、１Ａ２　、１Ａ３　
のように配置され、各サブ群は配管９によって連結され
、各配管９の末端にはろ過用弁７の群が、例えば１Ａ群
のろ過体群を連結した配管９Ａの末端には７Ａというよ
うに、設置され、このろ過用弁７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、・・
・、７Ｆを介して各サブろ過体群を連結した配管９はま
とめて吸引ポンプ５に連結している。更に各サブろ過体
群を連結した配管をろ過用弁７の群と反対の方向に延長
した末端には散気用弁８の群、例えば１Ａ群のろ過体群
を連結した配管１０Ａの末端には８Ａというように設置
され、この散気用弁８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、・・・、８Ｆを
介して各サブろ過体群を連結した配管１０はまとめてブ
ロワーのような気体供給源６に連結している。この図１
の例ではろ過体群、弁群、が一平面に１段の配列になっ
ているが、複数段の配列でも良い。 【００１７】上記のような配列のろ過体群構成によって
ブロワ６と吸引ポンプ５とを稼働し、散気用弁８の群と
ろ過用弁７の群とを開閉して任意のサブろ過体群を散気
に、他の任意のサブろ過体群を固液分離に自由に操作し
て生物処理を行うことができる。しかし、実際には一定
の計画に従って、例えば表１に示したタイムテーブルに
従ってサブろ過体群を系列毎に散気用と固液分離用とに
役割を分離して生物処理を行うことが実際的である。 【００１８】以下には、表１に示したタイムテーブルに
従って行う場合に生ずる作用などを説明する。 【００１９】 【表１】 【００２０】すなわち、例えば０〜ｔ分の間は弁７Ａは
閉の状態（以下７Ａ閉のように略記する）、７Ｂ〜７Ｆ
開、８Ａ開、８Ｂ〜８Ｆ閉とすると、１Ａ群のろ過体群
は散気用の役割を行い、他の１Ｂ群、１Ｃ群、・・・、
１Ｆ群のろ過体群は固液分離用の役割を演ずるプロセス
となる。同様にしてｔ〜２ｔ分の間は１Ｂ群が散気用の
役割を行い、他の１Ａ群、１Ｃ群、・・・、１Ｆ群は固
液分離用の役割を演ずるプロセスとなる。どのろ過体に
ついてもそれが散気用の役割を演じている時に、ろ過済
の液の逆流と散気用空気の吹き出しによってろ過体の表
面に付着していた汚染物質が除去され、透過流束の低下
が回復し、固液分離能力が維持される。 【００２１】時間ｔの設定はろ過体の表面に付着してい
た汚染物質の除去や散気の効果に対して極めて重要であ
る。その決定は被処理液の種類や濃度、更に処理槽内の
被処理液中の微生物の濃度等、様々の要因に影響される
。 【００２２】一般的には、数十分のろ過時間に対して数
分の散気で多孔性ろ過体のろ過機能は、元の状態に回復
する。しかしながら、通常の散気サイクルで、多孔性ろ
過体の機能が回復しない場合には、コンプレッサーを用
いて一時的に圧縮空気洗浄を行う。操作としては、コン
プレッサ１１により空気タンク１２に溜めておいた圧縮
空気を通常の散気装置中に弁１３を開くことによって、
配管１０を経て、多孔性ろ過体の圧縮空気洗浄を行う。 その際、弁１４を別に設けて、空気ブロワー６を停止し
て、弁１４を閉にしておこなってもよい。圧縮空気によ
る洗浄は、通常の散気の１０〜２０倍の洗浄速度である
５〜２０Ｎｍ３　／ｍ２　分が好ましい。５Ｎｍ３　／
ｍ２　分以下では、衝撃として力不足であり、２０Ｎｍ
３　／ｍ２　分以上では、経済的でない。また、圧縮空
気洗浄を行う時期は、処理水透過流束がある一定の流束
を下回ったとき、あるいは圧損失がある一定の圧力を上
回ったときに随時行うか、タイマーで一定時間毎に行う
ようにするかは、どちらでもよい。また、圧縮空気洗浄
は原則として多孔性ろ過体が散気用に使用されていると
きに行うことが望ましい。さらに、圧縮空気は、通常３
０秒間程度供給すれば十分であるが、例えば１０秒間に
し、これを数回繰り返すことによってさらに効果を上げ
ることもできる。固液分離用に使用されているときに行
うと、処理水取り出し側の配管に空気が進入するのであ
まり好ましくない。 【００２３】表１のタイムテーブルには、１つのサブ群
（例えば１Ａ群）のろ過体群が散気用の役割を行い、他
の５個のサブ群のろ過体群は固液分離用の役割を演ずる
例を示したが、両者の比率は散気性能と固液分離性能か
ら決定される性格のものである。図１の場合において、
一部分のろ過体による散気では散気の効果が不充分な場
合は、別に散気装置を設置し散気する場合がある事は言
うまでもない。本発明の方法及び使用する装置はさらに
多くの改良が可能であり、上記説明によって制限される
事はない。 【００２４】 【実施例】 【００２５】（実施例−１）有機性汚水として、ペプト
ンを基質とする人工下水（ＢＯＤ　　２００ミリグラム
／リットル）を使用し、次に示す生物処理装置で処理し
た。 　　装置仕様 　　　　　　曝気槽　　　　　　　　寸法　　　　　　
　　横　　　　　　縦　　　　　　高さ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５
０×２５０×８００ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　容積　　　　　　４０リットル　　　　多
孔性ろ過体　　　　孔径　　　　　　５０〜１００μｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　厚さ　　　
　　　６ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　空
孔率　　　　　　４０％　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　寸法　　　　　　　　径　　　　　　長さ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　３０　　×　　２００　　
ｍｍ　　処理条件 　　　　　　人工下水水量　　　　　　　　　　　　３
００リットル／日　　　　　　　　　　　　ＭＬＳＳ　
　　　　　　　　　　　　　５０００〜１００００　　
透過流束　　　　　　　　　　　　　　１０　　ｍ３　
／ｍ２　分　　　　散気（空気洗浄）頻度　　　　　　
１０分毎に２分間　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　速度　　　　　　１．０Ｎｍ３　／ｍ２　分　　
　　　　圧縮空気洗浄　　頻度　　　　　　　　適宜　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　速度　　　　　　５〜２０Ｎｍ３　／ｍ２　分　　
　　　　　　　　　　　　処理水質　　ＢＯＤ　　　　
＜５ミリグラム／リットル　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ＳＳ　　　　　　５〜４０ミリグラム／
リットル　　　　　　　　圧力損失　　　　吸引圧力　
　１０〜２０ｃｍＨｇ　　　　　　散気時の圧損　　　
　　　　　　　　　０．１ｋｇｆ／ｃｍ２　　　【００
２６】約２ヶ月間運転したところ、吸引圧力が２５ｃｍ
Ｈｇに上昇した。透過流束に変化がなかったので、その
ままの条件で運転を継続した。その後、３日目に吸引圧
力が３６ｃｍＨｇまで上昇し、透過流束も１０ｍ／日か
ら６．７ｍ／日まで急激に低下した。そこで、７ｋｇｆ
／ｃｍ２　の圧縮空気を１０Ｎｍ３　／（ｍ２　分）の
速度で３０秒間多孔性ろ過体に導いたところ、初期の状
態に戻った。以後、２週間に１回、同様な操作を行った
ところ、吸引圧力の増大や透過流束の低下がなく、安定
した処理が行えた。 【００２７】 【発明の効果】本発明は、処理槽内で有機性汚水を生物
学的に処理を行うと同時に固液分離を行うに当たり、多
孔性ろ過体を用いることにより、■固液分離のためのろ
過時、ろ過体の透過流束が従来の方式に較べ２０倍から
１００倍の大きい値とすることができる。■散気（空気
洗浄）を定期的に行うことにより、目詰まりによるろ過
抵抗の増大を防ぐと共に、生物処理のための空気を供給
できる。■更に、圧縮空気による洗浄設備があるため、
通常の空気洗浄の役割を果たす散気で回復しない場合に
も対応できる。このため、本発明は多孔性ろ過体を洗浄
剤による洗浄を行うことなく、十分大きい透過流束で固
体液分離一体型の生物処理を行うことができる。このよ
うに、透過流束が十分大きいので、処理能力が大きく、
処理槽等の設備の設置面積が少なくて済み、処理に要す
る時間が短縮されて、プロセスの効率が上がった。また
、固体液分離装置を処理槽と別に設けなくてもよいし、
洗浄剤による洗浄を行わなくてよいので、操作が簡素化
され、その洗浄廃水の処理の問題も生じない。更に、散
気（空気洗浄）における圧力損失が小さいので、散気（
空気洗浄）に要するエネルギーを最小に抑えることがで
きる。また、圧縮空気洗浄は空気を一旦空気タンクに溜
めてから使用するのでコンプレッサーは小容量のもので
済むので経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、固液分離一体型の生物処理に使用する
装置の１態様を示す模式図。

【符号の説明】

１　　ろ過体 ２　　被処理液 ３　　処理槽 ４　　活性汚泥 ５　　吸引ポンプ ６　　ブロワ ７　　ろ過用弁 ８　　散気用弁 ９　　ろ過液用配管 １０　　散気用配管 １１　　コンプレッサー １２　　空気タンク １３　　遮断弁 １４　　送風遮断弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　活性汚泥処理を行う処理槽内に多孔性
   ろ過体を配置して、該多孔性ろ過体が固液分離用と散気
   用との両方の機能を有し固液分離用と散気用とに使用さ
   れる、固液分離一体型の生物処理方法において、該多孔
   性ろ過体の圧力損失上昇時、或いは処理水透過流束低下
   時、または一定時間毎に、該多孔性ろ過体に一時衝撃的
   に圧縮空気を送り、該多孔性ろ過体の機能を回復するこ
   とを特徴とする固液分離一体型の生物処理方法。
2. 【請求項２】　　活性汚泥処理を行う処理槽内に多孔性
   ろ過体を配置して、該多孔性ろ過体にろ過用弁を介して
   吸引ポンプと、散気用弁を介して送風機とを連結して、
   固液分離と散気との両方の機能が行えるようにした固液
   分離一体型の生物処理装置において、散気用弁を介して
   送風機と連結した送気配管に並列的に遮断弁を介して連
   結している圧縮空気供給装置を配備し、該多孔性ろ過体
   に一時衝撃的に圧縮空気を送り、固液分離と散気との機
   能を回復できるようにしたことを特徴とする固液分離一
   体型の生物処理装置。