JPH0534800Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、し尿、浄化槽汚泥などのし尿水、下
水、廃水のような有機性汚水を生物処理により高
度に浄化する処理装置に関するものであり、特に
生物処理槽からの活性汚泥スラリを能率よく分離
し、高濃度に濃縮された活性汚泥を生物処理槽に
返送する処理装置に関する。

〔従来の技術〕

有機性汚水は主として生物処理装置により処理
される。従来の最も代表的な生物処理装置は生物
処理槽に活性汚泥処理装置、すなわち、曝気槽と
沈澱池を直列配置したものである。また、生物処
理水からPO₄ ^3-，COD，色度を除去する場合に
は、さらに凝集沈澱池と砂濾過機をシリーズ的に
配置する装置が最も広く採用されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記した従来の技術においては、次のような問
題点がある。

ａ 活性汚泥及び凝集フロツクの沈降性の悪化時
にSSが沈澱池からキヤリオーバする。

ｂ 沈澱池から曝気槽に返送される活性汚泥の汚
泥濃度が１％前後と希薄であるため、曝気槽の
MLSS濃度を高濃度に維持できず、生物反応速
度が小さい。

また、最近活性汚泥の沈澱池に代えて、遠心分
離機、或いは限外濾過（UF）膜によつて活性汚
泥を強制的に分離する方式が出現したが、固液分
離の動力コストが沈澱池方式に比して極めて高額
（50〜300倍）になり、需用者のコスト負担が異常
に大きく実用的でない。本考案は次のような課題
を達成しようとするものである。

(1) 遠心分離機やUF膜などの膜を使用するこ
となく、活性汚泥の沈降性と無関係に完璧な
固液分離を低ライニングコストで行い、常に
清澄な生物処理水を得ること。

(2) 活性汚泥の遠心分離方式や限外濾過方式と
同等の汚泥濃縮率をこれらの方式よりもはる
かに低いランニングコストで実現すること。

(3) この結果として、実用的なコストで曝気槽
の活性汚泥MLSS濃度を高濃度に維持するこ
とを可能ならしめ、生物反応速度を高めるこ
と。

(4) PO₄ ^3-，COD，色度を除去するのに従来必
要であつた凝集沈澱池、砂濾過機を不溶に
し、設置スペース、設備費、維持管理性の面
から著しい改善をすること。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、有機性汚水を導入する生物処理槽
と、該生物処理槽に後続して圧力容器内に筒状又
は角柱状の濾過面をもつ濾過体モジユールを垂直
に配備して濾過室と処理水室とを形成する濾過濃
縮槽を設置し、両者の間に前記生物処理槽から流
出する活性汚泥スラリに無機凝集剤を注入する設
備、ならびに該薬注入後の凝集活性汚泥スラリを
前記濾過濃縮槽の濾過室へ圧送するポンプを配備
すると共に、前記濾過濃縮槽の濾過室の底部に接
続する排出管に前記濾過体モジユールの濾過面に
形成される活性汚泥ケーク層及び濾過室内に滞留
する濃縮凝集活性汚泥を回分的に排出する弁を設
け、さらに該弁から排出される凝集活性汚泥を前
記生物処理槽に圧送する流路を備え、前記濾過濃
縮槽の処理水室に圧力空気を送る圧力空気管を接
続してなる有機性汚水の処理装置によつて、上記
の課題を達成した。

本考案においては、圧力容器内に濾過体モジユ
ールを垂直に配備して濾過室と処理水室を形成し
た濾過濃縮槽が活性汚泥スラリから活性汚泥を分
離する上で重要な役割をするものであつて、圧力
容器内に円筒状又は角柱状の金網、コイルスプリ
ング等の支持体の上に濾布などの多孔透水体を張
りつけた濾過体モジユールを複数個、垂直に仕切
壁に装着する。圧力容器と濾過体モジユールとの
間を濾過室としてここに凝集活性汚泥スラリを圧
入して濾過体モジユールで濾過して濾布のような
濾過面に活性汚泥ケークを形成する。濾過された
透過水は濾過体モジユール内に入り、処理水室に
集められる。この濾過濃縮槽では一定時間濾過し
て濾過面上の活性汚泥ケークがある厚さに達する
と濾過抵抗が増大するので、通水を止め、濾過体
モジユール内側、すなわち処理水室側に圧力空気
を入れて逆の方向に流してやると濾過面の活性汚
泥ケークが剥離する。そのさい濾過濃縮槽の濾過
室の底部に連結した弁を開放してやると、その活
性汚泥ケーク及び濾過室下方に滞留する濃縮凝集
活性汚泥が濾過濃縮槽外へ放出される。これによ
り濾過体モジユールの濾過能力が回復するので再
び凝集活性汚泥スラリを導入することができる。
なお、前記の圧力空気の導入あるいは前記弁の開
放に先立つては、通常常法に従い、圧力容器中の
圧力を常圧近くに低下させるが、その際には必要
により設けた圧力放出弁を操作して圧力を下げる
ようにしてもよい。

前記濾過材モジユールの形成としては種々のも
のを採用することができ、金網、コイルスプリン
グその他の支持材によつて形成した円筒状体、角
柱状体の形の多孔体の上に濾布などの多孔透水体
を張りつけて形成するので、その周囲に凝集活性
汚泥スラリを圧入しても濾過材モジユールは変形
することなく、前記スラリを濾過することができ
る。

また、生物処理槽から流出する活性汚泥スラリ
には無機凝集剤が注入され、凝集した活性汚泥ス
ラリが前記濾過濃縮槽へ送られる。

活性汚泥スラリはPH４〜5.5に制御して凝集す
るため、濾過濃縮槽では活性汚泥は酸性側で分離
される。このため濾過濃縮槽から排出される濃縮
凝集活性汚泥は微生物活性が若干弱つている。そ
こでこの濃縮凝集活性汚泥を生物処理槽へ戻すさ
いには活性回復剤としてアルカリを添加するのが
好ましい。

そして、濃縮凝集活性汚泥を生物処理槽に戻し
たさい、無機凝集剤の作用により、また、汚水に
PO₄ ^3-が入つているときにはそれを吸着する作用
を有するものとみられる。

本考案は、要約すると、従来装置は全く認めら
れなかつた次記の新規な技術的概念を適用したも
のである。

(1) 生物処理槽から流出する活性汚泥スラリを沈
澱、遠心分離、限外濾過、浮上分離などの手段
によつて固液分離することなく、活性汚泥に無
機凝集剤を添加して回分的に圧力容器内に濾過
体モジユールを装備した濾過濃縮槽にポンプ圧
入した後、圧入を停止させる点。

(2) ポンプ圧入を終了後、濾過濃縮槽の圧力を低
下させ、同槽の処理水室に圧力空気を送るとと
もに、同槽の濾過室の底部に設けた管の弁を開
くことにより、同槽の濾過室内の濃縮凝集活性
汚泥及びケークを回分的に排出し、これを生物
処理槽に循環させる点。

〔作用〕

本考案においては、濾過濃縮槽中で垂直に配置
された濾過体モジユール上に活性汚泥ケークが形
成されているので、圧縮空気により逆洗すること
によつてこのケークを容易に剥離させて濾過能力
を回復することができる。また、濾過は垂直に配
置された濾過体モジユールの濾過面で行うように
するため液中で沈降する濃縮凝集活性汚泥の分は
濾過室の下方に降下し、濾過面に堆積しないため
濾過する量を多くすることができる。さらに、濾
過濃縮槽に送られる活性汚泥スラリは無機凝集剤
が添加されているため凝集し、このため濾過体モ
ジユールの濾過面上に液の通り易い活性汚泥ケー
クを形成して、濾過が良好に行われる。

〔実施例〕

以下、実例によつて本考案を具体的に説明す
る。ただし、本考案はこの実施例のみに限定され
るものではない。

実施例 第１図により説明する。

１は、し尿、下水、浄化槽汚泥などの有機性汚
水、２は、生物処理槽で、この例では、生物学的
硝化脱窒素処理槽であつて、３は嫌気部、４は好
気部、５は、空気ブロワー、６は曝気装置であ
る。

７は、生物処理槽２から活性汚泥スラリが流出
する管路、 ８は、FeCl₃などの無機凝集剤の薬注装置、 ９は、PH調整用のNaOHなどのアルカリ剤薬
注装置、１０は、薬注を受けて凝集した活性汚泥
スラリ（以下「凝集活性汚泥スラリ」という）を
濾過濃縮槽１１に圧入するポンプである。

１１は、濾過濃縮槽であつて、容器内に円筒
状、角柱状の金網、コイルスプリング等の指示体
の上に濾布などの多孔透水体を張りつけた濾過体
モジユール１２が複数個、仕切り壁１３を介して
垂直方向に装填されており、１４は凝集活性汚泥
スラリが導入される濾過室、１５はSSが分離さ
れた処理水を入れる処理水室、１６は処理水流出
管である。

１７は、濾過濃縮槽底部の配管に設けられた弁
であり、圧入ポンプ１０による凝集活性汚泥スラ
リの圧入を停止させた後、開放して濾過濃縮槽の
濾過室１４に滞留（残留）している濃縮凝集活性
汚泥と活性汚泥ケークを回分的に排出する役割を
もつ。

１８は、前記弁１６の開放時に濾過体モジユー
ル１２の濾過面に付着している活性汚泥ケークの
層を加圧空気によつて剥離するためのコンプレサ
ーである。

本考案の処理装置における作用を説明すると、
有機性汚水１は生物処理槽２に導入され、この槽
内に滞留する間に、曝気されて生物学的硝化脱窒
素反応によつてBODと窒素成分が除去される。
生物処理して槽２から管７を通して排出される活
性汚泥スラリには無機凝集剤薬注装置８から
FeCl₃が、またアルカリ剤薬注装置９からNaOH
がそれぞれ注入され、PH４〜5.5の範囲で制御し
ながらFe³⁺イオン及びFe³⁺の多核錯体の作用に
よつて凝集され、その凝集活性汚泥スラリは圧入
ポンプにより濾過濃縮槽１１の濾過室１４内に圧
入される。凝集活性汚泥スラリは濾過体モジユー
ル１２の濾布などの濾過面で濾過されて、濾過面
上に活性汚泥ケーク槽を形成し、濾過液は濾過体
モジユール１２の内部に入り、仕切り壁１３で区
画された処理水室１５に入り、外部に流出する。
そして、濾過体モジユール附近にある凝集活性汚
泥スラリの一部は濾過体モジユールの濾過面に達
する前に濃縮されて沈降して濾過室の下部に滞留
する。また、前記の活性汚泥ケークは凝集活性汚
泥スラリがその中に無機凝集剤を含有しているた
めに組織が粗であつて、活性汚泥スラリのみから
なる場合のように密ではないために、濾過抵抗が
小さくて、前記ケーク層がかなりの厚さになるま
で濾過を継続することができるので、処理液量が
大きい。この濾過により、SS、BOD、COD、
Ｎ、色度、PO₄ ^3-が高度に除去された清澄な処理
水１６がえらる。

そして、その濾過を続けると前記ケーク層が厚
くなり、濾過抵抗が大きくなるので、その時圧入
ポンプ１０を停止し、弁１９を閉止し、弁１７を
開放し、濾過濃縮槽１１の濾過室１４内の濃縮凝
集活性汚泥と濾過体モジユール１２上の活性汚泥
ケークを排出し、貯槽２０内に流下させる。この
さい、コンプレツサー１８から加圧空気を処理水
室１５へ送ると、濾過体モジユール内の透過水が
逆流して前記の活性汚泥ケークがよく剥離して濾
過面が更新される。

貯槽２０内の濃縮凝集活性汚泥は、生物処理槽
２内の微生物濃度を高精度に維持するためポンプ
２１によつて管路２２を経由して生物処理槽２内
に循環される。

また、濃縮凝集活性汚泥の一部は、余剰汚泥と
して管路２３からフイルタプレスなどの機械脱水
機２４に導びかれ、脱水されて脱水ケーキ２５と
して処分される。

なお、返送汚泥管路２２に低PHにさらされた微
生物の活性回復剤としてNaOH２６を注入する
ことも有効である。なお、余剰汚泥は無機系凝集
剤を含有しているため凝集性がよく、無薬注で脱
水でき、脱水にさいして高分子凝集剤などの脱水
助剤は特に必要ない。このさいには、フイルター
プレスを使うと脱水が容易である。

〔考案の効果〕 本考案によれば次のような実用上極めて重要な
効果が得られる。

(1) 本考案における垂直な濾過体モジユールを有
する濾過濃縮槽では被濾過物である凝集活性汚
泥スラリの濾過抵抗が極めて小さく、かつ常に
完璧な固液分離ができる。

その濾過に要する動力費は遠心分離機あるい
は限外濾過装置などにおける動力費に比して数
十分の一である。すなわち、動力費は汚水１m³
当り約10円であつて、遠心分離機などでは汚水
１m³当り約300円である。このため低いランニ
ングコストで常に清澄な処理水を得ることがで
きるので、環境汚染防止効果が卓越している。

(2) PO₄ ^3-イオン、COD、色度を除去するのに従
来必要とされていた凝集沈澱槽、砂濾過槽が全
く不要になり、著しい設備費低減、設置スペー
ス節減、維持管理性の向上が達成できる。

(3) 濾過モジユールを有する濾過濃縮槽では濾過
室に滞留する高濃度の凝集活性汚泥と高濃度の
活性汚泥ケーク（３〜６％）を排出して分離す
るために高濃度の凝集活性汚泥を得ることがで
き、これを生物処理槽に循環することによつ
て、生物処理槽内の活性汚泥濃度を非常に高
め、生物反応の速度を高めることができる。こ
れにより、生物処理槽の所要容積を従来装置よ
りも大幅に縮少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の処理装置の概要図である。 １……有機性汚水、２……生物処理槽、７……
活性汚泥スラリ、８……無機凝集剤の薬注装置、
１１……濾過濃縮槽、１２……濾過体モジユー
ル、１４……濾過室、１６……処理水流出管、１
７……弁、１８……コンプレツサー、２０……貯
槽。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 有機性汚水を導入する生物処理槽と、該生物処
   理槽に後続して圧力容器内に筒状又は角柱状の濾
   過面をもつ濾過体モジユールを垂直に配備して濾
   過室と処理水室とを形成する濾過濃縮槽を設置
   し、両者の間に前記生物処理槽から流出する活性
   汚泥スラリに無機凝集剤を注入する設備、ならび
   に該薬注入後の凝集活性汚泥スラリを前記濾過濃
   縮槽の濾過室へ圧送するポンプを配備すると共
   に、前記濾過濃縮槽の濾過室の底部に接続する排
   出管に前記濾過体モジユールの濾過面に形成され
   る活性汚泥ケーク層及び濾過室内に滞留する濃縮
   凝集活性汚泥を回分的に排出する弁を設け、さら
   に該弁から排出される凝集活性汚泥を前記生物処
   理槽に圧送する流路を備え、前記濾過濃縮槽の処
   理水室に圧力空気を送る圧力空気管を接続してな
   る有機性汚水の処理装置。