JPH07232192A - 汚水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 原水を嫌気槽１７と好気槽１８とにおいて生
物学的に硝化脱窒し、この生物学的処理水を槽内に浸漬
した膜分離装置２８により固液分離する。膜透過水をＲ
Ｏ膜を設けた膜濾過装置１９にかけて、リンなどが濃縮
された濃縮液と脱塩水とに分離する。濃縮液に凝集剤を
添加して濃縮液中のリンなどを凝集させ、凝集物を沈降
分離後に引き抜く。 【効果】 生物反応槽において窒素分が優先的に除去さ
れ、ＲＯ膜によってリンが分離されるので、原水中の窒
素やリンが安定的に除去されて、高度な処理水が得られ
る。このとき、生物反応槽内の膜分離装置により活性汚
泥などの懸濁物質が予め分離されるので、ＲＯ膜への適
用が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚水の処理方法に関
し、特に脱窒・脱リン装置、高度汚水処理装置、修景・
親水用水製造装置などにおいて行われる汚水の処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】脱窒・脱リン装置、高度汚水処理装置、
修景・親水用水製造装置などにおいて行われる従来の汚
水処理フローは、たとえば図３に示したようなものであ
る。図３において、１は生物反応槽であって、絶対嫌気
槽２と嫌気槽３と好気槽４とで構成されており、窒素や
リンを含む被処理水５を絶対嫌気槽２に導入して嫌気槽
３と好気槽４に順次流下させることにより、槽内の活性
汚泥によって被処理水５を生物学的に処理するようにな
っている。

【０００３】被処理水５は、絶対嫌気槽２および嫌気槽
３において、槽内の脱窒菌を主体とする活性汚泥と攪拌
装置６，７により攪拌混合され、嫌気的条件下、脱窒菌
の硝酸呼吸によって、被処理水５中に含まれる硝酸性窒
素や亜硝酸性窒素が窒素ガスに還元されるとともにＢＯ
Ｄが分解される。このとき、活性汚泥の体内に取り込ま
れていたリンは、槽内の嫌気的条件下で放出される。

【０００４】そして、好気槽４に送られた被処理水５
は、ブロワー８より散気装置９を通じて空気が供給され
る状態において、槽内の硝化菌を主体とする活性汚泥と
混合され、被処理水５中に含まれる有機性窒素やアンモ
ニア性窒素は、好気的条件下で硝化菌の酸化作用によっ
て硝酸性窒素まで酸化される。この硝酸性窒素を含む好
気槽４内の硝化液１０の一部は循環ポンプ１１によって
嫌気槽３に循環返送され、好気槽４内の残りの硝化液１
０は沈降槽１２に送られる。このとき、被処理水５中に
含まれるリンは、好気槽４内の好気的条件下で活性汚泥
の体内に取り込まれる。

【０００５】そして、好気槽４内から送られた硝化液１
０は沈降槽１２内で沈降分離されて、上澄液は処理水１
３として取り出されるとともに、沈降したリンを含む汚
泥の一部は返送汚泥１４として絶対嫌気槽２に返送さ
れ、リンを含む残りの汚泥は余剰汚泥１５として引き抜
かれる。

【０００６】上記のようにして、被処理水５中に含まれ
る窒素は活性汚泥の硝化脱窒作用によって除去され、被
処理水５中に含まれるリンは活性汚泥に取り込まれて系
外へ引き抜かれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、活性
汚泥は嫌気時に体内のリンを放出し、好気時に過剰のリ
ンを体内に取り込むことが知られている。したがって、
好気条件下で汚泥引き抜きをできるだけ多く行うことに
より、効果的に脱リンすることができる。一方、好気条
件下で有機性窒素やアンモニア性窒素を硝酸性窒素まで
硝化する硝化菌は、増殖速度が小さいことが知られてい
る。したがって、硝化脱窒を十分に行うには、汚泥をあ
まり引き抜かず、汚泥令を長くすることが必要である。
このように、脱リンのためには汚泥をできるだけ頻繁に
引き抜くのが好ましく、硝化脱窒のためには汚泥令を長
くするのが望ましいという相反する条件が必要であるた
め、生物反応槽において安定して脱リンと硝化脱窒を行
うのは困難である。

【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、脱リ
ンと硝化脱窒の両処理を安定して行って、良好な処理水
を得ることができる汚水の処理方法を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の汚水の処理方法は、生物反応槽を嫌気槽と
好気槽とで構成し、窒素やリンを含む原水を嫌気槽に導
入して槽内の活性汚泥により嫌気的条件下に脱窒処理
し、この脱窒処理水を好気槽に導入して槽内の活性汚泥
により好気的条件下に硝化処理する汚水の処理方法にお
いて、好気槽内の硝化処理水を槽内に浸漬した膜分離装
置により固液分離して膜透過水を取り出し、この膜透過
水をＲＯ膜を設けた膜濾過装置に導入してリンなどが濃
縮された濃縮液とＲＯ膜を透過した脱塩水とに分離し、
前記濃縮液に凝集剤を添加して濃縮液中に含まれるリン
などを凝集させて凝集物を沈降分離することを特徴とす
る。

【００１０】また、本発明の汚水の処理方法は、凝集剤
の添加により凝集された凝集物を含む濃縮液を生物反応
槽へ返送して、前記凝集物を活性汚泥処理で発生する余
剰汚泥とともに引き抜くことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成により、窒素やリンを含む原水は、生
物反応槽において生物学的に硝化脱窒され、窒素分は除
去されているがリンは残留する状態として膜濾過装置に
送られる。このとき、好気槽内において膜分離装置によ
って活性汚泥が分離されるので、膜濾過装置において、
微粒子を嫌うＲＯ膜にかけることが可能となる。そし
て、ＲＯ膜によって、リンなどが除去された脱塩水とリ
ンなどが濃縮された濃縮液とに分離され、濃縮液中に残
留させられたリンは凝集剤により凝集物とされて沈降分
離により系外へ引き抜かれる。この結果、原水中の窒素
およびリンは安定して除去されるとともに、脱塩水とし
ての非常に良好な処理水が得られる。

【００１２】また、凝集物を含む濃縮液を生物反応槽へ
返送して槽内の余剰汚泥とともに凝集物を引き抜くこと
により、沈降分離のための装置を設けることなく、リン
を含む凝集物を分離できる。この方法によっても、原水
中の窒素およびリンは安定して除去され、非常に良好な
処理水が得られる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の一実施例の汚水の処理方法が
行われる汚水処理装置を示し、図１において、１６は嫌
気槽１７と好気槽１８とで構成された生物反応槽であ
り、１９はＲＯ膜（逆浸透膜）を設けた膜濾過装置、２
０は凝集混和槽、２１は沈降槽である。

【００１４】嫌気槽１７は、槽の上方に開口して原水供
給管２２を設け、槽の内部に、原水供給管２２から供給
された原水に混合して、脱窒菌を主体とする微生物から
なる活性汚泥を維持するとともに、槽内の混合液を攪拌
混合する攪拌装置２３を配置している。嫌気槽１７の上
方には、好気槽１８から導かれた硝化処理水循環管２４
と、凝集混和槽２０から導かれた凝集処理液返送管２５
とが開口している。嫌気槽１７内で脱窒された脱窒処理
水は、槽の上部から好気槽１８に流出するようになって
いる。

【００１５】好気槽１８は、槽の内部に、嫌気槽１７か
ら流入した脱窒処理水に混合して、硝化菌を主体とする
微生物からなる活性汚泥を維持するとともに、槽１８の
上部に、槽内で硝化された硝化処理水を嫌気槽１７に循
環返送する硝化処理水循環管２４を循環ポンプ２６を介
装して設け、槽１８の底部に槽内の余剰汚泥を引き抜く
汚泥引抜管２７を設けている。

【００１６】また、好気槽１８は、槽内の混合液に浸漬
して、膜分離装置２８、たとえば膜孔径０．１μ程度の
セラミックチューブを複数本配置した膜分離型活性汚泥
処理装置（ＢＩＯＲＥＭ（商標）、クボタ社製）を設
け、この膜分離装置２８に、吸引ポンプ２９を配設した
膜透過水取出管３０を接続させている。膜分離装置２８
の下方には、槽外のブロワ３１に接続した散気装置３２
が設けられている。膜透過水取出管３０はその管路に、
保安用のカートリッジフィルター３３と、膜透過水を膜
濾過装置１９に圧送する打込ポンプ３４とを順次設けて
いる。

【００１７】膜濾過装置１９はＲＯ膜を設けており、Ｒ
Ｏ膜を透過した脱塩水を脱塩水取出管３５によって取り
出し、ＲＯ膜により分離濃縮された濃縮液を濃縮液返送
管３６によって凝集混和槽２０へ送るようになってい
る。凝集混和槽２０は、凝集剤供給管３７を備えるとと
もに、槽内で凝集した凝集処理液を沈降槽２１を経て嫌
気槽１７へ返送する凝集処理液返送管２５を設けてお
り、沈降槽２１は、沈降した凝集物を引き抜く凝集物引
抜管３８を設けている。

【００１８】上記構成により、硝化処理水循環管２４に
よって硝化処理水を循環返送し、凝集処理液返送管２５
によって凝集処理液を返送する状態において、原水供給
管２２より窒素やリンを含む原水を嫌気槽１７に供給す
ると、原水は槽内において、脱窒菌を主とする微生物か
らなる活性汚泥、硝化処理水、および凝集処理液と、攪
拌装置２３により攪拌混合される。そして、この混合液
中に含まれる硝酸性窒素や亜硝酸性窒素が嫌気条件下に
脱窒菌の硝酸呼吸によって窒素ガスまで還元されるとと
もに生物分解性有機物が分解され、槽内で脱窒された脱
窒処理水が好気槽１８に流出する。

【００１９】好気槽１８に流入した脱窒処理水は、ブロ
ワー３１より散気装置３２を通じて空気が供給される好
気的条件下で、槽内の硝化菌を主体とする微生物からな
る活性汚泥と混合され、この混合液中に含まれる有機性
窒素やアンモニア性窒素は硝化菌の酸化作用によって亜
硝酸性窒素や硝酸性窒素に硝化される。槽内で硝化され
た硝化処理水は、循環ポンプ２６により硝化処理水返送
管２４を通って嫌気槽１７へ返送され、再び脱窒作用を
受ける。好気槽１８内に滞留してくる余剰汚泥は汚泥引
抜管２７によって引き抜くが、汚泥令を長くとって、嫌
気槽１７と好気槽１８における窒素分の除去を十分にす
る。

【００２０】このとき、吸引ポンプ２９により膜透過水
取出管３０を通じて膜分離装置２８に吸引負圧を作用さ
せると、槽内の硝化処理水は膜分離装置２８により固液
分離されて、窒素分は除去されているがリンをリン酸イ
オンの形態で含む膜透過水が膜透過水取出管３０へと取
り出される。凝集処理液返送管２５により返送された凝
集処理液中に含まれていた凝集物や活性汚泥は、槽内に
残留する。膜分離装置２８は、散気装置３２から供給さ
れる空気により生じる上昇液流によって膜面付着物が剥
離され、分離膜の目詰まりが防止される。膜透過水取出
管３０へ取り出された膜透過水は、ＲＯ膜保護用のカー
トリッジフィルター３３を通って、打込ポンプ３４によ
って膜濾過装置１９に圧送される。

【００２１】好気槽１８から送られた膜透過水は、膜濾
過装置１９においてＲＯ膜にかけられ、ＲＯ膜を透過し
た脱塩水が脱塩水取出管３５によって取り出される。一
方、膜透過水中に含まれるリン酸イオンやその他のイオ
ン類並びに有機物はＲＯ膜により分離されて膜濾過装置
１９に残留し、残留した濃縮液が濃縮液返送管３６によ
って凝集混和槽２０へ送られる。そして、槽２０内で凝
集剤供給管３７より供給される硫酸バンド、ポリ塩化ア
ルミニウム、塩化第２鉄、ポリ硫酸第２鉄などの凝集剤
と混和され、濃縮液中のリン酸イオンやその他のイオン
類や有機物が凝集される。この凝集物を含む凝集処理液
は凝集処理液返送管２５によって沈降槽２１へ送られ、
リンや有機物を含む沈降した凝集物が凝集物引抜管３８
によって適宜引き抜かれるとともに、上澄液は凝集処理
液返送管２５によって嫌気槽１７へ返送される。

【００２２】上記のようにして、窒素やリンを含む原水
を生物反応槽において窒素分の除去を優先して処理し、
槽内に浸漬した膜分離装置により活性汚泥を分離した
後、ＲＯ膜によってリンや有機物を分離することによ
り、原水から窒素やリンを安定的に除去して、飲料水に
できるほど高度に処理された脱塩水を得ることができ
る。

【００２３】図２は、本発明の他の実施例の汚水の処理
方法が行われる汚水処理装置を示す。この汚水処理装置
が図１に示した汚水処理装置と異なるのは、沈降槽を設
けない点である。したがって、凝集混和槽２０内で凝集
したリンやその他のイオン類や有機物の凝集物は、凝集
処理液返送管２５により嫌気槽１７へ返送されて、好気
槽１８内における余剰汚泥とともに汚泥引抜管２７より
系外へ引き抜かれる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、窒素やリ
ンを含む原水を窒素分の除去を優先して生物学的に処理
し、生物槽内に浸漬した膜分離装置で活性汚泥を除いた
後、ＲＯ膜にかけてリンを分離する構成としたため、原
水から窒素やリンを安定的に除去して、高度に処理され
た処理水を得ることができる。ＲＯ膜により分離したリ
ンは、凝集剤で凝集させて系外へ引き抜くことができ
る。このとき、生物槽内に浸漬した膜分離装置は、微粒
子を嫌う一般的なホローファイバー型やスパイラル型の
ＲＯ膜を用いるための前処理装置として作用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の汚水の処理方法が行われる
汚水処理装置を示した説明図である。

【図２】本発明の他の実施例の汚水の処理方法が行われ
る汚水処理装置を示した説明図である。

【図３】従来の汚水の処理方法が行われる汚水処理装置
を示した説明図である。

【符号の説明】

16 生物反応槽 17 嫌気槽 18 好気槽 19 膜濾過装置 28 膜分離装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 俊也 大阪府大阪市西淀川区西島２丁目１番地６ 号 株式会社クボタ新淀川工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物反応槽を嫌気槽と好気槽とで構成
   し、窒素やリンを含む原水を嫌気槽に導入して槽内の活
   性汚泥により嫌気的条件下に脱窒処理し、この脱窒処理
   水を好気槽に導入して槽内の活性汚泥により好気的条件
   下に硝化処理する汚水の処理方法において、好気槽内の
   硝化処理水を槽内に浸漬した膜分離装置により固液分離
   して膜透過水を取り出し、この膜透過水をＲＯ膜を設け
   た膜濾過装置に導入してリンなどが濃縮された濃縮液と
   ＲＯ膜を透過した脱塩水とに分離し、前記濃縮液に凝集
   剤を添加して濃縮液中に含まれるリンなどを凝集させて
   凝集物を沈降分離することを特徴とする汚水の処理方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の汚水の処理方法におい
   て、凝集剤の添加により凝集された凝集物を含む濃縮液
   を生物反応槽へ返送して、前記凝集物を活性汚泥処理で
   発生する余剰汚泥とともに引き抜くことを特徴とする汚
   水の処理方法。