JPS63200895A - 排水処理装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、活性汚泥法による排水処理装置の改良に関す
るものである。

従来の技術 活性汚泥法には種々の変法があるが、代表例として標準
活性汚泥法を第３図に示す。

第３図において、排水はまず第一沈澱池（３１）に導か
れて、ここで沈澱分離しやすいＳＳが沈澱除去され、つ
いで曝気槽（３２）に導入される。

曝気槽（３２）は活性汚泥法の中心をなす重要な部分で
、ここで返送汚泥として後流側の第二沈澱池（３３）か
ら返送されてきた活性汚泥と排水とが混合され、混合液
が曝気される。汚泥混合液は第二沈澱池（３３）に導か
れ、ここで上澄液である処理水と沈澱汚泥とに分離され
る。沈澱汚泥のうち再使用する部分は上述のように返送
汚泥として曝気槽（３２）に返送され、余分の汚泥は余
剰汚泥として系外に排出され、第一沈澱池（３１）の生
汚泥とともに汚泥濃縮槽（３４）で濃縮された後、処理
・処分される。

また、近年、総量規制や閉鎖水域における富栄養化問題
により、前記のような二次処理だけでは目的を達成でき
なくなり、排水の高度処理（三次処理）が必要となって
来ている。三次処理としては、生物学的処理、すなわち
活性汚泥法、散水濾床法、回転板法、接触曝気法、振動
吸着床法、生物酸化油洗などがあり、また物理化学的処
理、すなわち活性炭吸着法、逆浸透法、電気透析法、イ
オン交換樹脂法、凝集沈澱法、各種濾過法、オゾン法、
電解法などがある。第４図に高度処理システムの一例を
示す。

表１に高度処理として採用されている主な単位処理工程
、主要除去成分、特徴などを示す。

（以下余白） 表　１．高度処理に用いられる単位処理工程と除去対象
成分発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記活性汚泥法では、厳しい水質基準が
適用されている地域、たとえば放流水のＢＯＤ１０ｍｇ
／／以下の地域では、充分な処理ができない。また放流
光の水域の富栄養化を防止する目的で窒素やリンを除去
しようとする場合も目的を達成することができない。

さらに活性汚泥法では流量の変動が大きいと、活性汚泥
のフロックが第二沈澱池で沈澱しきれずに一部が流出水
中に混入し、流出する場合が多い。このような障害を避
けるために、特に小規模施設では流量調整槽を二次処理
の前流側に設けることが望ましいが、流量調整槽は排水
をできる限り２４時間均等に曝気槽に移流するための装
置であるから、四槽の容量が充分に大きく、かつ排水を
均等に移流するための計量装置があることが必要であり
、そのため設置面積の拡大およびコストの増大が必要と
なる。

他方′、前記高度処理システムでは、設置面積の拡大、
運転管理の複雑化、コストの増大が問題となってくる。

本発明はこのような問題を解決し、設置面積が小さく、
運転管理が簡単で、さらに処理水が雑用水として再利用
できるような排水処理装置を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 前記問題を解決するため、本発明による排水処理装置は
、活性汚泥により排水を生物学的に処理する曝気槽の後
流側に、汚泥と処理水を分離する限外濾過装置が設けら
れていることを特徴とする。

限外濾過装置は、限外濾過膜よりなる堅型管状モジュー
ルを備え、堅型管状モジュールに内蔵された固体粒子が
、混合液の供給流量の調節によって流動開始速度以上で
かつ粒子終末速度以下の範囲で流動化状態に維持される
流動層型になされていることを特徴とする。

実　　施　　例 第１図に本発明による排水処理装置のフローを示す。

本発明の排水処理装置は、活性汚泥系と限外濾過系の２
系列から構成されている。

排水はまず第一沈澱池（１）に導かれて、ここで沈澱分
離しやすいＳＳが沈澱除去され、ついで曝気槽（２）に
導入される。曝気槽（２）では返送汚泥として後流側の
限外濾過装置（３）から返送されてきた活性汚泥と排水
が混合され、混合液が曝気される。曝気槽（２）内の活
性汚泥は、混合液のままストレーナ（４）に通されて、
粗大ゴミの除去後、供給ポンプ（５）により限外濾過循
環系へ送られる。この循環系へ入った汚泥混合液は、循
環ポンプ（６）により循環系管路内を循環させられる。

活性汚泥混合液は限外濾過装置（３）の膜モジュールを
透過させられる。この透過水が処理水として再利用され
る。供給ポンプ（５）により送り込まれた混合液の量か
ら膜モジユール透過の水量を差し引いた余剰分は、返送
汚泥として曝気槽（２）へ返送される。

また、曝気槽（２）内の汚泥濃度が上昇した時には、循
環系管路の汚泥の一部が余剰汚泥として抜き出され、第
一沈澱池（１）から抜き出された生汚泥とともに汚泥濃
縮槽（７）で濃縮された後、処理・処分される。

活性汚泥法に限濾過装置を組み込んだ排水処理装置は、
これまでいくつか提案されているが、膜のファウリング
（ｆ’ｏｕｌｌｎｇ　）および濃度分極の問題があり、
その適用がまだ進展していない。

膜のファウリングは、原水中の懸濁物質、無機および有
機質のコロイドや溶解度の低い有機物、スケール成分な
どが膜面における塩類の増大に伴い析出・付着すること
によって、あるいは静電的吸着によってひき起こされる
ものと考えられる。これらを抑制するためには、膜面で
の流速を上げて液の乱れを助長する方法がとられるが、
流速の増大はポンプその他のエネルギーコストの上昇を
招く。また原水の完全な前処理を行なうと、設備費の増
大を招く。さらにフラッシング、スポンジボール洗浄な
どの機械的洗浄あるいは薬剤洗浄では・、機械的洗浄に
伴う膜面の破損、洗浄廃液の処理、洗浄のための運転停
止などによる稼動率の低下といった問題がある。

本発明において用いられる限外濾過装置（３）は上記の
諸問題を解決した流動層型限外濾過装置である。

第２図は流動層型限外濾過装置の縦断面図を示す。同図
において、（２０）は濾過装置本体を構成するケーシン
グで、金属あるいはＦＲＰでできており、下部に混合液
の入口（２１）を有する下部室（２２）と、上部に濃縮
廃液の出口（２３）を存する上部室（２４）とを具備し
、これら上下両室（２４）（２２）の中間部に濾液を集
める濾液室（２５）を有している。（２Ｂ）　（２７）
はケーシング（２０）内の上部と下部に設けられた管板
で、前記各室（２２）　（２４）　（２５）を形成する
。（２８）は上下両管板（２８）（２７）の間に亘って
配設された複数本の堅型管状モジュールで、上部室（２
４）と下部室（２２）を連通ずる。透過膜モジュール（
２８）は下端部に絞り部（２９）が形成された限外濾過
膜より構成されている。絞り部（２９）は、上部に漏斗
状の傾斜面（３０）を存する絞り部材（３１）を堅型管
状モジュール（２８）の下端に挿入固定（溶接、溶着な
ど）することによって形成されている。これの代わりに
、絞り部を加工した管板に堅型管状モジュールを取り付
けたものを用いてもよい。堅型管状モジュール（２８）
は、処理量に応じて数本〜数十本配設され、管板（２Ｂ
）　（２７）への取付けに際してはこれらの間にゴム・
パツキンあるいはナツト・リテーナが介装される。（３
２）は堅型管状モジュール（２８）内に内蔵せられた球
状体で、絞り部（２９）から落下しない大きさを有して
いる。（３３）は球状体（３２）の上方に位置して堅型
管状モジュール（２８）に内蔵せられた多数の小径固体
粒子で、前記球状体（３２）は小径固体粒子（３３）よ
りも比重の大きい材料で構成され、粒子（３３）の流出
止めの働きをなす。（３４）は濾液室（２５）の上部に
対応してケーシング（２０）に設けられた濾液の出口で
ある。

堅型管状モジュール（２８）の限外濾過膜としては、供
給液の種類により、アセチルセルロース系、アクリロニ
トリル系、ポリアミド・イミド系、ポリスルホン系、無
機材料などで構成される膜材料から適切なものが選ばれ
る。また小径固体粒子（３３）としては、堅型管状モジ
ュール（２８）の膜材料と供給液の性状により、砂、金
属粒子、無機材料粒子、プラスチック粒子などから適当
なものが選ばれる。球状体（３２）としては、供給液の
性状、小径固体粒子（３３）の材質により、金属球、無
機材料法、プラスチック球などから適当なものが選ばれ
る。

本発明による排水処理方法は、上記のような構成の流動
層型限外濾過装置を用いて、つぎのように行なわれる。

曝気槽（２）から出た排水と汚泥の混合液が供給ポンプ
（４）で限外濾過循環系へ送られ、循環ポンプ（６）に
より流動層型限外濾過装置（３）の下部室（２２）に所
定加圧下で供給される。そうすると、供給液が堅型管状
モジュール（２８）内に入り、これによって球状体（３
２）が少し持ち上がる状態となる。そして球状体（３２
）の上方に位置する多数の小径固体粒子（３３）が流動
化し、混合液中に含まれる懸濁性固体やコロイドなどの
ゲル層が膜面に物理的に付着するのを防止するとともに
、付着したゲル層を連続的に除去する働きをなす。また
小径固体粒子（３３）の流動化により乱流が促進され、
濃度分極の発生が防止される。この結果、流速を上げず
に膜面での液の乱れを助長することができ、完全な前処
理を必要とせず、またフラッシング、スポンジボール洗
浄などの機械的洗浄あるいは薬剤洗浄も必要とせず、装
置の処理能力が長期に亘って維持されるとともに、膜の
分画性能も変化しない。この場合、小径固体粒子（３３
）の流動化については、濃縮混合液管路途中に設けられ
た流量調整バルブ（１８）によって堅型管状モジュール
（２８）の管内流速が流動開始流速以上でかつ粒子終末
速度以下の範囲で良好な流動化状態が得られるように、
混合液の供給流量を調整する。

堅型管状モジュール（２８）の管内流速が粒子終末速度
より多少速くなっても、上部室（２４）で流速が粒子終
末速度より遅くなるので、小径固体粒子（３３）が装置
外へ飛び出すようなことはない。

上部室（２４）へ出た小径固体粒子（３３）を堅型管状
モジュール（２８）の内部へ戻すため、管板（２Ｂ）に
小径固体粒子（３３）の安息角よりも急な傾斜を設けて
も良い。また運転を停止した場合、球状体（３２）の比
重が小径固体粒子のそれより大きいので、速く沈降し、
これにより堅型管状モジュール（２８）の絞り部（２９
）が封鎖されるので、小径固体粒子（３３）が下部室（
２２）内に流出するようなことはない。堅型管状モジュ
ール（２８）を透過した濾液は、濾液室（２５）に集め
られ、濾液出口（３４）から取出され、再利用される。

こうして得られた処理水は、水道用水に再利用できるほ
どの良好な処理水質を有する。

一方、流動層型限外濾過装置（３）の堅型管状モジュー
ル（２８）内を上昇した濃縮混合液については、供給ポ
ンプ（５）により送り込まれた混合液量から透過水量を
差し引いた余剰分が返送汚泥として曝気槽（２）へ返送
される。また残りの濃縮混合液は循環系管路を通り、供
給混合液と混合さ′れ、再び流動層型限外濾過装置（３
）へ供給される。

このように本発明による排水処理装置では、従来の沈澱
池ないし沈澱槽の代わりに、流動層型限外濾過装置が組
み込まれているので、長期安定した良質の処理水が得ら
れる。

本発明の適用例としては、嫌気・好気活性汚泥法や循環
式嫌気・好気活性汚泥法などの最終沈澱池の代わりに流
動層型限外濾過装置を組み込んだ排水処理装置が考えら
れる。

発明の効果 本発明による排水処理装置は以上のとおり構成されてい
るので、つぎのような効果が奏される。

１、沈澱池の代わりに限外濾過装置を組み込むことによ
り、排水処理装置全体の設置面積を縮小させることがで
きる。

２、曝気槽内の有機物はほとんど限外ａ過膜を透過しな
いので、活性汚泥のキャリオーバーがなく、流量調整槽
を設ける必要もなく、運転が簡単になる。

３、高度処理（三次処理）を実施したものと同程度の処
理水水質が得られるため、設置面積の減少、運転管理の
簡素化、コストの節減を達成することができる。

４、処理水を雑用水として利用することができるため、
排水処理コストの増加分を回収することができる。

５、限外濾過装置を流動層型のものとすることにより、
前処理、機械的洗浄、薬剤洗浄を省略することができ、
ランニングコストの節減を果すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローシート、第２図は
流動層型限外濾過装置を示す垂直縦断面図、第３図およ
び第４図はそれぞれ従来技術を示すフローシートである
。 （１８）・・・流量調整バルブ、（２０）・・・ケーシ
ング、（２８）・・・堅型管状モジュール、（２９）・
・・絞り部、（３２）・・・球状体、（３３）・・・小
径固体粒子。 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性汚泥により排水を生物学的に処理する曝気槽
   の後流側に、汚泥と処理水を分離する限外濾過装置が設
   けられていることを特徴とする排水処理装置。
2. （２）限外濾過装置が、限外濾過膜よりなる堅型管状モ
   ジュールを備え、堅型管状モジュールに内蔵された固体
   粒子が、混合液の供給流量の調節によって流動開始速度
   以上でかつ粒子終末速度以下の範囲で流動化状態に維持
   される流動層型になされていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載の装置。