JP2000263093A

JP2000263093A - 排水処理装置

Info

Publication number: JP2000263093A
Application number: JP11068323A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yoshino; 正章吉野
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP4124902B2

Abstract

(57)【要約】【課題】余剰汚泥の発生量を低減できるとともに、リ
ンの除去も効率よく行うことができる排水処理装置を提
供する。【解決手段】排水処理設備１０で発生した余剰汚泥Ａ
を貯留して微生物の自己酸化作用により固形物量を減少
させるための汚泥濃縮消化槽１１と、該汚泥濃縮消化槽
１１内の汚泥を濃縮するための膜分離装置１２と、該膜
分離装置１２で分離した膜分離水Ｅ中のリンを除去する
脱リン装置１３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理装置に関
し、詳しくは、排水処理設備から発生する余剰汚泥の減
量化とリンの除去とを効率よく行うための排水処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】標準活
性汚泥法は、最も一般的な下水処理方法として普及して
いる。しかしながら、余剰汚泥の処分地の確保が年々困
難になってきていることから、排水処理設備から大量に
発生する余剰汚泥の処理・処分が緊急の課題となってい
る。さらに、近年は、小規模下水処理が中心になると予
想されており、建設費及び維持管理費の削減のため、汚
泥発生量の少ない処理方法が切望されている。このた
め、汚泥の嫌気性消化により汚泥を減量化することも行
われているが、メタンガスが発生したり、発生ガス中の
脱硫操作が必要であるなど、維持管理が煩雑であるとい
う問題があった。

【０００３】一方、従来の標準活性汚泥法は、下水中の
ＢＯＤ除去を主目的としており、リンの除去については
不十分なものとなっている。リンの除去方法としては、
凝集沈殿処理が知られているが、この方法は、余剰汚泥
が増加するという大きな問題がある。また、近年は、標
準活性汚泥法のエアレーションタンクに無酸素部を設け
る改造を行い、無酸素−好気状態で体内にポリリン酸塩
を蓄積するポリリン酸塩蓄積細菌を利用した生物脱リン
法も採用されている。しかし、この方法では、汚泥濃縮
工程及び汚泥の貯留時に汚泥からリン酸塩が放出される
ので、汚泥処理工程からの返流水中に高濃度のリンが溶
出し、これが水処理系に戻されることになり、処理場全
体で見たリン除去率は必ずしも良いとはいえない。

【０００４】そこで本発明は、排水処理設備における余
剰汚泥の発生量を低減できるとともに、リンの除去も効
率よく行うことができる排水処理装置を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排水処理装置は、排水処理設備で発生した
余剰汚泥を貯留して微生物の自己酸化作用により固形物
量を減少させるための汚泥濃縮消化槽と、該汚泥濃縮消
化槽内の汚泥を濃縮するための膜分離装置と、該膜分離
装置で分離した膜分離水を前記排水処理設備に戻す経路
とを備えていることを特徴とし、さらに、前記膜分離水
中のリンを除去する脱リン装置を備えていることを特徴
としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の排水処理装置の一
形態例を示す概略系統図であり、本発明の基本的な構成
を示すものである。すなわち、排水処理設備１０に、該
排水処理設備１０で発生する余剰汚泥を貯留して減量化
するための汚泥濃縮消化槽１１と、該汚泥濃縮消化槽１
１の汚泥を濃縮するための膜分離装置１２と、該膜分離
装置１２で分離した膜分離水中のリンを除去する脱リン
装置１３とを付設したものである。

【０００７】汚泥濃縮消化槽１１は、活性汚泥法等の排
水処理によって生成した余剰汚泥Ａを、膜分離装置１２
で高濃度、例えば３％程度に濃縮し、この濃縮された汚
泥を、ＤＯ，ＯＲＰ，水温，撹拌強度等の環境を概ね一
定とした状態に長時間保持することにより、微生物の自
己酸化作用で固形物量を減少させ、濃縮汚泥Ｂとするこ
とを主目的としている。

【０００８】すなわち、高濃度で安定した生活環境下で
はあるが、栄養源には乏しい環境にあるため、活性汚泥
中の微生物が自己酸化を行い、これによって汚泥量が減
少することになる。このとき、汚泥中の有機物は、微生
物の自己酸化により消費されて水や二酸化炭素等にな
り、リンは液中に放出される。したがって、メタン等が
発生することがなく、汚泥濃縮消化槽１１からの発生ガ
スに対して特別な処理を行う必要がないので、維持管理
も容易となる。

【０００９】なお、この汚泥濃縮消化槽１１には、通常
の曝気槽と同様の曝気装置や撹拌装置が設けられてお
り、これらを制御することにより、前記ＤＯやＯＲＰ等
を略一定に保つようにしている。また、寒冷地等では、
必要に応じて加温装置を設けておくことができる。

【００１０】膜分離装置１２は、汚泥濃縮消化槽１１内
の活性汚泥Ｃを取り込んで汚泥濃度が２〜５％程度にな
るように固液分離を行い、濃縮した汚泥Ｄを汚泥濃縮消
化槽１１内に戻すとともに、分離した水（膜分離水Ｅ）
を排水処理設備１０に戻すものである。このように、膜
分離装置１２で汚泥を濃縮することにより、汚泥濃縮消
化槽１１内の汚泥濃度を確実に高濃度に維持することが
でき、小容積の汚泥濃縮消化槽１１でも固形物の滞留時
間を長くとることができ、汚泥の減量化を効果的に行う
ことが可能となる。この膜分離装置１２の方式は任意で
あり、汚泥の濃縮を行うことができれば様々な形式のも
のを使用することができる。

【００１１】また、脱リン装置１３は、膜分離水Ｅを排
水処理設備１０に戻す経路の途中に必要に応じて設けら
れるものであるが、膜分離装置１２で分離した膜分離水
Ｅは、汚泥を構成していた有機物，Ｔ−Ｎ，Ｔ−Ｐを高
濃度で含んでいるため、この膜分離水Ｅに対して脱リン
操作を行うことにより、効果的な脱リン処理を行うこと
ができる。脱リン処理の方法は、膜分離水Ｅが高濃度の
リンを含み、浮遊性固形物がほとんどないことから、凝
集沈殿法，吸着法，ＭＡＰ法等、様々な方法を採用する
ことができる。しかも、凝集沈殿法では薬液量が少なく
てすみ、吸着法では吸着塔の閉塞が起こりにくく、ＭＡ
Ｐ法では固定されたリン化合物の再利用の点で有利とな
るなどの利点もある。

【００１２】脱リン装置１３で脱リン処理された膜分離
水（脱リン水Ｆ）は、リン及び固形物をほとんど含まな
い状態で排水処理設備１０の所定の位置に戻される。

【００１３】このように、排水処理設備１０に対して汚
泥濃縮消化槽１１と膜分離装置１２とからなる余剰汚泥
処理設備を設けることにより、排水処理設備１０で発生
した余剰汚泥Ａの固形物量を、例えば３０％程度にまで
減少させた濃縮汚泥Ｂとすることができ、その処分を容
易に行うことができる。また、膜分離水Ｅを排水処理設
備１０へ返送する経路にリン除去設備である脱リン装置
１３を設けることにより、膜分離水Ｅの特性を活かした
効果的な脱リン処理を行うことができる。

【００１４】図２は標準活性汚泥法の排水処理設備に本
発明を適用した一形態例を示す系統図である。標準活性
汚泥法を適用した排水処理設備は、沈砂池２１，除塵機
２２，最初沈殿池２３，エアレーションタンク２４，最
終沈殿池２５及び塩素混和池２６により形成されてお
り、沈砂池２１に流入した下水Ｇを所定の手順で処理
し、塩素混和池２６から処理水Ｈとして放流するもので
ある。

【００１５】このとき、沈砂池２１からは沈砂Ｊが、除
塵機２２からはしさＫが、最初沈殿池２３からは初沈汚
泥Ｌが、最終沈殿池２５からは余剰汚泥Ａがそれぞれ発
生する。なお、最終沈殿池２５から抜き取られた汚泥の
内の所定量は、返送汚泥Ｍとしてエアレーションタンク
２４の上端部に戻される。

【００１６】このような排水処理設備に、上述のような
汚泥濃縮消化槽１１，膜分離装置１２及び脱リン装置１
３を付設し、最終沈殿池２５からの余剰汚泥Ａ及び最初
沈殿池２３からの初沈汚泥Ｌを汚泥濃縮消化槽１１に貯
留して処理することにより、排水処理設備で生成した余
剰汚泥を、例えば３０％程度にまで減量化した濃縮汚泥
Ｂとして抜き出すことができる。

【００１７】また、膜分離装置１２で汚泥を濃縮した際
に発生する膜分離水Ｅに対して脱リン装置１３で脱リン
処理を行うことにより、効果的にリンを除去することが
できる。さらに、従来は、汚泥濃縮槽で分離した汚泥濃
縮槽脱離液を沈砂池２１に戻していたが、膜分離水Ｅ
（脱リン水Ｆ）は固形物をほとんど含まないので、これ
をエアレーションタンク２４に戻すことができるから、
沈砂池２１から最初沈殿池２３までの負担を軽減するこ
とができる。

【００１８】図３は、生物脱リン法の排水処理設備に本
発明を適用した一形態例を示す系統図である。なお、以
下の説明において、前記形態例の構成要素と同一の構成
要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。

【００１９】生物脱リン法は、上述の標準活性汚泥法が
リンの除去を十分に行えず、処理水Ｈ中に相当量のリン
が含まれたまま放流されることになるため、前述の標準
活性汚泥法におけるエアレーションタンク２４の流入部
を無酸素槽２４ａとし、後半部分を好気槽２４ｂとし、
これによってリンを除去するようにしたものである。す
なわち、微生物が嫌気−好気状態を経たときに、嫌気状
態でリンを放出した量以上のリンを好気状態で摂取する
現象を利用してリンを除去しようというものである。

【００２０】このような排水処理設備に上述の汚泥濃縮
消化槽１１，膜分離装置１２及び脱リン装置１３を付設
し、汚泥の減量化とリンの除去とを行うことにより、更
に効果的にリンの除去を行うことができる。例えば、従
来の生物脱リン法では、リンを過剰摂取した汚泥が濃縮
や脱水等の操作を経る間に再びリンを放出し、放出され
たリンが汚泥返流水に伴われて水処理系に返送されるた
め、結局は二次処理水中にリンが流出してしまうことに
なる。

【００２１】一方、本形態例に示すように、リンを過剰
摂取した汚泥の濃縮を膜分離装置１２で行うことによ
り、汚泥から放出されるリンを膜分離水Ｅに取り込むこ
とができるので、膜分離水Ｅ中には、前記標準活性汚泥
法における膜分離水よりも高濃度のリンが含まれること
になる。したがって、この膜分離水Ｅを脱リン装置１３
に導入して脱リン処理を行うことにより、前記無酸素槽
２４ａに戻されるリンの量が大幅に減少するので、二次
処理水中へのリンの流出を抑えることができる。

【００２２】図４は、処理槽として無酸素槽３１，嫌気
槽３２及び好気槽３３を連設し、好気槽３３から嫌気槽
３２へ活性汚泥の一部Ｎを返送することによって硝化脱
窒を行い、下水中に含まれる窒素成分も除去するように
した循環式硝化脱窒法の排水処理設備に本発明を適用し
た一形態例を示す系統図である。

【００２３】このような循環式硝化脱窒法の排水処理設
備においても、前記汚泥濃縮消化槽１１，膜分離装置１
２及び脱リン装置１３を付設することにより、既存設備
の大規模な改造を施すことなく、余剰汚泥の発生量を大
幅に減少できるとともに、窒素に加えてリンを効率よく
除去することができる。

【００２４】さらに、上記各形態例に示すような標準活
性汚泥法以外の処理方法、例えば、ステップエアレーシ
ョン法、オキシデーションディッチ法、長時間曝気法、
回分式活性汚泥法、回転円盤法、接触曝気法、好気ろ床
法等に上述の汚泥濃縮消化槽１１及び膜分離装置１２を
組み合わせることにより、余剰汚泥の大幅な減量化が図
れ、さらに、脱リン装置１３を加えることにより、リン
の除去も効果的に行うことができる。

【００２５】図５は、近年注目を集めている膜分離活性
汚泥法による排水処理設備に本発明を適用した一形態例
を示す系統図である。膜分離活性汚泥法は、前記同様の
沈砂池２１，除塵機２２で前処理した下水Ｇを、調整槽
４１を介して曝気槽４２に流入させ、曝気槽４２内の汚
泥を膜分離装置４３で固液分離し、膜分離水を処理水Ｈ
として放流するようにしている。なお、本形態例では、
膜分離装置４３を曝気槽４２内に設置した例を示してい
る。また、調整槽４１は、下水の流量変動が大きい場合
に必要に応じて設けられるものである。

【００２６】このような膜分離活性汚泥法の排水処理設
備においても、前記汚泥濃縮消化槽１１，膜分離装置１
２及び脱リン装置１３を付設することにより、設備から
出る汚泥量を大幅に減量化できるとともに、リンの除去
も効果的に行うことができる。

【００２７】また、曝気槽４２が間欠曝気を行う場合
は、曝気槽４２から汚泥濃縮消化槽１１への余剰汚泥Ａ
の引き抜きを好気運転時に行うようにすることにより、
リンを過剰摂取した汚泥を引き抜くことができるので、
リンをより効果的に除去することができる。

【００２８】図６は、膜分離活性汚泥法において生物学
的脱リンを行うため、図３に示した形態例と同様に、曝
気槽４２の流入部を無酸素槽４２ａとし、後半部分を好
気槽４２ｂとしたものに本発明を適用した例を示してい
る。また、本形態例では、膜分離装置４３を曝気槽４２
とは別に設置し、曝気槽４２から配管を通して汚泥Ｐを
引き抜き、固液分離後の返送汚泥Ｑを配管により流入部
４２ａに戻すようにしている。

【００２９】本形態例においても、好気槽４２ｂ部分か
ら汚泥濃縮消化槽１１に余剰汚泥Ａを引き抜き、膜分離
装置１２で汚泥を濃縮して汚泥濃縮消化槽１１での微生
物の自己酸化により汚泥を減量化することにより、汚泥
の固形物量を大幅に減少させることができる。また、前
記同様に、生物学的脱リンとの組み合わせにより、脱リ
ン装置１３でのリンの除去も効率よく行うことができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の排水処理
装置によれば、排水処理設備で生成する余剰汚泥を効率
よく減量化することができるとともに、リンの除去も効
率よく行うことができる。また、既存の排水処理設備に
も容易に適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水処理装置の一形態例を示す概略
系統図である。

【図２】標準活性汚泥法の排水処理設備に本発明を適
用した一形態例を示す系統図である。

【図３】生物脱リン法の排水処理設備に本発明を適用
した一形態例を示す系統図である。

【図４】循環式硝化脱窒法の排水処理設備に本発明を
適用した一形態例を示す系統図である。

【図５】膜分離活性汚泥法による排水処理設備に本発
明を適用した一形態例を示す系統図である。

【図６】膜分離活性汚泥法において生物学的脱リンを
行う排水処理設備に本発明を適用した一形態例を示す系
統図である。

【符号の説明】

１０…排水処理設備、１１…汚泥濃縮消化槽、１２…膜
分離装置、１３…脱リン装置、２１…沈砂池、２２…除
塵機、２３…最初沈殿池、２４…エアレーションタン
ク、２４ａ…無酸素槽、２４ｂ…好気槽、２５…最終沈
殿池、２６…塩素混和池、３１…無酸素槽、３２…嫌気
槽、３３…好気槽、４１…調整槽、４２…曝気槽、４２
ａ…無酸素槽、４２ｂ…好気槽、４３…膜分離装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水処理設備で発生した余剰汚泥を貯留
して微生物の自己酸化作用により固形物量を減少させる
ための汚泥濃縮消化槽と、該汚泥濃縮消化槽内の汚泥を
濃縮するための膜分離装置と、該膜分離装置で分離した
膜分離水を前記排水処理設備に戻す経路とを備えている
ことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】前記膜分離水中のリンを除去する脱リン
装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の排水
処理装置。