JP2000350996A - 汚水の処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンを効率的に利用することにより、処理
水水質を高めると共に、膜洗浄コストの低減を図った汚
水の処理方法および処理装置を提供する。 【解決手段】 汚水を生物学的に処理した後、ろ布ろ過
装置による固液分離処理を行い、該ろ布ろ過装置からの
透過液に対して凝集剤を添加した後、沈降分離槽におい
て沈降分離を行い、更に膜ろ過装置によって固液分離処
理を行う汚水の処理方法において、沈降分離槽と膜ろ過
装置への循環槽または膜供給槽との中間において、オゾ
ンの注入処理を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、し尿、浄化槽汚
泥、ごみ埋立地からの浸出水、それらの混合物などの汚
水の処理方法および処理装置に関し、コスト低減効果の
大きいＳＳ成分の除去ならびに難分解性ＣＯＤ成分およ
び色度成分等の除去に適した汚水の処理方法および処理
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、し尿あるいは浄化槽汚泥等のし尿
系汚水の処理方法として膜分離式高負荷脱窒素処理法と
呼ばれる技術（例えば特公昭６３−２８０００）が用い
られる場合がある。図７に、従来の膜分離式高負荷脱窒
素処理プロセスにおける一般的な処理フローを示す。同
図を参照して、その処理フローについて説明する。

【０００３】図７における汚水の処理装置は、脱窒素槽
２および硝化槽３よりなる生物学的硝化脱窒素処理装
置、膜ろ過装置３４、凝集槽７、沈降分離槽８、循環槽
１１、膜ろ過装置１４および活性炭吸着塔１７より構成
されている。まず、汚水１は無希釈のまま、あるいは適
当な希釈倍率に希釈された状態で脱窒素槽２に流入し、
脱窒素槽２および硝化槽３の間を循環して嫌気的に硝化
脱窒素処理される。硝化脱窒素処理された汚水は膜ろ過
装置３４により固液分離され、膜ろ過装置３４を透過し
た生物処理水５は凝集槽７に移送される。凝集槽７にお
いては、生物処理水５に硫酸アルミニウム、塩化第二鉄
あるいはポリ鉄等のような無機系凝集剤６を添加して、
リン酸イオンおよびＣＯＤを含むＳＳ分を凝集させる。
その凝集フロックは沈降分離槽８において沈降汚泥と上
澄液とに分離され、上澄液は循環槽１１へと移送され
る。一方、沈降汚泥は汚泥処理工程へ移送され、脱水処
理後に焼却処分される。循環槽１１に移送された上澄液
は、循環槽１１から膜ろ過装置１４へと供給されて固液
分離される。ここで得られた膜ろ過水１５は、活性炭を
充填した活性炭吸着塔１７へ移送して、ＣＯＤ成分およ
び色度成分を吸着除去する。処理された処理水は、放流
水１８として系外に放流される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の膜
分離式高負荷脱窒素処理プロセスでは、以下のような問
題があった。

【０００５】膜ろ過装置３４に供給される生物処理水
中には多量の難分解性ＣＯＤ成分及び色度成分等の有機
性物質が残留しているため、膜ろ過装置３４において有
機性物質に由来する膜のファウリング現象が見られ、比
較的短期に目詰まりを起こす欠点がある。また、この目
詰まりを解消するために頻繁に酸またはアルカリによる
薬品洗浄を行う必要がある。従って、薬品洗浄操作のた
めの費用や労力がかかりコスト高につながるという問題
がある。

【０００６】膜ろ過装置１４に供給される汚水中には
多量の難分解性ＣＯＤ成分及び色度成分等の有機性物質
が残留しているため、膜ろ過装置１４において有機性物
質に由来する膜のファウリング現象が見られ、比較的短
期に目詰まりを起こす欠点がある。また、この目詰まり
を解消するために頻繁に酸またはアルカリによる薬品洗
浄を行う必要がある。従って、薬品洗浄操作のための費
用や労力がかかりコスト高につながるという問題があ
る。

【０００７】活性炭吸着塔１７において処理して得ら
れた放流水のＣＯＤが、通常１０〜１５ｍｇ／Ｌ以下で
ある放流水質基準を越えると、活性炭を再生処理しなけ
ればならず、その再生頻度が多く、維持管理が煩雑で処
理コストが高価である。

【０００８】本発明は、上記のような問題点を克服すべ
く、鋭意研究の結果完成されたものであって、オゾンを
効率的に利用することにより、処理水水質を高めると共
に、膜洗浄コストの低減を図った汚水の処理方法および
効率良くその方法を適用できる処理装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、汚水を生物学
的に処理した後、ろ布ろ過装置による固液分離処理を行
い、該ろ布ろ過装置からの透過液に対して凝集剤を添加
した後、沈降分離槽において沈降分離を行い、更に膜ろ
過装置によって固液分離処理を行う汚水の処理方法にお
いて、沈降分離槽と膜ろ過装置への循環槽または膜供給
槽との中間において、オゾンの注入処理を行うことを特
徴とする汚水の処理方法である。

【００１０】また、本発明は、前記膜ろ過装置の後に更
にオゾン接触槽を設けて、該オゾン接触槽に前記膜ろ過
装置からのろ過水を供給し、前記オゾン接触槽にオゾン
を再注入して処理することを特徴とする汚水の処理方法
である。

【００１１】また、本発明は、前記膜ろ過装置において
用いる膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜であることを特
徴とする汚水の処理方法である。

【００１２】また、本発明は、膜ろ過装置の膜ろ過出口
に設置したオゾン検出器によって、膜ろ過水中の残留オ
ゾン濃度が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となるよう
に、前記オゾン注入量を調整することを特徴とする汚水
の処理方法である。

【００１３】さらに、本発明は、前記オゾン注入量の調
整が、膜ろ過装置の膜ろ過出口に設置したオゾン検出器
により連続的に膜ろ過水の残留オゾン濃度を測定し、前
記膜ろ過水中の残留オゾン濃度が０．０１〜１０ｍｇ／
Ｌの範囲内となるように、前記残留オゾン濃度の測定値
に基づいて、前記オゾン注入量をフィードバック制御
し、前記残留オゾン濃度を前記範囲内に調整することを
特徴とする汚水の処理方法である。

【００１４】さらに、本発明は、前記沈降分離槽と膜ろ
過装置への循環槽または膜供給槽とを連結する配管に、
オゾンを直接インライン注入することを特徴とする汚水
の処理方法である。

【００１５】さらに、本発明は、膜ろ過装置への循環槽
または膜供給槽にオゾンを注入することを特徴とする汚
水の処理方法である。

【００１６】さらに、本発明は、前記沈降分離槽と膜ろ
過装置への循環槽または膜供給槽との中間にオゾン溶解
槽を設置して、前記オゾン溶解槽にオゾンを注入するこ
とを特徴とする汚水の処理方法である。

【００１７】さらに、本発明は、汚水を生物学的に処理
した後、ろ布ろ過装置による固液分離処理を行い、該ろ
布ろ過装置からの透過液に対して凝集剤を添加した後、
沈降分離槽において沈降分離を行い、膜ろ過装置によっ
て固液分離処理を行う汚水の処理装置において、前記沈
降分離槽と膜ろ過膜装置への循環槽または膜供給槽との
中間においてオゾンを注入するオゾン注入設備と、膜ろ
過装置の膜ろ過出口に設置した膜ろ過水中の残留オゾン
濃度を計測するオゾン検出器と、前記オゾン検出器によ
って膜ろ過水中の残留オゾン濃度を測定し、その計測値
に基づいて、前記オゾン注入設備を操作して、オゾン注
入量を調整し、膜ろ過水中の残留オゾン濃度を所定範囲
内とするように制御する制御手段とを配備することを特
徴とする汚水の処理装置である。

【００１８】さらに、本発明は、前記膜ろ過装置からの
ろ過水を更にオゾン処理するために、前記膜ろ過装置の
後に、更にオゾン接触槽を設けることを特徴とする汚水
の処理装置である。

【００１９】さらに、本発明は、前記膜ろ過装置が精密
ろ過膜装置または限外ろ過膜装置であることを特徴とす
る汚水の処理装置である。

【００２０】さらに、本発明は、前記沈降分離槽と膜ろ
過装置の循環槽または膜供給槽とを連結する配管にオゾ
ンを直接インライン注入するようにしたことを特徴とす
る汚水の処理装置である。

【００２１】さらに、本発明は、膜ろ過装置への循環槽
または膜供給槽にオゾンを注入するようにしたことを特
徴とする汚水の処理装置である。

【００２２】さらに、本発明は、前記沈降分離槽と膜ろ
過装置への循環槽または膜供給槽との中間にオゾン溶解
槽を設置して、前記オゾン溶解槽にオゾンを注入するよ
うにしたことを特徴とする汚水の処理装置である。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に基づく汚水処理装置の一
例を図１に示した。

【００２４】図１に示したように、本発明に基づく汚水
の処理方法および装置は、脱窒素槽２および硝化槽３よ
りなる生物学的硝化脱窒素処理装置、ろ布ろ過装置４、
凝集槽７、沈降分離槽８、循環槽１１、膜ろ過装置１
４、オゾン発生器１０、排オゾンガス処理設備１３、オ
ゾン検出器１６および活性炭吸着塔１７より構成されて
いる。まず、汚水１は無希釈のまま、あるいは適当な希
釈倍率に希釈された状態で脱窒素槽２に流入し、脱窒素
槽２および硝化槽３の間を循環して嫌気的に硝化脱窒素
処理される。硝化脱窒素処理された汚水はろ布ろ過装置
４により固液分離され、該ろ布ろ過装置４を透過した生
物処理水５は凝集槽７に移送される。凝集槽７において
は、生物処理水５に硫酸アルミニウム、塩化第二鉄ある
いはポリ鉄等のような無機系凝集剤６を添加して、リン
酸イオンおよびＣＯＤを含むＳＳ分を凝集させる。その
凝集フロックを沈降分離槽８において沈降汚泥と上澄液
とに分離し、沈降汚泥は汚泥処理工程へ移送されて、脱
水処理後に焼却処分される。一方、上澄液には、オゾン
発生器１０からオゾン９がインラインで直接注入され、
オゾンが溶解した被処理水は循環槽１１へ送り込まれ
る。このオゾンを溶解させた被処理水は、循環槽１１か
ら膜ろ過装置１４へと供給されて固液分離される。膜ろ
過装置１４を透過したろ過水１５は、活性炭を充填した
活性炭吸着塔１７へ移送され、汚染物質は吸着により除
去される。その後、汚染物質を吸着除去された処理水
は、放流水１８として系外に放流される。

【００２５】なお、膜ろ過水１５が活性炭吸着塔１７に
送り込まれる過程で、膜ろ過水中の残留オゾン濃度がオ
ゾン検出器１６で検出される。そのオゾン濃度の計測値
に基づいて、オゾン発生器１０からのオゾン供給量が制
御される。また、循環槽１１から排出される排オゾンガ
ス１２は、排オゾンガス処理設備１３で処理される。膜
ろ過装置１４からの循環水は、循環ラインを通して循環
槽１１に返送される。更に、以下の実施形態においても
同様であるが、オゾン検出器１６は、溶存オゾン濃度検
知器であってもよい。

【００２６】本実施形態では、オゾン検出器１６によっ
て、膜ろ過水中の残留オゾン濃度が常時計測されてお
り、残留オゾン濃度が、０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲
内となるように、オゾン発生器１０から直接インライン
注入されるオゾン注入量がオゾン発生器の印加電圧やバ
ルブの開閉操作等によって調整されている。例えば、Ｃ
ＰＵ（中央処理装置）等による制御手段によって膜ろ過
水中の残留オゾン濃度を算出し、インライン注入される
オゾン注入量をフィードバック制御している。

【００２７】本発明に基づく汚水処理装置の他の一例を
図２に示した。

【００２８】図２に示したように、この実施形態では、
オゾン発生器１０からのオゾン９が、循環槽１１へ送り
込まれる被処理水に注入されるのではなく、循環槽１１
に注入され、循環槽１１においてオゾン酸化反応が行わ
れる。それ以外は、図１の実施形態と同じである。

【００２９】本発明に基づく汚水処理装置の他の一例を
図３に示した。

【００３０】図３の実施形態においては、沈降分離槽８
と循環槽１１との間に、オゾン溶解槽１９が設けられて
おり、オゾン発生器１０からのオゾン９はこのオゾン溶
解槽１９に注入される。それ以外は、図１に示した実施
形態と同じである。即ち、沈降分離槽８までの工程を図
１で説明したのと同様に行った後、沈降分離槽８からの
上澄液はオゾン溶解槽１９に供給される。また、オゾン
発生器１０からはオゾン９がオゾン溶解槽１９に注入さ
れ、オゾンが溶解した被処理水は循環槽１１へ送り込ま
れる。循環槽１１は、オゾンが溶解された処理水を膜ろ
過装置１４へ供給する。膜ろ過装置１４を透過した膜ろ
過水１５は、活性炭を充填した活性炭吸着塔１７へ移送
され、処理された処理水は放流水１８として系外に放流
される。膜ろ過水１５が活性炭吸着塔１７に送り込まれ
る過程で、膜ろ過水中の残留オゾン濃度がオゾン検出器
１６で検出され、そのオゾン濃度の計測値に基づいて、
オゾン発生器１０からオゾン溶解槽１９へのオゾン供給
量が制御されている。また、オゾン溶解槽１９から排出
される排オゾンガス２０および循環槽１１から排出され
る排オゾンガス１２は、排オゾンガス処理設備１３で処
理される。膜ろ過装置１４からの循環水は、循環ライン
を通して循環槽１１に返送される。

【００３１】次に、本発明におけるオゾン溶解槽１９に
ついて説明する。オゾン溶解槽１９の目的は、膜ろ過装
置１４のろ過速度を高く維持するために、膜供給水にオ
ゾンを溶解させるためのものである。オゾン発生器１０
からオゾン９がオゾン溶解槽１９に注入し、膜ろ過装置
１４により得られた膜ろ過水１５に残留する残留オゾン
量は、膜ろ過装置１４のろ過速度を高く維持するため
に、０．０１〜１０ｍｇ／Ｌとし、望ましくは、０．１
〜３ｍｇ／Ｌとするとよい。膜ろ過水中の残留オゾン濃
度が、１０ｍｇ／Ｌより高くなると、膜ろ過装置１４の
ろ過膜として耐オゾン性の膜素材を用いても、長期的に
はオゾンとの反応により膜劣化が起こる恐れがあるが、
膜モジュールの交換時期を考え合わせると、１０ｍｇ／
Ｌまでは許容される。また、残留オゾン濃度が１０ｍｇ
／Ｌより多くなると、副生成物量も多くなるという問題
がある。以上のことから、膜ろ過水中の残留オゾン濃度
は、０．０１〜１０ｍｇ／Ｌとし、望ましくは、０．１
〜３ｍｇ／Ｌとするとよい。また、オゾン溶解槽１９の
装置形式は、Ｕチューブ式、ディフューザ式、インジェ
クタ式、エジェクタ式、下降注入式注入等のどの形式で
も可能である。また、オゾン溶解槽１９もしくは循環槽
１１から排出される排オゾンガスは、排オゾンガス処理
設備１３に導入されて処理される。排オゾンガス処理設
備１３の形式は、活性炭式、熱分解式、触媒式等どの形
式でも問題はない。

【００３２】ここで、本発明における汚水を生物学的に
処理した後のろ布ろ過装置４について説明する。使用さ
れるろ布は濁質成分等を除去することのできるろ布であ
り、通気度１〜２，０００ｍＬ／ｃｍ² ／分のろ布が用
いられる。ろ布ろ過装置形式としては、加圧打込み式、
加圧圧搾式、ろ布走行式、ろ布ろ過ドラム式等を用いる
ことができ、ろ布ろ過への通水方式は、外圧型および内
圧型のいずれの方式を用いても問題ない。ろ布ろ過装置
においては、濁質分がろ布表面上に堆積したケーキを用
いてろ過されるため、得られるろ過液のＳＳ濃度は、従
来の技術である膜ろ過装置で得られる濃度と同等程度の
０．１ｍｇ／Ｌ以下とすることができる。また過大な加
圧ポンプおよび高価な膜を用いる必要がなく、膜ろ過装
置よりもコスト的に安価である。

【００３３】さらに、本発明における膜ろ過装置１４に
ついて説明する。膜ろ過装置は、膜供給水にオゾンが溶
解された状態で膜ろ過することにより、常にオゾンによ
る前処理が行われている状態で膜ろ過するために、生物
ファウリングによる膜の目詰まりを防止することができ
る。かつ高い透過流束を得ることができる。使用される
膜として、濁質成分および細菌類を除去することのでき
る膜であり、精密ろ過膜または限外ろ過膜が用いられ
る。精密ろ過膜の場合は、公称孔径０．０１〜０．５μ
ｍのものが用いられ、限外ろ過膜の場合は、分画分子量
１，０００〜２０万ダルトンのものが用いられる。そし
て、膜モジュールの形式は、中空糸状、スパイラル状、
チューブラ状、平膜状が用いられる。膜素材およびポッ
ティング部は、高濃度のオゾンと接触するために、耐オ
ゾン性の素材を使うことが望ましい。膜素材について
は、フッ化ビニリデン重合体樹脂等の耐オゾン性の有機
樹脂またはセラミック等の無機材料を用いることができ
る。また、膜モジュールのろ過方式は、全量ろ過方式と
クロスフローろ過方式があり、いずれのろ過方式でもか
まわない。また、膜ろ過への通水方式は、外圧型と内圧
型があり、どちらの通水方式でも問題ない。

【００３４】次に、本発明におけるオゾンの注入制御に
ついて説明する。本実施形態では、膜ろ過水中の残留オ
ゾン濃度をオゾン検出器１６で計測して、オゾン発生器
１０を操作してオゾン注入量を制御する方法である。オ
ゾン発生器１０により発生したオゾン９は、配管に直接
インライン注入もしくは循環槽１１もしくはオゾン溶解
槽１９に供給されるが、オゾン発生器の印加電圧や、各
供給配管に設けたバルブ（図示なし）の開度を調整する
ことによって、調整することができる。オゾン濃度の注
入制御は、膜供給水のオゾン濃度を制御目的値にしても
良いが、この場合、膜ろ過における短時間でも膜表面の
目詰まり物質とオゾンとが反応してオゾンが消費される
場合があるため、予めこれを考慮しておく必要があり、
好ましくは、膜ろ過水中の残留オゾン濃度を制御目的値
とすることが望ましい。

【００３５】なお、オゾンの注入率は、膜ろ過水中の残
留オゾン濃度によりフィードバックされて決定される。
沈降分離槽８において得られた上澄液のオゾン要求量に
変動がある場合は、膜ろ過水中の残留オゾン濃度を溶存
オゾン濃度検出器で測定して、オゾン注入率のフィード
バック制御を行うこともできる。むろん、オゾン検出器
１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）を用いたものであって
もよい。

【００３６】本発明では、上記の実施の形態に加えて、
膜ろ過装置１４の後に更にオゾン接触槽を設け、該オゾ
ン接触槽に膜ろ過装置からのろ過水を供給し、このオゾ
ン接触槽にオゾンを再注入して処理する態様も可能であ
る。以下、この態様について説明する。

【００３７】図４に示した実施形態において、本発明に
基づく汚水の処理装置は、脱窒素槽２および硝化槽３よ
りなる生物学的硝化脱窒素処理装置、ろ布ろ過装置４、
凝集槽７、沈降分離槽８、循環槽１１、膜ろ過装置１
４、オゾン接触槽３０、オゾン発生器１０、排オゾンガ
ス処理設備１３、オゾン検出器１６、および活性炭吸着
塔１７より構成されている。即ち、オゾン接触槽３０が
付加されている点において、図１の態様とは異なってい
る。

【００３８】まず、図１の態様と同様に、汚水１は無希
釈のまま、あるいは適当な希釈倍率に希釈された状態で
脱窒素槽２に流入し、脱窒素槽２および硝化槽３の間を
循環して嫌気的に硝化脱窒素処理される。硝化脱窒素処
理された汚水はろ布ろ過装置４により固液分離され、生
物処理水５は凝集槽７に移送される。凝集槽７において
生物処理水５に硫酸アルミニウム、塩化第二鉄あるいは
ポリ鉄等のような無機系凝集剤６を添加してリン酸イオ
ンおよびＣＯＤを含むＳＳ分を凝集させる。その凝集フ
ロックを沈降分離槽８において沈降汚泥と上澄液とに分
離し、沈降汚泥は汚泥処理工程へ移送され、脱水処理後
焼却処分される。一方、上澄液は、オゾン発生器１０か
らオゾン９が直接インラインで注入され、オゾンが溶解
した被処理水は循環槽１１へ送り込まれる。循環槽１１
は、被処理水を膜ろ過装置１４へ供給し、膜ろ過装置１
４を透過した膜ろ過水１５は、オゾン接触槽３０に送り
込まれる。オゾン接触槽３０では、オゾン発生器１０か
ら必要量のオゾン３１が供給されて、膜ろ過水１５とオ
ゾン３１とが接触している。膜ろ過水１５は、膜ろ過装
置１４からオゾン接触槽３０に送り込まれる過程で、膜
ろ過水中の残留オゾン濃度がオゾン検出器１６で検出さ
れ、そのオゾン濃度の計測値に基づいてオゾン発生器１
０から直接インライン注入されるオゾン９の供給量が制
御されている。オゾン接触槽３０において十分にオゾン
と接触したオゾン処理水３３は、活性炭を充填した活性
炭吸着塔１７へ移送され、処理された処理水は放流水１
８として系外に放流される。また、循環槽１１から排出
される排オゾンガス１２およびオゾン接触槽３０から排
出される排オゾンガス３２は、排オゾンガス処理設備１
３で処理される。膜ろ過装置１４からの循環水は、循環
ラインを通して循環槽１１に返送される。なお、以下の
実施形態においても同様であるが、オゾン検出器１６
は、溶存オゾン濃度検知器であってもよい。

【００３９】本実施形態では、オゾン検出器１６によっ
て、膜ろ過水中の残留オゾン濃度が常時計測されてお
り、残留オゾン濃度が、０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲
内となるように、オゾン発生器１０から直接インライン
注入されるオゾン注入量がオゾン発生器の印加電圧やバ
ルブの開閉操作等によって調整されている。例えば、Ｃ
ＰＵ（中央処理装置）等による制御手段によって、膜ろ
過水中の残留オゾン濃度を算出して、インライン注入さ
れるオゾン注入量をフィードバック制御している。

【００４０】本発明に基づく汚水処理装置の他の一例を
図５に示した。

【００４１】図５に示したように、この実施形態におけ
る汚水の処理方法および装置は、図２の実施形態と同様
に、オゾン発生器１０からのオゾン９が、図１の実施形
態のように循環槽１１へ送り込まれる被処理水に注入さ
れるのではなく、循環槽１１に注入され、循環槽１１に
おいてオゾン酸化反応を行う。それ以外は、図４の実施
形態と同じである。

【００４２】本発明に基づく汚水処理装置の他の一例を
第６図に示した。

【００４３】図６の実施形態においては、沈降分離槽８
と循環槽１１との間に、オゾン溶解槽１９が設けられて
おり、オゾン発生器１０からのオゾン９はこのオゾン溶
解槽１９に注入される。それ以外は、図４に示した実施
形態と同じである。即ち、沈降分離槽８からの上澄液は
オゾン溶解槽１９に供給され、オゾン発生器１０からオ
ゾン９がオゾン溶解槽１９に注入され、オゾンが溶解し
た被処理水は、循環槽１１へ送り込まれる。次いで、処
理液は循環槽１１から膜ろ過装置１４へ供給され、膜ろ
過装置１４を透過した膜ろ過水１５は、オゾン接触槽３
０に送り込まれる。オゾン接触槽３０には、オゾン発生
器１０から必要量のオゾン３１が供給されて、膜ろ過水
１５とオゾン３１とが接触している。膜ろ過水１５は、
膜ろ過装置１４からオゾン接触槽３０が活性炭吸着塔１
７に送り込まれる過程で、膜ろ過水中の残留オゾン濃度
がオゾン検出器１６で検出され、そのオゾン濃度の計測
値に基づいてオゾン発生器１０からオゾン溶解槽１９へ
供給されるオゾン９の供給量が制御されている。オゾン
接触槽３０において十分にオゾンと接触したオゾン処理
液３３は、活性炭を充填した活性炭吸着塔１７へ移送さ
れ、処理された処理水は放流水１８として系外に放流さ
れる。また、オゾン溶解槽１９から排出される排オゾン
ガス２０、循環槽１１から排出される排オゾンガス１２
およびオゾン接触槽３０から排出される排オゾンガス３
２は、排オゾンガス処理設備１３で処理される。膜ろ過
装置１４からの循環水は、循環ラインを通して循環槽１
１に返送される。

【００４４】本発明におけるオゾン溶解槽１９、生物学
的に処理した後のろ布ろ過装置４、膜ろ過装置１４につ
いては、図３の例において既に説明した通りである。

【００４５】次に、本発明におけるオゾンの注入制御に
ついて説明する。本実施形態では、膜ろ過水中の残留オ
ゾン濃度をオゾン検出器１６で計測して、オゾン発生器
１０を操作してオゾン注入量を制御する方法である。オ
ゾン発生器１０により発生したオゾン９は、配管に直接
インライン注入もしくは循環槽１１もしくはオゾン溶解
槽１９に供給されるとともに、オゾン発生器１０により
発生したオゾン３１は、オゾン接触槽３０に供給される
が、オゾン発生器の印加電圧や、各供給配管に設けたバ
ルブ（図示なし）の開度を調整することによって、調整
することができる。オゾン濃度の注入制御は、膜供給水
のオゾン濃度を制御目的値にしても良いが、この場合、
膜ろ過における短時間でも膜表面の目詰まり物質とオゾ
ンとが反応してオゾンが消費される場合があるため、予
めこれを考慮しておく必要があり、好ましくは、膜ろ過
水中の残留オゾン濃度を制御目的値とすることが望まし
い。

【００４６】なお、オゾンの注入率は、膜ろ過水中の残
留オゾン濃度によりフィードバックされて決定される。
なお、沈降分離槽８において得られた上澄液のオゾン要
求量に変動がある場合は、膜ろ過水中の残留オゾン濃度
を溶存オゾン濃度検出器で測定して、オゾン注入率のフ
ィードバック制御を行うこともできる。むろん、オゾン
検出器１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）を用いたもので
あってもよい。

【００４７】次に、本発明におけるオゾン接触槽３０に
ついて説明する。図６の実施形態では膜ろ過装置１４の
後段にオゾン接触槽３０が設けられている。このような
膜ろ過装置の後段にオゾン接触槽を設けることにより、
膜ろ過水中の残留オゾン濃度によって、オゾン接触槽へ
のオゾン注入率を調整することができ、有機物質のオゾ
ン処理を十分に行うことが可能である。この膜ろ過装置
１４の後段に設けたオゾン接触槽３０の目的は、有機
物とのオゾン反応に必要な接触時間を確保すること、
オゾンを再注入して、オゾン反応に必要なオゾンを補充
することにある。また、オゾン接触槽３０の装置形式
は、Ｕチューブ式、ディフューザ式、インジェクタ式、
下降注入等のどの形式でも可能である。しかし、オゾン
を注入した膜ろ過水に対して、オゾンを溶解させてお
り、高濃度のオゾンを溶解させる必要はない。装置形式
は、接触時間を十分に確保することができるディフュー
ザ式が好ましい。なお、オゾン接触槽３０においても排
ガスが発生するため、排オゾンガスは排オゾンガス処理
設備１３に導入されて処理される。排オゾンガス処理設
備１３の形式は、活性炭式、熱分解式、触媒式等どの形
式でもかまわない。

【００４８】

【実施例】以下、本発明に基づく汚水の処理方法および
処理装置の実施例について説明する。なお、以下の実施
例により、本発明に限定を加えるものではない。

【００４９】（実施例１）図７に示した従来法フローに
基づく実験装置（処理量１００Ｌ／日）において、膜ろ
過装置３４の部分に、分画分子量２０，０００ダルトン
のポリアクリロニトリル重合体製限外ろ過膜（総面積
０．２ｍ²の平膜、設定フラックス０．５ｍ³／ｍ²／
日）を適用し、膜ろ過装置１４の部分に、空気逆洗型
の、公称孔径０．２μｍのポリプロピレン製精密ろ過膜
（総面積０．１ｍ²の中空糸膜、設定フラックス１．０
ｍ³／ｍ²／日）を適用して、し尿および浄化槽汚泥の混
合液の処理実験を行った。

【００５０】図７に示した従来法における限外ろ過平膜
３４の部分までの運転より開始し、約１ヶ月間の馴致期
間を経て、生物処理工程が安定してから、その後の凝集
沈殿装置および精密ろ過中空糸膜１４までの運転実験を
開始した。凝集沈殿処理においてポリ鉄を鉄換算で５０
０ｍｇ／Ｌ添加した。本実験における、主な工程ごとの
水質データは、表１に示した通りであった。

【００５１】

【表１】

【００５２】ここで、し尿系汚水１は、し尿および浄化
槽汚泥を目開き１ｍｍ程度の細目スクリーンで除渣した
後の混合液である。しかしながら、精密ろ過中空糸膜１
４への通水を開始して１週間後には該膜の膜間差圧が１
００ｋＰａを越えたため、該膜への通水を中断し、該膜
に対して硫酸および水酸化ナトリウム溶液による薬品洗
浄を実施した。薬品洗浄の終了した精密ろ過中空糸膜１
４を用いて、再び一連の実験を開始したものの、通水を
再開して１週間後には膜間差圧が１００ｋＰａを越え
た。

【００５３】そこで、実験装置を、図３に示したような
フローに改造した。なお、ここで、ろ布ろ過装置４の部
分に、通気度２００ｍＬ／ｃｍ² ／分のポリエステル製
フェルトろ布（総面積０．００５ｍ² 、設定フラックス
２０ｍ³ ／ｍ² ／日）を適用し、膜ろ過装置１４の部分
に、公称孔径０．２μｍのフッ化ビニリデン重合体樹脂
製精密ろ過膜（総面積０．０３ｍ²の中空糸膜、設定フ
ラックス３．３ｍ³／ｍ ²／日）を適用した。ディフュー
ザ形式のオゾン溶解槽１９における滞留時間を１０分と
し、膜ろ過水中の残留オゾン濃度が、０．１〜３ｍｇ／
Ｌとなるようにオゾン溶解槽１９にオゾンを注入して、
膜ろ過処理を行った。一連の通水実験を行った結果、精
密ろ過中空糸膜１４における膜間差圧が１００ｋＰａを
越えたのは、通水を開始して５ヶ月後であった。従っ
て、本発明方法および装置を用いることにより、精密ろ
過中窒糸膜１４の薬品洗浄頻度を大幅に低減できること
がわかった。なお、この実験期間中の、主な工程ごとの
水質データは、表２に示した通りである。

【００５４】

【表２】

【００５５】従来の方法および装置による実験での水質
データ（表１）と比べると、し尿系汚水の水質に大きな
差があるとは見られなかったが、本発明方法および装置
を用いた場合の膜ろ過水のＣＯＤおよび色度は、従来方
法および装置を用いた場合の膜ろ過水のＣＯＤおよび色
度より低くなっており、本発明方法および装置によっ
て、生物処理水中に含まれていたＣＯＤ成分および色度
成分が良好に処理されていたことがわかった。

【００５６】（実施例２）図７に示した従来法フローに
基づく実験装置（処理量１００Ｌ／日）において、膜ろ
過装置３４の部分に、分画分子量２０，０００ダルトン
のポリアクリロニトリル重合体製限外ろ過膜（総面積
０．２ｍ²の平膜、設定フラックス０．５ｍ³／ｍ²／
日）を適用し、膜ろ過装置１４の部分に、空気逆洗型
の、公称孔径０．２μｍのポリプロピレン製精密ろ過膜
（総面積０．１ｍ²の中空糸膜、設定フラックス１．０
ｍ³／ｍ²／日）を適用して、し尿および浄化槽汚泥の混
合液の処理実験を行った。

【００５７】図７に示した従来法における限外ろ過平膜
３４の部分までの運転より開始し、約１ヶ月間の馴致期
間を経て、生物処理工程が安定してから、その後の凝集
沈殿装置および精密ろ過中空糸膜１４までの運転実験を
開始した。凝集沈殿処理においてポリ鉄を鉄換算で６０
０ｍｇ／Ｌ添加した。本実験における、主な工程ごとの
水質データは、表３に示した通りであった。

【００５８】

【表３】

【００５９】ここで、し尿系汚水１は、し尿および浄化
槽汚泥を目開き１ｍｍ程度の細目スクリーンで除渣した
後の混合液である。しかしながら、精密ろ過中空糸膜１
４への通水を開始して１週間後には該膜の膜間差圧が１
００ｋＰａを越えたため、該膜への通水を中断し、該膜
に対して硫酸および水酸化ナトリウム溶液による薬品洗
浄を実施した。薬品洗浄の終了した精密ろ過中空糸膜１
４を用いて、再び一連の実験を開始したものの、通水を
再開して１週間後には膜間差圧が１００ｋＰａを越え
た。

【００６０】そこで、実験装置を、図６に示したような
フローに改造した。なお、ここで、ろ布ろ過装置４の部
分に、通気度２００ｍＬ／ｃｍ² ／分のポリエステル製
フェルトろ布（総面積０．００５ｍ² 、設定フラックス
２０ｍ³ ／ｍ² ／日）を適用し、膜ろ過装置１４の部分
に、公称孔径０．２μｍのフッ化ビニリデン重合体樹脂
製精密ろ過膜（総面積０．０３ｍ²の中空糸膜、設定フ
ラックス３．３ｍ³／ｍ ²／日）を適用した。ディフュー
ザ形式のオゾン溶解槽１９における滞留時間を６分と
し、膜ろ過水中の残留オゾン濃度が、０．１〜３ｍｇ／
Ｌとなるようにオゾン溶解槽１９にオゾンを注入して、
膜ろ過処理を行った。得られた膜ろ過水１５をディフュ
ーザ形式のオゾン接触槽３０に供給し、オゾン接触槽３
０に５ｍｇ／Ｌのオゾンを注入して処理した。一連の通
水実験を行った結果、精密ろ過中空糸膜１４における膜
間差圧が１００ｋＰａを越えたのは、通水を開始して６
ヶ月後であり、本発明方法および装置を用いることによ
り、精密ろ過中空糸膜１４の薬品洗浄頻度を大幅に低減
できることがわかった。なお、この実験期間中の、主な
工程ごとの水質データは、表４に示した通りである。

【００６１】

【表４】

【００６２】従来の方法および装置による実験での水質
データ（表３）と比べると、し尿系汚水の水質に大きな
差があるとは見られなかったが、本発明方法および装置
を用いた場合の膜ろ過水のＣＯＤおよび色度は、従来方
法および装置を用いた場合の膜ろ過水のＣＯＤおよび色
度より低くなっており、本発明方法および装置によっ
て、生物処理水中に含まれていたＣＯＤ成分および色度
成分が良好に処理されていたことがわかった。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の汚水の処理
方法および処理装置によれば、汚水を生物学的に処理し
た後、コスト削減効果の大きいろ布による固液分離処理
を行い、該ろ布の透過液に対して凝集剤添加処理を行っ
た後、沈降分離を行い膜によって固液分離処理を行うと
いう方法および装置にあって、膜の目詰まりを大幅に軽
減することができ、該膜の目詰まりに対処するための薬
品洗浄に要する労力と洗浄用薬剤費とを低減させること
ができると共に、膜の寿命を延命させ膜交換費を低減さ
せることができる。

【００６４】また、オゾンの注入制御を行うことによ
り、オソン注入量を最小限にし、オゾン消費を抑制する
ことができる。さらに、高度な処理水水質を得ることが
でき、後段の活性炭吸着塔に係る負荷を軽減することが
可能となり、活性炭の交換もしくは再生頻度を低減さ
せ、維持管理を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の処理フローを示す図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態の処理フローを示す図で
ある。

【図３】本発明の他の実施形態の処理フローを示す図で
ある。

【図４】本発明の一実施形態の処理フローを示す図であ
る。

【図５】本発明の他の実施形態の処理フローを示す図で
ある。

【図６】本発明の他の実施形態の処理フローを示す図で
ある。

【図７】従来例の処理フローを示す図である。

【符号の説明】

１…汚水 ２…脱窒素槽 ３…硝化槽 ４…ろ布ろ過装置 ５…生物処理水 ６…凝集剤 ７…凝集槽 ８…沈降分離槽 ９…オゾン １０…オゾン発生器 １１…循環槽 １２…排オゾンガス １３…排オゾンガス処理設備 １４…膜ろ過装置 １５…膜ろ過水 １６…オゾン検出器 １７…活性炭吸着塔 １８…放流水 １９…オゾン溶解槽 ２０…排オゾンガス ３０…オゾン接触槽 ３１…オゾン ３２…排オゾンガス ３３…オゾン処理液 ３４…膜ろ過装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/44 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｐ 1/50 ５１０ ５３１Ｒ ５２０ ５５０Ｃ ５３１ ５５０Ｌ ５５０ ５６０Ｈ ５６０Ｚ ５６０ ５６０Ｅ 1/52 Ｅ 1/78 1/52 9/00 ５０１Ｆ 1/78 ５０２Ｄ 9/00 ５０１ ５０２Ｇ ５０２ ５０２Ｐ ５０２Ｒ ５０２Ｈ ５０３Ｄ ５０３Ｇ ５０３ ５０４Ａ ５０４Ｅ ５０４ 11/00 Ｅ Ｂ０１Ｄ 29/02 Ｃ 11/00 Ｇ 29/04 ５１０Ｅ ５３０Ａ (72)発明者 水野 健一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA01 HA41 KA02 KA72 KB12 KB13 KB21 KD19 KD21 KE02Q KE02R KE06Q KE06R MA01 MA03 MA22 MB05 MC23X MC29X MC39X MC48X PB08 PB70 PC61 PC65 4D040 BB02 4D050 AA16 AA17 AB03 AB07 BB02 BD02 BD03 BD06 BD08 CA09 CA15 CA16 CA17 4D059 AA01 AA02 BA01 BA11 BA31 BC02 BE02 BE06 BE31 BE42 BE49 BE55 BK17 CA14 CA23 CA27 CA28 DA17 DA24 DA43 EB09 4D062 BA04 BB08 BB16 CA12 DA05 DA13 DA16 EA32 EA37 FA12 FA15 FA17 FA22 FA24 FA26

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水を生物学的に処理した後、ろ布ろ過
   装置による固液分離処理を行うことと、 該ろ布ろ過装置からの透過液に対して凝集剤を添加した
   後、沈降分離槽において沈降分離を行うことと、 該沈降分離槽からの上澄液に対して、膜ろ過装置による
   固液分離処理を行うこととを具備する汚水の処理方法に
   おいて、 前記沈降分離槽と前記膜ろ過装置への循環槽または膜供
   給槽との中間において、オゾンの注入処理を行うことを
   特徴とする汚水の処理方法。
2. 【請求項２】 前記膜ろ過装置の後に更にオゾン接触槽
   を設けて、該オゾン接触槽に前記膜ろ過装置からのろ過
   水を供給し、前記オゾン接触槽にオゾンを再注入してオ
   ゾン処理することを特徴とする請求項１に記載の汚水の
   処理方法。
3. 【請求項３】 前記膜ろ過装置に用いる膜が、精密ろ過
   膜または限外ろ過膜であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の汚水の処理方法。
4. 【請求項４】 前記膜ろ過装置の膜ろ過出口に設置した
   オゾン検出器によって、膜ろ過水中の残留オゾン濃度が
   ０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となるように、前記オ
   ゾン注入量を調整することを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の汚水の処理方法。
5. 【請求項５】 前記オゾン注入量の調整が、前記膜ろ過
   装置の膜ろ過出口に設置したオゾン検出器により連続的
   に膜ろ過水の残留オゾン濃度を測定し、該残留オゾン濃
   度の測定値に基づいて、前記膜ろ過水中の残留オゾン濃
   度が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となるように前記
   オゾン注入量をフィードバック制御し、前記残留オゾン
   濃度を前記範囲内に調整することを特徴とする請求項４
   に記載の汚水の処理方法。
6. 【請求項６】 前記沈降分離槽と前記膜ろ過装置への循
   環槽または膜供給槽とを連結する配管に、オゾンを直接
   インライン注入することを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれか１項に記載の汚水の処理方法。
7. 【請求項７】 前記膜ろ過装置への循環槽または膜供給
   槽にオゾンを注入することを特徴とする請求項１〜５の
   いずれか１項に記載の汚水の処理方法。
8. 【請求項８】 前記沈降分離槽と前記膜ろ過装置への循
   環槽または膜供給槽との中間にオゾン溶解槽を設置し
   て、該オゾン溶解槽にオゾンを注入することを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１項に記載の汚水の処理方
   法。
9. 【請求項９】 汚水を生物学的に処理した後、ろ布ろ過
   装置による固液分離処理を行い、該ろ布ろ過装置からの
   透過液に対して凝集剤を添加した後、沈降分離槽で沈降
   分離を行い、更に膜ろ過装置によって固液分離処理を行
   う汚水の処理装置において、 前記沈降分離槽と前記膜ろ過装置への循環槽または膜供
   給槽との中間においてオゾンを注入するオゾン注入設備
   と、前記膜ろ過装置の膜ろ過出口に設置した膜ろ過水中
   の残留オゾン濃度を計測するオゾン検出器と、該オゾン
   検出器によって膜ろ過水中の残留オゾン濃度を測定し、
   その計測値に基づいて前記オゾン注入設備を操作するこ
   とによりオゾン注入量を調整し、前記膜ろ過装置からの
   ろ過水中に存在する残留オゾン濃度を所定範囲内とする
   ように制御する制御手段とを配備することを特徴とする
   汚水の処理装置。
10. 【請求項１０】 前記膜ろ過装置からのろ過水を更にオ
    ゾン処理するために、前記膜ろ過装置の後に、更にオゾ
    ン接触槽を設けたことを特徴とする請求項９に記載の汚
    水の処理装置。