JP2001025769A - 排水処理方法 - Google Patents

排水処理方法

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JP2001025769A
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dissolved oxygen
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membrane separation
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Masashi Beppu
雅志 別府
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Nitto Denko Corp
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】膜分離活性汚泥法について、ばっき槽内のDO
を一定にするように空気供給量を調整して処理水品質等
の分離性能の向上を図る。 【解決手段】ばっき槽2内に空気を供給して排水を生物
学的に処理してそのばっき槽2内の浮遊性固形物を膜分
離装置4により分離処理して排水を浄化する方法におい
て、ばっき槽2内の溶存酸素濃度を検出計83で検出し
て空気供給量を調整してばっき槽の溶存酸素濃度をほぼ
一定の2〜4mg/リットルに保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は膜分離活性汚泥法に
よる排水の処理方法に関し、し尿、下水、生活排水等の
浄化処理に使用するものである。
【0002】
【従来の技術】近来、伝統的な活性汚泥法に代え膜分離
活性汚泥法が普及されつつある。周知の通り、伝統的な
活性汚泥法(沈殿分離活性汚泥法と称する)では、ばっ
き槽内で汚水中の有機物を散気管からの空気供給のもと
で活性汚泥フロックに収着・摂取させ、その摂取有機物
を活性汚泥フロックの微生物の酸化触媒作用で分解させ
ると共に微生物を増殖させ、このばっき槽内液を沈殿槽
に移流させて浮遊性固形物を沈降分離させ、上澄液を放
出すると共に沈殿分離した固形物(活性汚泥)の一部を
ばっき槽に返送して微生物を補給している。この沈殿分
離活性汚泥法に対し、膜分離活性汚泥法では、ばっき槽
で生物学的に処理した液を膜分離装置で濾過分離し、こ
の間、散気管からの噴出空気で膜分離装置の膜面を洗浄
している。
【0003】上記の沈殿分離活性汚泥法では、ばっき槽
内の混合液浮遊性固形物(MLSS)の濃度を高くして
処理するとばっき槽の容積を小さくし得るが、MLSS
を高くすると沈殿槽での沈降速度がそれだけ低くなって
沈殿槽の水面積を広くする必要があるので、通常ばっき
槽内MLSSを2000〜6000mg/リットルを標
準にして設定している。
【0004】而るに、膜分離活性汚泥法では、かかる制
約がなく、ばっき槽内のMLSSを20000mg/リ
ットル程度まで高めることが可能であり、ばっき槽の容
積を沈殿分離活性汚泥法でのばっき槽の1/10〜1/
3程度に小さくでき、しかも沈殿槽が不要であるので、
設置スペ−スの飛躍的な縮小が可能である。
【0005】周知の通り、沈殿分離活性汚泥法では活性
汚泥がバルキングすると、自然沈降による分離が不可と
なって活性汚泥が流出し、沈殿槽からばっき槽への種活
性汚泥の返送が不可となり処理の不安定化がますます助
長されるに至る。従って、沈殿分離活性汚泥法では、バ
ルキングの防止のため溶存酸素(DO)の管理が不可欠
である。しかし、膜分離活性汚泥法では沈降分離による
ことなく膜分離で汚泥を分離しているから、上記バルキ
ングが発生するような処理条件のもとでも、沈殿分離活
性汚泥法に較べ浄化水の水質、例えばBOD除去率を一
段と高くできる。
【0006】而して、膜分離活性汚泥法の利点として、
沈殿分離活性汚泥法に対する浄化水質及び操作性の飛躍
的な向上を高く評価し、従来、膜分離活性汚泥法では、
特にDO管理は行わず、空気供給量を膜面洗浄に適合す
る一定量にして運転している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、膜分離
活性汚泥法についての本発明者の検討結果によれば、空
気供給量一定の条件では浄化水質を年間を通じて高い品
質に維持し難い。その理由としては、BOD濃度が高く
酸素消費量が多いときや槽内水温が高いために溶存酸素
量を充分に確保できない夏期では、DOが低下し、未分
解のまま蓄積される有機物量の増加や嫌気性の糸状菌の
増殖等のためにばっき槽液の粘度が高くって膜面でのケ
−キ層の形成が顕著になり、分離性能の低下が招来され
ると推定される。
【0008】このように膜分離活性汚泥法において、操
作の簡易化のために空気供給量一定のもとで運転して
も、沈殿分離活性汚泥法に較べると処理水の品質を相当
に改善できるが、膜分離性能を合理的に利用していると
はいい難く、まだ処理水品質等の浄化性能を改善する余
地がある。
【0009】本発明の目的は、膜分離活性汚泥法につい
ての上記検討結果に基づき、ばっき槽内のDOを一定に
するように空気供給量を調整して処理水品質等の分離性
能の向上を図ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る排水処理方
法は、ばっき槽内に空気を供給して排水を生物学的に処
理してそのばっき槽内の浮遊性固形物を膜分離装置によ
り分離処理して排水を浄化する方法において、ばっき槽
内の溶存酸素濃度を検出して空気供給量を調整してばっ
き槽の溶存酸素濃度をほぼ一定の2〜4mg/リットル
に保持することを特徴とする構成である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明において使
用する膜分離排水処理装置の一例を示している。図1に
おいて、1は原水槽である。2はばっき槽、3はばっき
槽に原水を送入するための液送ポンプである。4はばっ
き槽2内に浸漬設置した膜分離装置であり、膜には通常
精密濾過膜、限外濾過膜等が用いられる。この膜分離装
置4には、平膜型、キャピタリ−型、チュ−ブラ−型、
回転ディスク型等を使用できる。5は膜分離装置4の濾
過側を減圧するための吸引ポンプ、6は濾過水槽(処理
水槽)である。71は膜洗浄用散気管、72は膜洗浄用
散気管7に空気を送るためのブロアである。81は溶存
酸素濃度制御用散気管、82は溶存酸素濃度制御用散気
管81に空気を送るためのブロア、83は溶存酸素濃度
計、84は溶存酸素濃度制御盤である。91は汚泥抜取
り管、92は汚泥抜取りポンプである。
【0012】上記溶存酸素濃度の制御には、インバ−タ
制御により溶存酸素濃度制御ブロワ82の回転速度を変
えて供給空気流量を制御する方式、溶存酸素濃度制御ブ
ロワを複数台設置し稼働ブロワ数を変えて供給風量を制
御する方式等を使用できる。
【0013】この膜分離排水処理装置の運転において
は、洗浄用散気管71からの空気噴出によりばっき槽2
内の膜分離装置4の膜面が洗浄される。また、ばっき槽
内液中に浮遊するMLSSフロックに有機物が摂取さ
れ、内呼吸作用によりフロックに吸収された酸素の存在
下、前記有機物がフロック中の微生物を酸化触媒として
分解されると共に微生物の増殖により活性汚泥が増えて
いく。しかしながら、ばっき槽2に送入されてくる原水
の有機物含有量が多くてその原水のBODが高いとき
や、ばっき槽内水温が高くて酸素の溶解度が低い夏期で
は、微生物による酸素消費と液の酸素溶解性と酸素供給
量との間にアンバランスが生じて溶存酸素濃度(DO)
が低下し、かかる低いDOのもとでは、活性汚泥フロッ
ク中の微生物群が活性を失ったり死滅してバルキングの
発生原因の一つである糸状菌の増殖が生じ、またフロッ
ク中に吸収された前記有機物が分解されずに蓄積されて
フロックが高粘性化される結果、ばっき槽内液の性状悪
化が惹起されるに至る。かかるばっき槽内液の性状悪化
は膜分離装置4の膜面のケ−キ層形成を促し、膜分離装
置4における膜間差圧一定のもとでの濾過流速の低下や
濾過流速一定のもとでの膜間差圧の増加をもたらし、分
離効率の低下、膜洗浄頻度の増加が避けられない。
【0014】而るに、本発明に係る排水処理方法によれ
ば、ばっき槽2内の溶存酸素濃度を常に溶存酸素濃度計
83で検出し、ばっき槽内溶存酸素濃度を上記性状悪化
を防止し得る基準溶存酸素濃度より検出溶存酸素濃度が
低いときは溶存酸素濃度制御用ブロワ82を駆動し、高
くなると溶存酸素濃度制御用ブロワ82を停止してばっ
き槽内溶存酸素濃度を基準溶存酸素濃度に保持できるか
ら、非分解有機物の蓄積、活性微生物の死滅や嫌気性条
件に強い糸状菌の増殖に起因するばっき槽内液の高粘性
化や性状悪化を防止できる。また、膜面洗浄用散気管7
1からの空気噴出量を一定にしているから(膜面洗浄用
ブロワは定速度運転)、膜面洗浄を安定に行い得る。従
って、本発明によれば、膜分離装置4の膜面でのケ−キ
層の形成をよく抑制でき、後述の実施例からも明らかな
ように高品質の浄化水を安定な分離状態で得ることがで
きる。
【0015】上記基準溶存酸素濃度は、2〜4kg/リ
ットルとされる(BODの低い原水の場合は、0.5〜
4kg/リットルでも可)。溶存酸素濃度が2mg/リ
ットル未満では、高BOD原水(BOD1500〜25
00mg/リットル)に対してばっき槽内液の性状悪化
を防止し難く、4kg/リットルを越えると酸素供給量
が多すぎて高コストになるからである。
【0016】なお、上記実施例で使用した膜分離装置で
は、膜間差圧を得るために膜の濾過側を吸引ポンプで減
圧しているが、ばっき槽を濾過液槽よりも高所に設置し
てばっき槽内液面と濾過液槽内液面との間の水頭圧力で
膜間差圧を得ること、ばっき槽内液面と膜内からの濾過
液取出し管の最上部との間の水頭を大きくして水頭圧力
で膜間差圧を得ることも可能である。
【0017】また膜分離排水処理装置には、図2に示す
ように膜分離装置40をばっき槽2の外部に設置し、ば
っき槽内液を加圧液送ポンプ41で膜分離装置40に加
圧下で送入し、濾過液を濾過液水槽6に取り出し、非濾
過液fをばっき槽2内に戻す構成のものを使用すること
もでき、この場合、膜洗浄用散気管や膜洗浄用ブロワは
省略できる。また、図3に示すようにばっき槽を第1ば
っき槽21と第2ばっき槽22とに分け、第1ばっき槽
21に溶存酸素濃度制御用散気管81、溶存酸素濃度制
御用ブロワ82、溶存酸素濃度計83及び溶存酸素濃度
制御盤84等を装備させ、第2ばっき槽22に浸漬型膜
分離装置4、膜洗浄用散気管71と膜洗浄用ブロワ72
及び汚泥引き抜きポンプ92を装備させ、溶存酸素濃度
を制御した第1ばっき槽21内のBO一定液をポンプ1
0により第2ばっき槽22に移送して膜分離することも
可能である。なお、図2及び図3において、図1の符号
と共通する符号は共通の構成部分を示している。
【0018】
【実施例】〔実施例〕膜分離排水処理装置に図1に示す
構成のものを使用し、膜分離装置の平膜にはポリオレフ
ィン系限外濾過膜を用いた。膜洗浄用ブロワは定速度回
転とし、ばっき槽内溶存酸素濃度を3mg/リットルと
するように溶存酸素濃度制御用ブロワをインバ−タ制御
した。また、ばっき槽内のMLSSを9,000〜1
0,000mg/リットルとするように調整し、8分間
運転・2分間停止を1サイクルとする間歇運転で平均濾
過流速を0.5m/m・dayとするように吸引ポンプ
を駆動した。98日間にわたり運転し、その運転中での
原水のBOD、、吸引ポンプの吸引圧力(kPa)、ばっき
槽内DO(mg/リットル)、処理水のBOD除去率
(%)及びばっき槽内液の粘度(mPa.s)を測定したと
ころ、表1の通りであった。
【0019】〔比較例〕溶存酸素濃度制御用ブロワを使
用せず溶存酸素濃度調整を行わなかった以外、実施例と
同じとし実施例と並行して98日間にわたり運転した。
ただし、28日目及び77日目に、吸引圧力が異常に高
くなり継続運転が困難となったので、運転を中断して膜
洗浄を行ったうえで再運転した。98日間にわたる運転
中での原水のBODは実施例に共通であり、吸引ポンプ
の吸引圧力(kPa)、ばっき槽内DO(mg/リットル)、処
理水のBOD除去率(%)及びばっき槽内液の粘度(mP
a.s)の測定結果は表1の通りであった。
【0020】
【表1】
【0021】表1から明らかな通り、比較例では、原水
BODが異常に高くなった21日〜28日目及び70日
〜77日目において、ばっき槽内DOが低くなると共に
吸引ポンプの吸引圧力が異常に増加し、かつ処理水のB
OD除去率も70%台にも低下していることから、ばっ
き槽内の酸素不足による活性分解作用の減退、非分解有
機物の蓄積によるばっき槽内液の高粘性化等に起因して
の膜面ケ−キ層の形成に基づく分離性能の低下が明かで
ある。しかしながら、実施例ではばっき槽内への空気供
給量を調整してばっき槽内D0を3mg/リットルに保
持しているので、吸引圧力が安定であり、処理水質も高
くて安定である。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る排水処理装方法は、膜分離
活性汚泥法についてもばっき槽内溶存酸素濃度を所定の
一定値にするように供給空気量を調整することによって
分離性能をより効果的を発現させて処理水質の一層の安
定化・品質向上を図り得ることを実験的に確認のうえ供
給空気量を調整してばっき槽内DOを2〜4kg/リッ
トルに保持しつつ運転しており、し尿処理、中水道処
理、生活排水処理、産業排水処理等を設置スペ−スの飛
躍的な縮小のもとで高度の浄化水質、安定運転にて行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用する膜分離排水処理装置の
一例を示す図面である。
【図2】本発明において使用する膜分離排水処理装置の
上記とは別の例を示す図面である。
【図3】本発明において使用する膜分離排水処理装置の
上記とは別の例を示す図面である。
【符号の説明】
1 原水槽 2 ばっき槽 4 膜分離装置 40 膜分離装置 5 吸引ポンプ 6 処理水槽 71 膜洗浄用散気管 72 膜洗浄用ブロワ 81 溶存酸素濃度制御用散気管 82 溶存酸素濃度制御用ブロワ 83 溶存酸素濃度計 82 溶存酸素濃度制御盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 HA83 JA52A KA31 KA44 KB22 KE05Q KE08P KE11R KE12P KE24Q KE28Q KE30P KE30Q MA03 MC22X PA02 PB08 PC61 PC62 4D028 AA01 AB00 BB01 BC24 BD06 BD17 CA05 CA07 CA09 CB02 CB08 CC05 CC07 CC09 CD00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ばっき槽内に空気を供給して排水を生物学
    的に処理してそのばっき槽内の浮遊性固形物を膜分離装
    置により分離処理して排水を浄化する方法において、ば
    っき槽内の溶存酸素濃度を検出し空気供給量を調整して
    ばっき槽の溶存酸素濃度を2〜4mg/リットルに保持
    することを特徴とする排水処理方法。
  2. 【請求項2】ばっき槽内に空気を供給して排水を生物学
    的に処理してそのばっき槽内の浮遊性固形物を膜分離装
    置により分離処理して排水を浄化する方法において、ば
    っき槽内の溶存酸素濃度を検出して空気供給量を調整し
    てばっき槽の溶存酸素濃度を0.5〜4mg/リットル
    に保持することを特徴とする排水処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006212486A (ja) * 2005-01-05 2006-08-17 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 膜分離装置
JP2007190488A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd 膜分離活性汚泥処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006212486A (ja) * 2005-01-05 2006-08-17 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 膜分離装置
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