JP2001062477A - 有機性廃液の処理方法及び生物処理装置 - Google Patents

有機性廃液の処理方法及び生物処理装置

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JP2001062477A JP23721099A JP23721099A JP2001062477A JP 2001062477 A JP2001062477 A JP 2001062477A JP 23721099 A JP23721099 A JP 23721099A JP 23721099 A JP23721099 A JP 23721099A JP 2001062477 A JP2001062477 A JP 2001062477A
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Kyoko Maki
恭子 牧
Hitomi Suzuki
ひとみ 鈴木
Kosuke Mori
康輔 森
Hiroshi Sakuma
博司 佐久間
Yasunari Kojima
康成 小島
Yuichi Fuchu
裕一 府中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量の廃水を従来以上により迅速に処理でき
る有機性廃水の処理方法及び生物処理装置を提供する。 【解決手段】 その方法は、有機性廃液の生物処理方法
において、スポンジ状の吸水性微生物固定化担体を有す
る曝気槽内で、好気性生物処理工程と膜分離工程を同時
に行い、該膜分離工程に用いる分離膜の洗浄を行ないつ
つ、処理液を得る。その装置は、有機性廃液の生物処理
装置であって、スポンジ状の吸水性微生物固定化担体を
保有する曝気槽内に膜分離装置を設置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃水の処理
方法及び生物処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】廃水中の有機物を活性汚泥に分解させ、
廃水を浄化するという方法は従来から知られている。例
えば、担体投入型活性汚泥法、膜分離活性汚泥法などが
ある。担体投入型活性汚泥法は、反応槽の近傍に沈殿槽
を設ける。反応槽内に気泡放出管を設けて曝気槽とし、
有機物を含む廃水を曝気槽内に連続的に導入しつつ、気
送管から廃水中にバブリングする。活性汚泥と、例えば
ポリウレタン製スポンジなどでなる微生物固定化担体を
入れ、活性汚泥をこの微生物固定化担体に担持させ、担
体に担持させた活性汚泥で有機物の分解反応を行う。反
応液の一部を反応槽から連続的に沈殿槽に導き、固液分
離して浄化水を採取する。膜分離活性汚泥法は、反応槽
中に活性汚泥を投入し、反応槽中に膜分離装置を浸漬
し、その反応槽に処理対象の廃水を流入させる。反応槽
中の活性汚泥により廃水を浄化させ、膜分離装置から浄
化水を汲み上げる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】大量の有機性廃水を処
理しなければならない場合、廃水処理は連続的に行う。
すなわち、廃水を曝気槽に連続的に注入しながら連続的
に浄化し、連続的に浄化しながら有機物の分解された浄
化水を連続的に採取する。大量の有機性廃水を迅速に処
理するには、通常、活性汚泥を大量に入れなければなら
ない。担体投入型活性汚泥法では、沈殿槽から返送汚泥
が返送される。汚泥濃度はこの返送汚泥に調整される。
膜分離装置が有する分離膜は、通常、多数の小孔を有す
る。膜分離活性汚泥法で大量の活性汚泥を入れると、分
離膜は目詰まりをおこしやすい。分離膜が目詰まりをお
こせば、Fluxは当然落ちてくるという問題点があっ
た。膜分離活性汚泥処理装置では、汚泥による分離膜の
目詰まりが避けられず、Fluxの低下が避けられな
い。頻繁な膜洗浄が必要である。またポリウレタン製ス
ポンジなどの微生物固定化担体を投入する方法は存在す
る。しかし、従来のスポンジ担体では分離膜の表面を傷
つけるという問題がある。
【0004】その他、従来微生物固定化担体としてよく
使用されている活性炭、プラスチック担体などは、表面
が硬くしかも滑らかではないため、分離膜表面にダメー
ジを与えてしまう。このため、このような従来の微生物
固定化担体は、分離膜の洗浄にはいずれも不適当であ
る。担体投入型活性汚泥法で良く用いられている親水性
ゲル担体は、分離膜に対する物理的ダメージはないが、
洗浄効果はやや弱い。そこで本発明は、分離膜に対する
物理的ダメージを与えず、大量の廃水を迅速に処理でき
る有機性廃水の処理方法及び生物処理装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
以下の手段で解決した。 (1) 有機性廃液の生物処理方法において、スポンジ
状の吸水性微生物固定化担体を有する曝気槽内で、好気
性生物処理工程と膜分離工程を同時に行い、該膜分離工
程に用いる分離膜の洗浄を行ないつつ、処理液を得るこ
とを特徴とする有機性廃液の処理方法。 (2) 有機性廃液の生物処理装置であって、スポンジ
状の吸水性微生物固定化担体を保有する曝気槽内に膜分
離装置を設置したことを特徴とする有機性廃液の生物処
理装置。 (3) 前記微生物固定化担体として、架橋性ポリアク
リル酸系材料、澱粉=架橋性ポリアクリル酸系材料、ポ
リビニルアルコール系材料、ポリエチレングリコール系
材料、ポリウレタン系材料、の中から選ばれる1又は2
以上の材料でなるスポンジ状構造を有する吸水性ゲル担
体を用いることを特徴とする上記(2)に記載の有機性
廃液の生物処理装置。 上記スポンジ状の吸水性ゲル担体は、1辺が5〜20m
m、気孔密度が10〜40個/25mm、保水量は0.
3ミリリットル/担体・ミリリットル以上、比表面積
は、20〜30cm2 /cm3 、空隙率は97〜98%
であることが好ましく、そのような微生物固定化担体を
曝気槽全容積中20〜5%投入するとよい。微生物固定
化担体としてスポンジ状の吸水性ゲル担体を投入した曝
気槽には膜分離装置を浸漬し、かつ曝気槽内底部には気
泡放出管を設けておくとよい。もちろん、気泡放出管に
変え、担体流動のためにアジテータ、水中エアレータ等
の別の手段を有してもよい。
【0006】今回、微生物固定化担体として提案してい
るスポンジ状の吸水性ゲル担体は、吸水性があり、吸水
すると表面が滑らかになる。このため、分離膜に接触し
てもソフトで、分離膜の表面を傷つけることない。スポ
ンジ状なので表面に適度な凹凸があり、親水性ゲル担体
を用いた場合より高い洗浄効果が得られる。なお、担体
に曝気槽内での流動状態を妨げる作用はなく、スポンジ
状であるため汚泥保持能力も高く生物付着担体としても
適している。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態を表
す概念図である。以下、図に従って説明する。微生物固
定化担体を投入する曝気槽1を設け、その底部には多数
の気泡放出口を有する送気管2を設けてある。曝気槽1
内には、分離膜を設けた膜分離装置3を設け、ポンプ4
に連動させてある。この実施の形態では、有機性廃水を
浄化する。有機性廃水を曝気槽1中に連続的に導入す
る。曝気槽1中に、活性汚泥5を担持させるスポンジ状
の吸水性ゲル担体(微生物固定化担体)6を入れる。ス
ポンジ状の吸水性ゲル担体は、吸水することで担体表面
が滑らかとなる。このため、膜に対する接触がソフトに
なり膜の表面を傷つけることなく洗浄が可能になる。ま
た、スポンジ状なので表面に適度な凹凸があり、親水性
ゲル担体を用いた場合より高い洗浄効果が得られる。な
お、担体の曝気槽内での流動状態は良好であり、またス
ポンジ状であるため汚泥保持能力も高く生物付着担体と
しても適している。
【0008】吸水性ゲル担体は、洗浄効果、汚泥保持量
などの面から、1辺が5〜20mmの六面体が好まし
い。特に、10〜20mmの立方体であり、例えば粒径
が10×10×10mmのサイコロ状を挙げることがで
き、10×20×20mmの直方体なども適している。
スポンジ中の気孔の数は10〜40個/25mm、好ま
しくは10〜20個/25mmであるとよい。市販品の
ポリウレタンスポンジより気孔数は少ない。気孔数を少
なくすることで、1つの気孔の径が大きくなり、その結
果、通気性、通水性も高くなる。このため生物処理の担
体として好適となる。活性汚泥5を担持させる微生物固
定化担体6は、適度な保水量を有しているとよい。例え
ば、0.3ミリリットル/担体・ミリリットル以上、好
ましくは0.3〜0.6ミリリットル/担体・ミリリッ
トルがよい。この数値は、市販品のポリウレタンスポン
ジに比べて2倍以上である。微生物固定化担体の保水量
は高い方が良いが、保水量を高くするためには気孔の数
を増やして気孔に保持できる水分量を多くする必要があ
る。しかし、気孔数が増えると気孔1つ当たりの大きさ
が小さくなり、なおかつ微生物固定化担体のゲル部分に
水分が保持されるので、気孔の隙間が小さくなり、その
結果微生物固定化担体の通気性は低下する。保水量が高
すぎると通気量が低下するので、保水量は0.3〜0.
6ミリリットル/担体・ミリリットルの範囲が好まし
い。汚泥保持量は市販品のポリウレタンスポンジと同等
であるのがよい。比表面積は30cm2 /cm3、空隙
率は97〜98%が望ましい。
【0009】微生物固定化担体の量は反応槽全容積に対
し、20重量%〜5重量%、好ましくは10重量%〜2
0重量%が望ましい。20重量%を超える場合には微生
物固定化担体6の流動性が不充分となって余り好ましく
ない。5重量%未満の場合には担体の洗浄効果が小さく
なって余り好ましくない。上記のような条件下で、送気
管2からバブリングしながら、毎時、例えば曝気槽全容
積の3〜6倍量の廃水(原水7)を導入する。その一方
で、膜分離装置3を用い、ほぼ同量の浄化水を固液分離
してポンプ4で汲み上げる。活性汚泥5で有機物を含む
廃水を浄化すると、有機物は分解し、これにつれて活性
汚泥5が増殖していく。MLSSが、10000mg/
リットル程度で運転できるよう、必要に応じて排泥す
る。微生物固定化担体6は、バブリングによって廃液内
を循環する。微生物固定化担体は吸水性があり、表面が
滑らかであることから、膜分離装置3に衝突しても膜分
離装置3の表面を傷つけない。微生物固定化担体6は適
度な粒径、比重を有することで曝気槽1内をスムースに
循環し、膜分離装置3の表面を洗浄する。
【0010】
【実施例】〔実施例1〕膜分離活性汚泥法とスポンジ状
吸水性ゲル担体投入法とを組み合わせ、曝気槽1中には
膜分離装置3を浸漬して有機性廃水の浄化処理を行なっ
た。スポンジ状吸水性ゲル担体としては粒径10×10
×10mmの親水化ポリウレタンスポンジを用い、曝気
槽中に15%の容量で投入した。実験条件を表1に示
す。
【0011】
【表1】
【0012】結果を表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】試験開始から1年経過後でも汚泥による膜
の目詰まりはなく、Fluxの低下は認められず、膜洗
浄の必要がない良好な状態が維持された。また、得られ
た浄化水の水質も良好で、膜表面に傷や穴などの発生と
いったトラブルも起きなかった。微生物固定化担体の摩
耗、崩壊の現象も認められなかったことから、微生物固
定化担体が分離膜に物理的なダメージを与えることもな
く、効果的な洗浄が可能な生物処理装置であることが証
明された。
【0015】〔比較例1〕微生物固定化担体は投入しな
いが、曝気槽中には膜分離装置3を浸漬して有機性廃水
の浄化を行なった。実験条件を表1に結果を表2に示
す。膜の洗浄頻度は1〜2回/月必要であった。 〔比較例2〕スポンジ状吸水性ゲル担体に代えてポリウ
レタンスポンジ担体を用いた他は実施例1と同様にし
た。実験条件を表1に示す。結果を表2に示す。実験開
始から10ケ月経過した時点で処理水に濁質が確認され
た。そのため、膜を活性汚泥槽から引き上げて観察した
ところ、10枚の膜のうち2枚の膜表面に小さな裂け目
が確認された。10ケ月目で結論が出たと判断し、実験
終了とした。この時投入されていたポリウレタンスポン
ジ担体には、摩耗、崩壌の現象が認められ、投入時の7
5%で重量が減少していた。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上記のような構成でなるか
ら、分離膜は微生物固定化担体から絶えず洗浄作用を受
け目詰まりが少ない。従って大量の廃水を従来以上によ
り迅速に処理できる有機性廃水の処理方法を提供するこ
とができる。微生物固定化担体は、分離膜に接触しても
ソフトで、分離膜の表面を傷つけることがなく、長期間
に渡って分離膜に優れた効果を発揮させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を表す概念図である。
【符号の説明】
1 曝気槽 2 送気管 3 膜分離装置 4 ポンプ 5 活性汚泥 6 微生物固定化担体 7 原水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 康輔 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 佐久間 博司 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 小島 康成 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 府中 裕一 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 4D003 AA12 AA13 AA14 AB02 BA02 CA10 EA19 EA28 EA30 4D006 GA06 GA07 KA41 KA43 KB25 KC18 PB08 PC04 4D028 BB02 BC03 BC17 BD17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性廃液の生物処理方法において、ス
    ポンジ状の吸水性微生物固定化担体を有する曝気槽内
    で、好気性生物処理工程と膜分離工程を同時に行い、該
    膜分離工程に用いる分離膜の洗浄を行ないつつ、処理液
    を得ることを特徴とする有機性廃液の処理方法。
  2. 【請求項2】 有機性廃液の生物処理装置であって、ス
    ポンジ状の吸水性微生物固定化担体を保有する曝気槽内
    に膜分離装置を設置したことを特徴とする有機性廃液の
    生物処理装置。
  3. 【請求項3】 前記微生物固定化担体として、架橋性ポ
    リアクリル酸系材料、澱粉=架橋性ポリアクリル酸系材
    料、ポリビニルアルコール系材料、ポリエチレングリコ
    ール系材料、ポリウレタン系材料、の中から選ばれる1
    又は2以上の材料でなるスポンジ状構造を有する吸水性
    ゲル担体を用いることを特徴とする請求項2に記載の有
    機性廃液の生物処理装置。
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