JP2001070973A - 生物処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定かつ効率的な固液分離処理を可能とする
生物処理方法であり、かつ比較的設置スペースが少なく
て済む、経済性の高い生物処理方法およびその装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 外周面に濾布を設けた中空筒状の濾過体
９を生物反応タンク６内に少なくとも一つ浸漬配置し
て、濾過体９の内外の水頭差によって、生物反応タンク
９内の生物反応液を固液分離して、濾過体９内の濾過液
を取り出して処理水とすることを特徴とする生物処理方
法およびその装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、流入下水の生物
処理方法およびその装置に係り、特に下水処理場におけ
る生物反応タンクで生物処理された生物反応液を効率的
に固液分離して処理することができる生物処理方法およ
びその生物処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の下水処理場における廃液処理方法
について、図面を参照しながら説明する。図３は、下水
処理場における処理方法を説明するための処理フローで
ある。図３において、流入下水１は、最初沈殿池２に送
られる。最初沈殿池２に送られた流入下水１は、重力沈
降処理によって固液分離される。沈降した固形物は、汚
泥掻き寄せ機３によって掻き集められ、最初沈殿池引抜
き汚泥４として濃縮工程に送られる。一方、沈降処理後
の上澄水である最初沈殿池越流水５は、生物反応タンク
６に供給される。生物反応タンク６内には、散気装置７
が設置され、ブロア８より供給される空気によって、生
物反応タンク６内の流入下水液は、曝気処理され、生物
反応による活性汚泥処理が行われる。

【０００３】このような処理工程を経て、活性汚泥処理
された生物反応液１５は、最終沈澱池１６に供給され、
ここで再び、重力沈降処理によって固液分離される。こ
のようにして最終沈殿池１６で得られた上澄水は、砂濾
過設備１７に供給される。そしてさらに濁質分が取り除
かれた後、滅菌設備１８を経由して滅菌処理される。そ
して、このように滅菌処理された下水の処理水は、河
川、湖沼あるいは海域に放流されるか、または再利用さ
れる。

【０００４】一方、公共用水域の富栄養化防止を図るた
めに、積極的な採用が検討されている窒素・リン除去等
の高度処理方法においては、反応速度をより大きくする
ために、反応タンクは、標準活性汚泥法の場合より固形
物濃度の高い状態で運転されるケースが多い。従って、
反応タンクから流出する高濃度の汚泥混合液を固液分離
処理することが必要となる。特に、大都市では、既に標
準活性汚泥法に対応した最終沈澱池が数多く稼動中であ
るので、高度処理を採用するためには、図３の最終沈殿
池１６を代替できるか、あるいは、これを補完すること
ができる新たな廃液処理手段の開発が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、下水処
理場における廃液処理は、生物反応により水中の有機物
等を分解処理する活性汚泥法などの生物処理装置で行わ
れている。一般に、この生物処理装置では、生物汚泥を
固液分離するために、沈降分離手段による沈殿池が設け
られている。しかしながら、生物反応槽（生物反応タン
ク）の後段に沈殿池を設けた、従来の生物処理装置で
は、次のような問題がある。

【０００６】比重差により汚泥を沈降分離する沈殿処
理では、汚泥の分離性能にも限界があり、流入負荷の変
動時や、バルキング発生時には処理水質が悪化する。こ
のため、高度な処理水質が要求される場合には、沈殿池
の後段に、更に急速濾過機やストレーナー等の濾過設備
が必要である。

【０００７】最終沈殿池では、スカム（滓などが付着
した泡）が発生したり、汚泥が浮上したりする等のトラ
ブルが発生し、汚泥等が越流水に伴って後段に流れ出し
て、処理水の水質を悪化させる場合が多い。

【０００８】従来の生物処理装置では、沈殿池の設置
スペースが大きな面積を必要とするため、新たに下水処
理施設を設置しようとすると、この条件を満たす限られ
た場所しか設置できないことになり、設置場所に制約を
受ける欠点を有する。

【０００９】一方、沈降分離の代わりに生物汚泥を限外
濾過膜や精密濾過膜により膜分離する方法も工夫されて
いる。この膜分離処理によれば、沈殿池のような大きな
スペースを必要とすることなく、濁質分が高度に除去さ
れた処理水を得ることができる。しかしながら、限外濾
過膜や精密濾過膜による膜分離処理では、稼動エネルギ
ーが大きい上に、膜で処理した物質により膜が汚染さ
れ、膜孔の閉塞で濾過性能が低下するため定期的な薬品
洗浄が必須であり、維持管理経費が高騰するという欠点
がある。

【００１０】本発明は、上記従来の生物処理における課
題に鑑みなされたものであり、安定かつ効率的な固液分
離処理を可能とする生物処理方法であり、かつ比較的設
置スペースが少なくて済む、経済性の高い生物処理方法
およびその装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みなされたものであって、請求項１の発明は、外周面に
濾布を設けた中空筒状の濾過体を生物反応タンク内に少
なくとも一つ浸漬配置して、前記濾過体の内外の水頭差
によって、前記生物反応タンク内の生物反応液を固液分
離して、前記濾過体内の濾過液を取り出して処理水とす
ることを特徴とする生物処理方法である。

【００１２】この発明によれば、生物反応タンクに中空
筒状の濾過体が設けられ、この濾過体内に浸透する濾過
液を処理水としており、生物反応タンク内の生物反応液
の固液分離が、比較的処理スペースの狭い場所であって
も濾過液として、清澄な処理水を得ることができる。な
お、濾過体は、生物反応タンクに流入する最初沈殿池越
流水等の被処理水の流入側と反対側の位置に設置すると
よい。

【００１３】また、請求項２の発明は、前記濾過体の周
囲に設けられた固形物剥離手段によって、前記濾過体の
外周面に設けた濾布に付着する固形物の少なくとも一部
を剥離除去することを特徴とする請求項１に記載の生物
処理方法である。

【００１４】この発明によれば、濾過体の濾布を固形物
剥離手段によって、洗浄しており、安定した処理水を連
続的に供給することができる。

【００１５】また、請求項３の発明は、前記濾過体を固
定し、前記固形物剥離手段を前記濾過体の外周面に沿っ
て回転させて、前記濾過体の濾布に付着する固形物を剥
離することを特徴とする請求項２に記載の生物処理方法
である。

【００１６】この発明によれば、濾過体の周囲にそれぞ
れ設けられた固形物剥離手段を回転させながれ、濾布に
付着した固形物を剥離しており、消費電力が少なくて済
み、安定した処理水を連続的に供給することができる。

【００１７】また、請求項４の発明は、前記固形物剥離
手段が、少なくとも一部が樹脂で構成されたスクレーパ
ーを用いて前記濾過体の濾布に付着する固形物を剥離す
ることを特徴とする請求項２または３に記載の生物処理
方法である。

【００１８】この発明によれば、濾過体の濾布に付着す
る固形物を剥離する固形物剥離手段に、少なくとも一部
が樹脂で構成されたスクレーパーが用いられており、耐
摩耗性に優れ、経済性に優れた処理方法である。

【００１９】また、請求項５の発明は、前記分離槽に浸
漬配置した前記濾過体内より取り出した濾過液を砂濾過
装置を経て処理することを特徴とする請求項１，２，３
または４に記載の生物処理方法である。

【００２０】この発明によれば、生物反応タンクの生物
反応液を、濾過体の濾布を通過させて固液分離して処理
し、その濾過液を、さらに砂濾過装置を通して処理する
ので、極めて清澄な処理水を得ることができ、再利用に
耐え得る水質を得ることができる。

【００２１】また、請求項６の発明は、外周面に濾布を
設けた中空円筒状又は中空楕円状の濾過体と、前記濾過
体が少なくとも一つ浸漬配置された生物反応タンクと、
前記濾過体の外周に設けられ、該濾過体の巻き回された
濾布に付着する固形物を剥離する固形物剥離手段と、前
記生物反応タンクの生物反応液中に浸漬した前記濾過体
内に浸透した濾過液を汲み上げる搬送手段と、を具備す
ることを特徴とする生物処理装置である。

【００２２】この発明によれば、生物反応タンク内に中
空筒状の濾過体が設けられ、生物処理液をこの濾過体に
固液分離して、この濾過体内に浸透する濾過液を処理水
としており、しかも濾過体の周縁に固形物剥離手段が設
けられているので、比較的処理スペースが狭い場所であ
っても処理することができ、しかも連続して清澄な処理
水を得ることができる。なお、濾過体は、最初沈殿池越
流水等の被処理水を生物反応タンクに流入させる流入側
と反対側の位置に設置して、生物反応液を固液分離処理
するようにする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る生物処理方
法およびその装置の実施の態様について、図面を参照し
て説明する。図１は、本発明に係る生物処理方法の一実
施形態を示す処理フローである。

【００２４】図１は、本実施形態の生物処理方法の概要
を示す処理フローである。先ず、図１を参照して、本実
施形態の生物処理装置について説明する。同図におい
て、２は最初沈殿池、６は生物反応槽（生物反応タン
ク）である。最初沈殿池２には、汚泥掻き寄せ機３が設
けられ、その後段には、生物反応タンク６が配置されて
いる。生物反応タンク６には、ブロア８から供給される
空気を槽内に散気する散気装置７が設置され、少なくと
も一つの中空筒状の濾過体９が、生物処理液中に浸漬配
置されている。濾過体９の周縁には、固形物剥離手段１
０が設けられている。

【００２５】中空筒状の濾過体９は、例えば中空円筒
状、または中空楕円筒状等の構造体である。濾過体９
は、中空円筒状又は中空楕円筒状の構造体に濾布が巻き
回され、その構造体の上部と下部からは液が流入しない
構造である。以下、濾過体９は、中空円筒状として説明
する。

【００２６】生物反応タンク６内の濾過体９には、濾過
体９内に浸透する濾過液１５ａを引抜くための配管が差
し込まれ、配管には濾過液１５ａを引く抜くための引抜
きポンプ１４が設けられて、その配管から後段に濾過液
１５ａが処理水１３として、後段に送り込まれている。

【００２７】濾過体９の周縁には、固形物剥離手段１０
が設けられ、モータ１１に連動して、固形物剥離手段１
０が回転することによって、濾過体９に巻き回された濾
布に付着する固形物を剥離するように構成されている。
なお、濾過体９の配置は、最初沈殿池越流水５の流入側
と反対側の生物反応タンク６内に浸漬配置するのが好ま
しい。

【００２８】続いて、図１を参照して、本実施形態の生
物処理方法について説明する。同図において、流入下水
１は、最初沈殿池２に供給される。最初沈殿池２では、
流入下水１中に混入する比較的比重の重い固形物が重力
沈降によって固液分離される。沈降した固形分は、汚泥
掻き寄せ機３によって掻き寄せられ、最初沈殿池引抜き
汚泥４として引き抜かれる。一方、上澄水である最初沈
殿池越流水５は、生物反応タンク６に供給される。生物
反応タンク６では、散気装置７より供給される空気によ
って曝気処理されて、生物反応が行われて処理されてい
る。

【００２９】生物反応タンク６で処理された生物反応液
１５は、生物反応タンク６内に設置された濾過体９の外
周面に巻回された濾布によって固液分離される。濾過液
１５ａは、中空円筒状の濾過体９の側周面に設けられた
開口部より濾過体９内に流入する。濾過は、生物反応タ
ンク６内の生物反応液１５の液位と濾過体９内の濾過液
１５ａの液位との差である水頭差によって行われる。濾
過体９内の濾過液１５ａは、引抜きポンプ１４による引
き抜かれる。濾過体９内の濾過液１５の液位を下げるこ
とによって、水頭差を所定値に維持するようにすること
により、一定量の濾過液１５ａを次段に送ることができ
る。従って、引抜きポンプ１４の排出量を調節すること
によって、濾過体９内の濾過液１５ａの引抜き量が変更
でき、通常、濾過体９の底から０．ｌｍ〜３ｍの範囲に
設定するように引抜き量を設定するのが好ましい。

【００３０】中空円筒状の濾過体９には、その側周面に
開口部が設けられている。この開口部の形状は、特に限
定されないが、水頭圧によって外周面に巻回されている
濾布が撓まないよう格子形状とすることが好ましい。ま
た、中空円筒状の濾過体９の円筒径としては、特に制限
はないが、円筒径が大きすぎると生物反応タンク６の容
積に対して、流入する最初沈殿池越流水５の受入容積が
小さくなるため、５００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度が好ま
しい。また、円筒長については、通常の反応タンクに浸
漬・設置が可能な長さであれば特に制限がないが、５０
０ｍｍ〜４０００ｍｍ程度が適当である。無論、生物反
応タンク６内に設置される濾過体９であり、円筒径は、
５００ｍｍ〜３０００ｍｍよりも大きな寸法としてもよ
い。なお、濾過体９が中空楕円形状である場合は、生物
反応タンク６の幅方向に横長形状としてもよい。なお、
中空円筒状の濾過体９の構造体の材質としては、特に制
限はなく、ステンレス等の金属材料やＦＲＰ等の樹脂材
料のいずれを用いてもよい。

【００３１】一方、濾過の進行に伴って濾過体９の外周
面に巻回されている濾布表面には、固形物が付着して濾
過速度が低下する。このため、固形物剥離手段１０によ
って、連続的もしくは間欠的に中空円筒状の濾過体９の
外周面に巻回されている濾布表面に付着した固形物を剥
離するようにする。

【００３２】固形物剥離手段１０としては、水による洗
浄手段、空気による洗浄手段、スクレーパーによる掻き
取りによる洗浄手段、あるいは振動による洗浄手段など
が適用することができる。すなわち、水による洗浄手段
は、濾過体９の濾布に向けて水を噴射させて濾布に付着
した固形物を除去する構造であり、空気による洗浄手段
は、濾過体９の濾布に向けて空気を噴射させて濾布に付
着した固形物を除去する構造である。また、スクレーパ
ーによる掻き取り手段は、スクレーパーによって濾過体
９の濾布に付着した固形物を掻き取る構造である。さら
に、振動による洗浄手段は、機械的もしくは超音波によ
って濾過体９の濾布を振動させ、濾布に付着した固形物
を除去する構造である。

【００３３】濾過体９の濾布の洗浄は、これらのいずれ
の洗浄手段であってもよい。なお、濾布に付着する固形
物の剥離に要する駆動動力（消費電力）が少ないといっ
た点から、スクレーパーによる掻き取り手段が最も好ま
しい。この場合のスクレーパー形状としては、直線形、
螺旋形のいずれを用いることができる。スクレーパーの
材質としては、特に限定することはなく、ステンレス
製、合成樹脂製もしくはこれらの複合したものいずれを
も用いることができるが、摩耗による耐性が高いといっ
た点や剥離した汚泥がスクレーパーに付着しにくいとい
った点、あるいは軽量であるといった点から超高分子量
ポリエチレンが特に有効である。

【００３４】また、濾布に向けて水又は空気を噴射され
る場合、濾過体９に平行に配設した配管に水又は空気が
噴射するノズル又は孔を多数設けて、濾布の周囲から噴
射して、その配管を回転させることにより、濾布に付着
する固形物を除去することができる。

【００３５】固形物剥離手段１０は、モータ１１によっ
て中空円筒状の濾過体９の外周面を任意の回転速度で回
転させながら中空円筒状の濾過体９の外周面に巻回され
ている濾布表面に付着した固形物を剥離する。また、他
の手段としては、固形物剥離手段１０を固定し、中空円
筒状の濾過体９をモータ１１によって回転させつつ濾布
表面に付着した固形物を剥離する方法も用いることがで
きることは言うまでもない。また、中空楕円筒状の濾過
体９の場合、濾過体９の周囲に固形物剥離手段１０を回
動させることによって、剥離するようにしてもよい。ス
クレーパーを濾過体９の外周をモータ１１で回転させて
濾布に付着する固形物を掻き取る。

【００３６】

【発明の効果】上記記載したように、本発明によれば、
生物反応タンク内に濾過体を浸漬配置して、濾過体で濾
過液を処理水として送水するようになされており、生物
反応液の固液分離を、大きな設置スペースを必要とする
沈殿池や大きな稼動動力を必要とする膜分離手段を設け
る必要がなく、低消費電力で安定かつ確実に処理するこ
とができる利点があり、経済性に優れている。

【００３７】また、本発明によれば、高度処理に対応し
た生物反応タンクのＭＬＳＳ（浮遊生物）の増大、さら
には高濃度活性汚泥法等の生物処理にも適用が可能であ
り、その効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る生物処理方法およびその装置の一
実施形態の処理フローを示す図である。

【図２】本発明に係る生物処理方法およびその装置の他
の実施形態の処理フローを示す図である。

【図３】下水処理場における従来の生物処理装置の処理
フローを示す図である。

【符号の説明】

１ 流入下水 ２ 最初沈殿池 ３ 汚泥掻き寄せ機 ４ 最初沈殿池引抜き汚泥 ５ 最初沈殿池越流水 ６ 生物反応タンク ７ 散気装置 ８ ブロア ９ 中空筒状の濾過体 １０ 固形物剥離手段 １１ モータ １２ 分離槽引抜き汚泥 １３ 処理水 １４ 引抜きポンプ １５ 生物反応液 １５ａ 濾過液 １７ 砂濾過設備

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 宇田川 悟 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 (72)発明者 深田 尚平 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） 4D028 AB00 BA00 BC17 BC18 BC24 BD06 BD16 BD17 4D041 AA16 AB05 AB15 AB24 AC06 AC07 AD16 AD18 BA01 BB04 BB08 BB12 BD16 CA08 CB04 CC01 CC08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に濾布を設けた中空筒状の濾過体
   を生物反応タンク内に少なくとも一つ浸漬配置して、前
   記濾過体の内外の水頭差によって、前記生物反応タンク
   内の生物反応液を固液分離して、前記濾過体内の濾過液
   を取り出して処理水とすることを特徴とする生物処理方
   法。
2. 【請求項２】 前記濾過体の周囲に設けられた固形物剥
   離手段によって、前記濾過体の外周面に設けた濾布に付
   着する固形物の少なくとも一部を剥離除去することを特
   徴とする請求項１に記載の生物処理方法。
3. 【請求項３】 前記濾過体を固定し、前記固形物剥離手
   段を前記濾過体の外周面に沿って回転させて、前記濾過
   体の濾布に付着する固形物を剥離することを特徴とする
   請求項２に記載の生物処理方法。
4. 【請求項４】 前記固形物剥離手段が、少なくとも一部
   が樹脂で構成されたスクレーパーを用いて前記濾過体の
   濾布に付着する固形物を剥離することを特徴とする請求
   項２または３に記載の生物処理方法。
5. 【請求項５】 前記分離槽に浸漬配置した前記濾過体内
   より取り出した濾過液を砂濾過装置を経て処理すること
   を特徴とする請求項１，２，３または４に記載の生物処
   理方法。
6. 【請求項６】 外周面に濾布を設けた中空円筒状又は中
   空楕円筒状の濾過体と、 前記濾過体が少なくとも一つ浸漬配置された生物反応タ
   ンクと、 前記濾過体の外周に設けられ、該濾過体の巻き回された
   濾布に付着する固形物を剥離する固形物剥離手段と、 前記生物反応タンクの生物反応液中に浸漬した前記濾過
   体内に浸透した濾過液を汲み上げる送水手段と、 を具備することを特徴とする生物処理装置。