JP2001129321A

JP2001129321A - 固液分離装置の運転方法

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Publication number: JP2001129321A
Application number: JP31079199A
Authority: JP
Inventors: Toyozo Hamada; 豊三浜田; Nobuyuki Nakatsuka; 修志中塚
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】活性汚泥等の生物処理排水を固液分離処理し
た濾過体の汚泥除去の洗浄に当り、洗浄操作が簡単で、
効率がよく、長期的に高い透過速度の維持が可能な固液
分離装置の運転方法の提供を目的とする。【解決手段】目付量が４０〜１００ｇ／ｍ²で、かつ
通気度が３０〜２００ｃｍ³／ｃｍ²・ｓの不織布から
なる濾過体を用いた固液分離装置により、濾過差圧５ｋ
Ｐａ以下において生物処理液を固液分離する濾過運転を
行いながら、間欠的に濾過運転を停止し、水又は気体を
前記濾過体の透過側から原液側へ圧送することにより、
濾過体の表面あるいは内部を洗浄する逆洗運転を繰り返
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固液分離装置の運
転方法に関し、特に、不織布からなる濾過体を用いた固
液分離装置により、し尿の浄化処理、家庭排水処理や工
業排水処理等の汚濁液を固液分離処理する運転方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、懸濁物や汚泥等のＳＳを含む液体
の固液分離処理において、濾過体に安価で高い透過液量
が期待できる不織布を用いた様々な技術が知られてい
る。

【０００３】例えば、特開平５−１８５０７８号公報に
は、最小保留粒子径１０〜１００μｍの二枚の不織布を
袋状にし、内部に間隔保持用の通水性多孔質材を挿入し
た濾過体を用いた曝気槽の濾過装置が開示されている。

【０００４】また、大同らによる第３４回下水道研究発
表会講演集、第６４７〜６４９頁に記載された「７−８
９活性汚泥混合液のダイナミック膜ろ過」には、不織布
を用いた活性汚泥混合液のダイナミック濾過について開
示されている。この濾過方法は、膜により固液分離が達
成されるのではなく、膜面上に形成されるダイナミック
層が実質的に固液分離を行うものである。

【０００５】特開平１０−１２８３７５号公報には、周
囲壁の少なくとも一部としての通水性の支持材からなる
流入部と開口としての流出部とを有する分離粒径３０μ
ｍ以上の目開きを持ち、厚さが２ｍｍ以下である中空状
の濾過体を浸漬し、後続槽との水頭差により濾過する汚
水処理装置が開示されている。

【０００６】一般的に、不織布を用いて濾過を行う場
合、濾過の進行とともに、膜面上に汚泥が堆積して透過
液量が著しく低下したり、不織布内部に侵入した被処理
液中のＳＳが目詰まりを起こし透過液量が低下する。こ
のため定期的に膜面を洗浄し、透過液量の低下を抑制す
るのが通例であり、特開平１０−１２８３７３号公報に
は、分離粒径３０μｍ以上の支持材を用いた活性汚泥法
による汚水処理装置において、間欠的に濾過を停止し
て、生物反応槽内の濾過体の下方に設けられた濾過体洗
浄用のガスを供給するための通気管からガスを供給する
ことにより濾過体表面の付着物層を剥離させる方法につ
いて開示されている。

【０００７】また、特開平１０−１９２８８０号公報に
は、分離粒径３０μｍ以上の濾布を用いた活性汚泥濾過
装置において、間欠的に濾過を停止して、生物反応槽内
の濾過体の下方に設けられた濾過体洗浄用のガスを供給
するための通気管からガスを供給するとともに、濾過体
内に清浄水を供給する清浄水供給手段を設けたことを特
徴とする活性汚泥濾過装置について開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に１０μｍ以下の汚泥粒子が多数存在している活性汚泥
液に対して、前記の従来技術で述べられた分離粒径１０
μｍ以上の濾布を用いる場合、透過液ＳＳ濃度の増大を
招き、高い阻止率が得られない。特に膜洗浄を行う場
合、洗浄直後においては、一旦破壊されたダイナミック
層が形成されるまでの間、透過液ＳＳ濃度の増大が特に
顕著となる。また、このＳＳが不織布内部へ侵入し、膜
の目詰まりを助長する。この現象は、目付量が小さい即
ち繊維間隙が大きい不織布を用いるほど顕著となる。

【０００９】一方、目付量が大きい、即ち、繊維間隙が
小さい不織布を濾過体として用いると高い透水性能が得
られない。

【００１０】本発明は、高濃度のＭＬＳＳを有する生物
処理液に対しても高い透過液量とＳＳ分離性能を有し、
膜洗浄直後においても前記特性をバランスよく安定に発
揮することができ、さらに長期的に安定な固液膜分離装
置の運転方法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】本発明者らは、不織布の
目詰まりの状態、不織布の構造、洗浄方法等種々検討す
ることにより、特定の目付量の不織布を用いて効果的な
洗浄を行うことにより、上記目的を達成できることを見
出した。

【００１２】即ち、本発明は目付量が４０〜１００ｇ／
ｍ²で、かつ通気度が３０〜２００ｃｍ³／ｃｍ²・ｓ
の不織布からなる濾過体を用いた固液分離装置により、
濾過差圧５ｋＰａ以下において生物処理液を固液分離す
る濾過運転を行いながら、間欠的に濾過運転を停止し、
水あるいは気体を前記濾過体の透過側から原液側へ圧送
することにより、濾過体の表面あるいは内部を洗浄する
逆洗運転を繰り返すことを特徴とする固液分離装置の運
転方法に関するものである。

【００１３】また、本発明は間欠的に繰り返す逆洗運転
時の１回の逆洗時の逆洗水量が３〜１００リットル／ｍ
ｉｎ・ｍ²であることを特徴とする固液分離装置の運転
方法を提供するものである。

【００１４】また、本発明は間欠的に繰り返す逆洗運転
時の１回の逆洗時の逆洗気体量が１００〜１００，００
０リットル／ｍｉｎ・ｍ²であることを特徴とする固液
分離装置の運転方法を提供するものである。

【００１５】また、本発明は生物処理液の固形分濃度が
５，０００〜２０，０００ｍｇ／リットルであることを
特徴とする固液分離装置の運転方法を提供するものであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の固液分離装置に用いられ
る濾過体は、特定の不織布からなるものであるが、その
形状及び大きさ等は特に限定されるものではなく、使用
状況に応じて平板状、袋状、スパイラル状及びチューブ
状等を適宜選択することができる。

【００１７】また、濾過体の設置形態は、生物反応槽や
活性汚泥処理排水槽等の中に直接浸漬する浸漬型であっ
ても、生物処理槽等の外部に設置する外部循環型であっ
てもよい。

【００１８】本発明の濾過体に用いられる不織布は、目
付量が４０〜１００ｇ／ｍ²、好ましくは５０〜９０ｇ
／ｍ²のものである。目付量が４０ｇ／ｍ²未満では、
透過液ＳＳ濃度の増大を招き、高い阻止率が得られない
からであり、１００ｇ／ｍ²を越えたものでは、高い透
水性能が得られないからである。

【００１９】また、その通気度は前記の目付量と同様の
観点から、３０〜２００ｃｍ³／ｃｍ²・ｓ、好ましく
は４０〜１５０ｃｍ³／ｃｍ²・ｓのものである。通気
度が３０ｃｍ³／ｃｍ²・ｓ未満では、高い透水性能が
得られないからであり、２００ｃｍ³／ｃｍ²・ｓを越
えたものでは、透過液ＳＳ濃度の増大を招き、高い阻止
率が得られないからである。

【００２０】また、その繊維径が、０．５〜３０μｍ、
好ましくは１〜１０μｍのものである。繊維径が０．５
μｍ未満では、透水速度が小さくなり、３０μｍを越え
たものでは、透過液ＳＳ濃度が増大するからである。

【００２１】また、その厚みが、０．０５〜１ｍｍ、好
ましくは０．１〜０．５ｍｍのものである。厚みが０．
０５ｍｍ未満では、機械的強度が低下し、１ｍｍを越え
たものでは、高い透水速度が得られない。

【００２２】上記本発明に用いることができる不織布
は、天然又は合成繊維等を用い、常法により製造される
ものでよい。

【００２３】本発明の固液分離装置の運転方法は、前記
濾過体を用いた固液分離装置により、濾過差圧が５ｋＰ
ａ以下、好ましくは３ｋＰａ以下になるようにして被処
理液を濾過する。濾過差圧が５ｋＰａを越えたのでは、
圧密ケークが形成され透水速度が低下するからである。
このとき濾過差圧は水頭差、吸引ポンプあるいは加圧ポ
ンプにより所定圧に調整すればよい。ここで、濾過差圧
は濾過体の被処理液に接する面（原液側）と反対側面
（透過側）との差圧（当然に反対側面の圧力が低い）を
意味する。

【００２４】また、本発明の固液分離装置の運転方法
は、低濾過差圧で濾過運転しながら、間欠的に水あるい
は気体による逆洗運転を行うことを特徴とするものであ
るが、その逆圧洗浄を行う時期の目安としては、濾過運
転時の透水速度が初期値の１〜８０％である期間内に行
うのが望ましく、特に２〜７０％の期間内が望ましい。
透水速度が初期値の１％未満になった場合には、透水速
度の回復が困難になるため好ましくなく、８０％を越え
ている場合に逆洗運転を行うことはコストの面で不利に
なるからである。１回の逆洗運転時に行う逆洗の回数に
は制限はないが、少なくとも１回の逆洗を行えば充分で
ある。逆洗を行っている時間にも、特に制限はないが、
コストの面から１０秒から２分が望ましい。

【００２５】また、本発明の固液分離装置の運転方法に
おいて水による逆洗運転を行う場合は、１回の逆洗時に
使用する逆洗水量が３〜１００リットル／ｍｉｎ・ｍ²
であり、好ましくは５〜５０リットル／ｍｉｎ・ｍ²あ
る。１回の逆洗水量が３リットル／ｍｉｎ・ｍ²未満で
は、洗浄効果が小さく、１００リットル／ｍｉｎ・ｍ ²
を越えたのでは、高い回収率が得られないからである。

【００２６】また、本発明の固液分離装置の運転方法に
おいて気体による逆洗運転を行う場合は、１回の逆洗時
に使用する逆洗気体量が１００〜１００，０００リット
ル／ｍｉｎ・ｍ²であり、好ましくは５００〜５０，０
００リットル／ｍｉｎ・ｍ²である。１回の逆洗気体量
が１００リットル／ｍｉｎ・ｍ²未満では、洗浄効果が
小さく、１００，０００リットル／ｍｉｎ・ｍ²を越え
たのでは、運転コストが高くなるからである。

【００２７】本発明の固液分離装置の運転方法におい
て、生物処理液の固形分濃度は、５，００〜２０，００
０ｍｇ／リットルが望ましく、特に６，０００〜１５，
０００ｍｇ／リットルが望ましい。生物処理液の固形分
濃度が５，０００ｍｇ／リットル以下であると、透過液
ＳＳ濃度が高くなり、２０，０００ｍｇ／リットル以上
になると高い透水速度が得られないからである。

【００２８】本発明の固液分離装置の運転方法において
濾過体を前記水量あるいは前記気体量にて逆圧洗浄する
際の圧力は、濾過体に用いた不織布の通気度に大きく影
響され、０．０１〜１ｋＰａが望ましく、特に０．０２
〜０．５ｋＰａが望ましい。

【００２９】本発明になる固液分離装置の運転方法は、
濾過体に特定の不織布を用いたものであり、前記構成の
運転方法を実施することにより、濾過差圧５ｋＰａ以下
において、ＭＬＳＳ濃度が１０，０００ｍｇ／リットル
程度の生物処理液に対し、１ｍ／ｄａｙ以上の透水速度
を継続して発揮することを可能にするものである。

【００３０】次に、図面に基づいて本発明の固液分離装
置の運転方法を説明する。

【００３１】図１は、濾過体（４）と吸引ポンプ（５）
等から固液分離装置を構成し、吸引ポンプ（５）を用い
て濾過差圧を生じさせた場合である。生物処理槽（１）
の内部には被処理液となる活性汚泥液等の排水が満たさ
れており、仕切り板（３）を介して一方には平板状の濾
過体（４）が、他方には生物反応に必要なエアーを供給
する散気管（２）が設置されている。散気管（２）から
エアーを噴出させることにより生物処理槽（１）の内部
に仕切り板（３）を中心とする循環流が生じ、ＳＳの沈
殿が防止できる。また、散気管（２）に加え、循環ポン
プ（図示せず）を併用して仕切り板（３）を介して散気
管（２）側から濾過体（４）側へ液を供給し、強制的に
循環流を生じさせるようにしてもよい。このとき、濾過
差圧は５ｋＰａ以下になるように調整する。また、濾過
差圧は吸引ポンプによらず、水頭差により生じさせるよ
うにしてもよい。

【００３２】被処理液となる排水は、所定の濾過差圧に
より濾過体（４）によりＳＳが分離され、透過液が透過
液出口（８）から透過液タンク（７）に排出される。生
物処理槽（１）における濾過処理と同時に、所要量の排
水を外部より順次供給する。

【００３３】このような固液分離処理を長時間継続する
と、濾過体（４）の表面にＳＳが堆積する。適度な量の
ＳＳが堆積した場合には、前記したダイナミック層を形
成することになり、透水速度及びＳＳ分離性能をバラン
スよく高めることができるので好ましいが、ＳＳの過度
の付着は、かえって透水速度を低下させてしまう。

【００３４】このため、前述のようにＳＳが過度に付着
しないうちに、濾過を停止して透過液タンク（７）ある
いは別途設けた逆洗タンク（図示せず）から逆洗ポンプ
（６）により濾過体（４）の透過側へ洗浄水を加圧供給
する。この際、洗浄水の供給に換えて洗浄用の逆洗気体
を供給するようにしてもよい。

【００３５】

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。なお、以下における各数値は、下記の各方法により
行った。

【００３６】（１）透水速度濾過体の有効濾過面積及び一定時間における透過液量か
ら算出した。（２）透過液ＳＳ濃度所定体積の透過液中に含まれる固形分を、孔径０．４μ
ｍのガラスフィルターにより濾過し、乾燥した後、秤量
して求めた。

【００３７】実施例１目付量が７５ｇ／ｍ²、通気度が６０ｃｍ³／ｃｍ²・
ｓ、厚みが０．１７ｍｍの不織布Ｈ８００７（繊維径１
０μｍのポリエステル繊維製、日本バイリーン社製）を
用い、内部に透過液流出のためのスぺーサを有し、透過
液導出ノズルを設けた平板状の濾過体（有効濾過面積３
９ｃｍ²）を作製し、図１に示す装置により固液分離を
行った。被処理液として、姫路市の揖保川浄化センター
の返送汚泥ラインにて採取した活性汚泥を含む排水（Ｍ
ＬＳＳ濃度１０，０００ｍｇ／リットル、粒子径３〜５
００μｍ）を用い、濾過差圧０．３ｋＰａ、被処理液温
度１８℃〜２３℃で固液分離を行った。初期透水速度は
２０ｍ／ｄａｙであり、１、０００時間運転の平均透水
速度は３．０ｍ／ｄａｙであり、その際の平均透過液Ｓ
Ｓ濃度は５ｍｇ／リットルであった。なお、１２時間に
１回の割合で、水逆洗を１０リットル／ｍｉｎ・ｍ²の
条件にて１分間行った。逆洗前の透水速度の低下割合
は、初期透水速度の２〜５％の水準にあった。また、水
逆洗を全く行わなかった場合には、運転開始後２４時間
で透水速度が０．１ｍ／ｄａｙまで低下した。

【００３８】実施例２目付量が８０ｇ／ｍ²、通気度が８２ｃｍ³／ｃｍ²・
ｓ、厚みが０．３ｍｍの不織布ＮＦ−４フェルト（繊維
径１０μｍのポリエステル繊維製、日本フェルト工業社
製）を用いた以外は実施例１と同様にして濾過体を作製
し、図１に示す装置により、実施例１と同様にして水逆
洗も同じ条件にて固液分離を行った。初期透水速度は２
０ｍ／ｄａｙであり、３００時間運転の平均透水速度は
３．２ｍ／ｄａｙであり、その際の平均透過液ＳＳ濃度
は５ｍｇ／リットルであった。逆洗前の透水速度の低下
割合は、初期透水速度の５〜１０％の水準にあった。

【００３９】実施例３実施例１と同じ装置により、実施例１と同様にして固液
分離を行った。なお、水逆洗は、１２時間に１回の割合
で、２０リットル／ｍｉｎ・ｍ²の条件にて３０秒間行
った。初期透水速度は２０ｍ／ｄａｙであり、３００時
間運転の平均透水速度は３．０ｍ／ｄａｙであり、その
際の平均透過液ＳＳ濃度は５ｍｇ／リットルであった。
逆洗前の透水速度の低下割合は、初期透水速度の２〜５
％の水準にあった。

【００４０】実施例４実施例１と同じ装置により、実施例１と同様にして固液
分離を行った。なお、水逆洗は、１２時間に１回の割合
で、８０リットル／ｍｉｎ・ｍ²の条件にて１０秒間行
った。初期透水速度は２０ｍ／ｄａｙであり、３００時
間運転の平均透水速度は３．０ｍ／ｄａｙであり、その
際の平均透過液ＳＳ濃度は５ｍｇ／リットルであった。
逆洗前の透水速度の低下割合は、初期透水速度の２〜５
％の水準にあった。

【００４１】実施例５実施例１と同じ装置により、実施例１と同様にして固液
分離を行った。なお、逆洗は実施例１の水逆洗に換え、
１２時間に１回の割合で、エアーによる気体逆洗を２０
０リットル／ｍｉｎ・ｍ²の条件にて１分間行った。初
期透水速度は２０ｍ／ｄａｙであり、１００時間運転の
平均透水速度は３．０ｍ／ｄａｙであり、その際の平均
透過液ＳＳ濃度は５ｍｇ／リットルであった。逆洗前の
透水速度の低下割合は、初期透水速度の２〜５％の水準
にあった。

【００４２】実施例６実施例１と同じ装置により、実施例１と同様にして固液
分離を行った。なお、１２時間に１回の割合で、エアー
による気体逆洗を５０，０００リットル／ｍｉｎ・ｍ²
の条件にて１０秒間行った。初期透水速度は２０ｍ／ｄ
ａｙであり、１００時間運転の平均透水速度は３．０ｍ
／ｄａｙであり、その際の平均透過液ＳＳ濃度は５ｍｇ
／リットルであった。逆洗前の透水速度の低下割合は、
初期透水速度の２〜５％の水準にあった。

【００４３】比較例１目付量が１８０ｇ／ｍ²、通気度が２ｃｍ³／ｃｍ²・
ｓ、厚みが０．２ｍｍの不織布ＭＦ１８０（繊維径１０
μｍのポリエステル繊維製、日本バイリーン社製）を用
いた以外は実施例１と同様にして濾過体を作製し、図１
に示す装置により、実施例１と同様にして固液分離を行
った。なお、逆洗は実施例３と同じく、水逆洗を１２時
間に１回の割合で、２００リットル／ｍｉｎ・ｍ²の条
件にて３０秒間行った。初期透水速度は１５ｍ／ｄａｙ
であり、１００時間運転の平均透過液ＳＳ濃度は３ｍｇ
／リットルであったが、平均透水速度は０．１ｍ／ｄａ
ｙと低いものであった。

【００４４】比較例２目付量が３０ｇ／ｍ²、通気度が３０５ｃｍ³／ｃｍ²
・ｓ、厚みが０．２８ｍｍの不織布Ｓ０３０（繊維径１
０μｍのポリエステル繊維製、日本バイリーン社製）を
用いた以外は実施例１と同様にして濾過体を作製し、図
１に示す装置により、実施例１と同様にして固液分離を
行った。なお、逆洗は実施例３と同様にして行った。初
期透水速度は２２ｍ／ｄａｙであり、１００時間運転の
平均透水速度は３．１ｍ／ｄａｙであったが、その際の
平均透過液ＳＳ濃度は５０ｍｇ／リットルと高いもので
あった。

【００４５】比較例３実施例１と同じ装置により、実施例１と同様にして固液
分離を行った。なお、１２時間に１回の割合で、水によ
る逆洗を１リットル／ｍｉｎ・ｍ²の条件にて１分間行
った。初期透水速度は２０ｍ／ｄａｙであり、１００時
間運転の平均透過液ＳＳ濃度は３ｍｇ／リットルであっ
たが、平均透水速度は０．５ｍ／ｄａｙと低いものであ
った。

【００４６】

【発明の効果】本発明の固液分離装置の運転方法は、汚
水処理場等における活性汚泥を含む生物処理排水を固液
分離するに当り、特定の濾過体を用い、低濾過差圧で濾
過運転を行うものであり、濾過体の表面に付着した汚泥
除去の洗浄運転を特定条件で行うものであり、長期的に
高い透水速度が維持でき、さらに洗浄操作が極めて簡単
に、かつ迅速に効率よく実施することができる。しか
も、濾過体の表面に付着した過度のＳＳを除去すること
ができ、洗浄直後の段階から高い透水速度とＳＳ分離性
能をバランスよく発揮することができる。また、本発明
の固液分離装置の運転方法は、その他の各種施設の排水
および家庭排水の処理、さらには河川、湖沼等の浄化処
理等に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固液分離装置の運転方法を説明する
ための概念図である。

【符号の説明】

１生物処理槽２散気管３仕切り板４濾過体５吸引ポンプ６逆洗ポンプ７透過液タンク８透過液出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目付量が４０〜１００ｇ／ｍ²で、かつ
通気度が３０〜２００ｃｍ³／ｃｍ²・ｓの不織布から
なる濾過体を用いた固液分離装置により、濾過差圧５ｋ
Ｐａ以下において生物処理液を固液分離する濾過運転を
行いながら、間欠的に濾過運転を停止し、水あるいは気
体を前記濾過体の透過側から原液側へ圧送することによ
り、濾過体の表面あるいは内部を洗浄する逆洗運転を繰
り返すことを特徴とする固液分離装置の運転方法。
【請求項２】間欠的に繰り返す逆洗運転時の１回の逆
洗水量が３〜１００リットル／ｍｉｎ・ｍ²であること
を特徴とする請求項１記載の固液分離装置の運転方法。
【請求項３】間欠的に繰り返す逆洗運転時の１回の逆
洗気体量が１００〜１００，０００リットル／ｍｉｎ・
ｍ²であることを特徴とする請求項１記載の固液分離装
置の運転方法。
【請求項４】生物処理液の固形分濃度が５，０００〜
２０，０００ｍｇ／リットルであることを特徴とする請
求項１記載の固液分離装置の運転方法。