JP2001252679A - 排水処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理水質の低下を十分防止でき、且つ装置を
十分コンパクトにすることができる排水処理装置及び方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、処理槽４内の被処理水２を好
気処理する排水処理装置１０において、処理槽４にその
深さ方向に沿った流路８ａ及び流路８ｂを形成する仕切
部材６、流路８ａ内の被処理水２を曝気して好気処理を
行うと共に、流路８ａ，８ｂに被処理水２の上昇流及び
下降流をそれぞれ形成する曝気手段１２、被処理水２か
ら処理水を分離する膜１８と、被処理水２中のグラニュ
ール汚泥５を備える。この場合、曝気手段１２により処
理槽４内で被処理水２の循環流が形成され膜１８によっ
て被処理水２から処理水が分離される間、被処理水２中
でグラニュール汚泥５が成長し、被処理水２が好気処理
されて微細な活性汚泥が発生するが、本発明では、かか
る微細な活性汚泥の流出を十分防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水や産業排水等
を好気処理する排水処理装置及び方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】下水や産業排水等を好気性条件下に処理
する排水処理装置として、従来から種々のものが知られ
ており、その一つとして例えば特開平９−２０６７７９
号公報に開示されるものがある。

【０００３】図２は、上記公報に記載の排水処理装置を
示す概略断面図である。同図に示すように、排水処理装
置５０は、活性汚泥を含有する被処理水５２を処理槽５
４内に収容しており、処理槽５４内には仕切部材５６が
設けられることによって２つの流路５８ａ，５８ｂが形
成されている。流路５８ａでは、散気管６０から空気５
３が供給され、空気５３のガスリフト効果によって被処
理水５２の上昇流が形成され、流路５８ｂでは、仕切部
材５６の上端部を越流して流れ込む被処理水により被処
理水の下降流が形成され、この下降する被処理水５２
は、仕切部材５６の下端部５６ａと処理槽５４の底面と
の間の開口６２を通って流路５８ａに流れ込む。こうし
て処理槽５４内で被処理水５４の循環流が形成される。
この間、流路５８ｂでは、三相分離器６４によって被処
理水５４中の液体の一部及び空気が分離されて処理槽か
ら流出し、活性汚泥はその処理槽５４から流出防止が図
られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の排水処理装置は以下に示す課題を有する。

【０００５】すなわち従来の排水処理装置５０において
は、被処理水５２が好気性条件下に循環流動されると被
処理水５２中に微細な活性汚泥が発生する。かかる微細
な活性汚泥は、沈降性に劣るため、三相分離器６４にお
いて被処理水５２中の液体と共に処理槽５４から流出す
るおそれがある。ここで、処理水の水質低下を防止する
ために、処理槽５４の後段に微細な活性汚泥を沈殿させ
る沈殿槽を設置することも考えられるが、これでは排水
処理装置５０が全体として大型化することになる。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、処理水質の低下を十分に防止でき且つ装置を十
分コンパクトにすることができる排水処理装置及び方法
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排水処理装置は、処理槽内の被処理水を好
気処理する排水処理装置において、処理槽にその深さ方
向に沿い且つ相互に連通する第１流路及び第２流路を形
成する仕切部材と、第１流路内の被処理水を曝気するこ
とにより好気処理を行うと共に、第１流路に被処理水の
上昇流を形成し、第２流路に被処理水の下降流を形成す
る曝気手段と、被処理水から処理水を分離する膜を持つ
膜分離手段と、被処理水中に含まれるグラニュール汚泥
とを備えることを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、曝気手段により第１流
路内の被処理水が曝気されると、ガスリフト効果により
第１流路で被処理水の上昇流が形成され、第２流路で被
処理水の下降流が形成され、こうして処理槽内で被処理
水の循環流が形成される。一方、膜分離手段の膜によっ
て被処理水から処理水が分離される。こうして被処理水
を循環流動させながら、膜によって被処理水から処理水
を膜分離すると、被処理水中でグラニュール汚泥が成長
すると共に、被処理水が曝気により好気処理されて微細
な活性汚泥が発生する。ここで、グラニュール汚泥は沈
降性に優れているが、微細な活性汚泥は沈降性に劣るた
め従来の三相分離器を用いる場合、微細な活性汚泥は処
理水とともに処理槽から流出するおそれがあった。とこ
ろが、本発明では膜分離手段の膜を用いるので、微細な
活性汚泥の流出を十分防止することが可能となる。従っ
て、処理水の水質低下を十分防止でき、流出した微細な
活性汚泥を沈殿させる沈殿槽を処理槽の後段に設置する
必要がなくなる。

【０００９】また、本発明の排水処理方法は、処理槽内
の被処理水を好気処理する排水処理方法において、処理
槽の深さ方向に沿って延び且つ相互に連通する第１流路
及び第２流路を形成する工程と、第１流路内の被処理水
を曝気することにより好気処理を行うと共に、第１流路
に０．０１〜０．１ｍ／秒の速度を有する被処理水の上
昇流を形成し、第２流路に被処理水の下降流を形成する
ことにより処理槽内で被処理水中のグラニュール汚泥を
循環流動させ、グラニュール汚泥の粒径を１〜８ｍｍに
維持する曝気工程と、被処理水から膜を用いて処理水を
分離する膜分離工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】この方法によれば、被処理水の上昇流の速
度を０．０１〜０．１ｍ／秒とし、グラニュール汚泥の
粒径を１〜８ｍｍに維持することで、膜の膜面洗浄効果
が高まることとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の排水
処理装置の実施形態について説明する。

【００１２】図１は、本発明の排水処理装置の一実施形
態を示す概略断面図である。図１に示すように、排水処
理装置１０は、被処理水２を収容する処理槽４を備えて
いる。排水処理装置１０では好気処理が行われるので、
処理槽４の上部は開放されていてもよい。処理槽４の側
壁には原水供給ライン３が接続されており、原水供給ラ
イン３を通して下水や産業排水等が流入されるようにな
っている。流入された下水や産業排水等は、処理槽４内
で被処理水２の一部となる。また被処理水２中にはグラ
ニュール汚泥５が含まれている。ここで、被処理水２中
のグラニュール汚泥５の濃度は、通常は５０００〜１０
００００ｍｇ／リットル、好ましくは８０００〜６００
００ｍｇ／リットルである。グラニュール汚泥５の濃度
が５０００ｍｇ／リットル未満では、グラニュール汚泥
が維持できなくなる、又はグラニュール汚泥の質が低下
する傾向があり、１０００００ｍｇ／リットルを超える
と、循環流、酸素供給の面で支障が出る傾向がある。

【００１３】処理槽４内には、板状の仕切部材６が処理
槽４の内壁に沿って延びており、この仕切部材６によっ
て処理槽４内にその深さ方向に沿った第１流路８ａと第
２流路８ｂが形成されている。ここで、仕切部材６の上
端部６ａは液面２ａの下方にあり、下端部６ｂは底面と
の間に開口７を形成している。従って、第１流路８ａと
第２流路８ｂとは相互に連通することになる。

【００１４】第１流路８ａの下部位置には、散気管１２
が底面に平行に延びており、散気管１２にはその長さ方
向に沿って複数の散気ノズル１２ａが取り付けられてい
る。散気管１２にはガス供給ライン１４が接続され、ガ
ス供給ライン１４にはブロワ１５が取り付けられてい
る。従って、ブロワ１５の作動によりガス供給ライン１
４を通して空気が散気管１２に送り込まれ、この空気は
散気ノズル１２ａを通して被処理水２に供給される。こ
うして被処理水２の好気処理が行われる。なお、散気管
１２、散気ノズル１２ａ、ガス供給ライン１４およびブ
ロワ１５により曝気手段が構成されている。

【００１５】第１流路８ａには、散気管１２の上方に膜
分離モジュール１６が設置され、膜分離モジュール１６
は被処理水２中に浸漬されている。膜分離モジュール１
６は複数の平膜１８を有し、平膜１８は、被処理水２
と、平膜１８によって作られる内部空間とを仕切るもの
である。そして、これら複数の平膜１８は処理槽４の底
面に平行な方向に沿って並設されている。隣接する平膜
１８同士の間隔は、通常は７〜８ｍｍである。平膜１８
としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜等の２０Å〜５μｍ
程度の孔径を有するものが好適である。

【００１６】複数の平膜１８には集水管（図示せず）が
接続され、これら集水管は処理水排出ライン２０に接続
されている。また処理水排出ライン２０には吸引ポンプ
２２が取り付けられている。従って、吸引ポンプ２２を
作動すると、平膜１８によって作られる内部空間が減圧
され、被処理水２と平膜１８の内部空間との間に差圧が
発生し、平膜１８によって被処理水２から処理水が分離
される。なお、膜分離モジュール１６、平膜１８、処理
水排出ライン２０及び吸引ポンプ２２により膜分離手段
が構成されている。

【００１７】次に前述した排水処理装置１０を用いた排
水処理方法について説明する。

【００１８】まずブロワ１５を作動し、ガス供給ライン
１４を通して散気管１２に空気を送り込み、散気ノズル
１２ａを通して被処理水２に気泡２４の形で空気を供給
する。すると、ガスリフト効果により第１流路８ａに被
処理水２の上昇流が生じる。この上昇流は液面２ａに到
達すると、この上昇流は、仕切部材６の上端部６ａと液
面２ａとの間を通過して第２流路８ｂに下降流として流
れ込む。被処理水２の下降流が第２流路８ｂの下部まで
到達すると、この下降流は、仕切部材６の下端部６ｂと
底面との間の開口７を通って第１流路８ａに流入する。
こうして処理槽４内に被処理水２の循環流が形成される
と共に被処理水２の好気処理が行われる。ここで、被処
理水２に供給する空気の量は、上昇流の速度が０．０１
〜０．１ｍ／ｓ以上になる量とする。上昇流の速度を
０．０１〜０．１ｍ／ｓとすることで、グラニュール汚
泥５の粒径が１〜８ｍｍに維持され、こうした粒径を持
つグラニュール汚泥５によって平膜１８の膜面洗浄効果
がより高まるからである。更に、被処理水２に供給する
空気の量は、下降流の中に空気を捕捉することを避ける
観点から、第２流路８ｂでの被処理水２の下降流の速度
が通常は０．２５ｍ／ｓ以下、好ましくは０．２０ｍ／
ｓ以下となる量とする。

【００１９】次に吸引ポンプ２２を作動し、平膜１８に
よって作られる内部空間を減圧する。すると、その内部
空間と被処理水２との間に差圧が発生し、被処理水２か
ら処理水が分離され、この処理水は、処理水排出ライン
２０を通して排出されることとなる。

【００２０】こうして被処理水２を循環流動させなが
ら、平膜１８によって被処理水２から処理水を膜分離す
ると、被処理水２中でグラニュール汚泥５が成長すると
共に、被処理水２が曝気により好気処理されて微細な活
性汚泥が発生する。ここで、グラニュール汚泥５は沈降
性に優れているが、微細な活性汚泥は沈降性に劣るため
従来の三相分離器を用いる場合、微細な活性汚泥は処理
水とともに処理槽４から流出するおそれがあった。とこ
ろが、本発明ではこのような微細な活性汚泥の流出をも
十分防止できるのである。

【００２１】すなわち本発明では平膜１８を用いてい
る。この平膜１８の孔径は、上述したように通常は２０
Å〜５μｍ程度であり、相当に小さいものである。一
方、グラニュール汚泥５は、被処理水２の循環流動によ
り成長して１〜８ｍｍ程度の粒径を持つようになる。ま
た、微細な活性汚泥の粒径は最小でも１０μｍ程度であ
る。従って、平膜１８によって、これらグラニュール汚
泥５や微細な活性汚泥の膜の通過が十分防止されること
になる。つまり、グラニュール汚泥５のみならず微細な
活性汚泥の流出をも十分防止されるのである。従って、
処理水質の低下を十分に防止でき、流出した微細な活性
汚泥を沈殿させる沈殿槽を処理槽の後段に設置する必要
がなくなるので排水処理装置１０を大幅にコンパクトに
することができる。

【００２２】また膜分離モジュール１６は散気管１２の
上方に配置されているので、平膜１８に空気が送られる
と共にグラニュール汚泥５が衝突する。従って、空気と
グラニュール汚泥５により効果的に平膜１８が洗浄さ
れ、膜の目詰まりが十分防止されることになる。

【００２３】本発明は前述した実施形態に限定されるも
のではない。例えば前述した実施形態では、仕切部材６
が被処理水２中に浸漬されているが、仕切部材６の上端
部６ａを上方に延ばし、上端部６ａが液面２ａから突出
するようにしてもよい。この場合、第１流路８ａの液面
の方が第２流路８ｂの液面よりも高くなるが、第１流路
８ａの被処理水２が越流して第２流路８ｂ内に流れ込む
ので、仕切部材６全体が被処理水２中に浸漬されている
場合と同様に、処理槽４内に被処理水２の循環流が発生
する。

【００２４】また膜分離モジュール１６が第１流路８ａ
内に配置されているが、膜分離モジュール１６は第２流
路８ｂ内に配置されていてもよく、この場合でもグラニ
ュール汚泥５や微細な活性汚泥の流出を十分防止するこ
とができる。

【００２５】更に上記実施形態では膜として平膜１８が
用いられているが、平膜の他、中空糸膜等を用いること
も可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の排水処理装
置によれば、曝気手段により処理槽内で被処理水が循環
流動される間に、グラニュール汚泥が成長すると共に、
被処理水が曝気により好気処理されて微細な活性汚泥が
発生するが、これらグラニュール汚泥や微細な活性汚泥
の流出が膜分離手段の膜によって十分防止されるので、
処理水質の低下を十分防止でき、流出した微細な活性汚
泥を沈殿させる沈殿槽を処理槽の後段に設置する必要が
なくなり、排水処理装置を十分にコンパクトにすること
ができる。

【００２７】また、本発明の排水処理方法によれば、被
処理水の上昇流速を０．０１〜０．１ｍ／ｓとし、グラ
ニュール汚泥の粒径を１〜８ｍｍに維持することで、膜
の膜面洗浄効果をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水処理装置の一実施形態を示す概略
断面図である。

【図２】従来の排水処理装置の一例を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

２…被処理水、４…処理槽、５…グラニュール汚泥、６
…仕切部材、８ａ…第１流路、８ｂ…第２流路、１０…
排水処理装置、１２…散気管（曝気手段）、１２ａ…散
気ノズル（曝気手段）、１４…ガス供給ライン（曝気手
段）、１６…膜分離モジュール（膜分離手段）、１８…
平膜（膜分離手段）、２０…処理水排出ライン（膜分離
手段）、２２…吸引ポンプ（膜分離手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA01 HA41 JA31A KA43 KB22 KC14 MA01 MA03 PB08 PC62 4D028 AB00 BC17 BC26 BD17 CA00 CB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内の被処理水を好気処理する排水
   処理装置において、 前記処理槽にその深さ方向に沿い且つ相互に連通する第
   １流路及び第２流路を形成する仕切部材と、 前記第１流路内の被処理水を曝気することにより好気処
   理を行うと共に、前記第１流路に被処理水の上昇流を形
   成し、前記第２流路に被処理水の下降流を形成する曝気
   手段と、 前記被処理水から処理水を分離する膜を持つ膜分離手段
   と、 前記被処理水中に含まれるグラニュール汚泥と、を備え
   ることを特徴とする排水処理装置。
2. 【請求項２】 処理槽内の被処理水を好気処理する排水
   処理方法において、 前記処理槽の深さ方向に沿って延び且つ相互に連通する
   第１流路及び第２流路を形成する工程と、 前記第１流路内の被処理水を曝気することにより好気処
   理を行うと共に、前記第１流路に０．０１〜０．１ｍ／
   秒の速度を有する被処理水の上昇流を形成し、前記第２
   流路に被処理水の下降流を形成することにより前記処理
   槽内で被処理水中のグラニュール汚泥を循環流動させ、
   前記グラニュール汚泥の粒径を１〜８ｍｍに維持する曝
   気工程と、 前記被処理水から膜を用いて処理水を分離する膜分離工
   程と、を含むことを特徴とする排水処理方法。