JP2002210486A

JP2002210486A - 洗濯排水の処理方法及び装置

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Publication number: JP2002210486A
Application number: JP2001260041A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kinugasa; 敦志衣笠; Hiroshi Sagawa; 佐川　　寛; Naoki Ogawa; 尚樹小川; Kuniharu Wakuta; 邦晴涌田; Hiroshi Nakamura; 宏中村; Katsuji Yoshimi; 勝治吉見; Toshihiko Kashiwai; 俊彦柏井; Kazuo Fukunaga; 和雄福永; Hideki Kamiyoshi; 秀起神吉
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2002-07-30
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: JP3913015B2

Abstract

(57)【要約】【課題】原子力施設から排出される洗濯排水に含まれ
る汚濁物質を、放流規制値以下まで満足させるだけでな
く、その処理水を再利用するための無害化処理方法及び
装置を提供する。【解決手段】生物処理槽２において洗濯排水１で活性
汚泥を馴致した後、貧栄養状態で洗濯排水１を活性汚泥
と曝気混合した後、該混合液を精密ろ過膜３によって固
液分離することによって、無害化処理する。爆気混合は
精密ろ過膜３の直下に配置された散気管６から噴射され
る空気５により行われる。別の散気管を空気が精密ろ過
膜３に直接噴射されない位置に設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯排水や洗浄排
水の処理方法及び装置、特に、原子力施設から排出され
る洗濯排水や洗浄排水の処理方法及び装置に関ものであ
る。また、本発明は、設備改造等、設置面積に制約があ
る場合の排水処理方法及び装置に応用可能な技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば原子力施設から排出される洗濯排
水もしくは洗浄排水（以下、代表的に洗濯排水という）
には、洗剤、布繊維、脂肪分、炭水化物のような有機物
質の他に、極微量の放射性物質が含まれている。放流規
制値を満足させるために、これらの物質を除去し無害化
しなければならない。

【０００３】従来、洗濯排水を無害化する処理方法とし
ては、洗濯排水に粉末活性炭や粉末イオン交換樹脂を添
加し、それに含まれる有機物や放射性物質を吸着した
後、プレコートフィルタによってろ過する処理方法や、
洗濯排水を直接限外ろ過膜や逆浸透膜によってろ過し、
その濃縮液を蒸発濃縮する処理方法がある。また、近年
になって、洗濯排水にオゾンを添加して、その中の有機
物を酸化分解する方法が試みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プレコートフ
ィルタによってろ過する処理方法は、添加する粉末活性
炭や粉末イオン交換樹脂によって、放射性廃棄物の量が
増加するという問題がある。また、直接限外ろ過膜や逆
浸透膜によってろ過し、その濃縮液を蒸発濃縮する方法
は、蒸発濃縮液中に、洗剤中の相当量の非放射性塩類と
共に放射性物質が混在するため、エネルギー消費量が大
きいだけでなく放射性廃棄物の量がやはり増加し、結果
として処理コストが高くなるという問題がある。

【０００５】更に、オゾンを添加する方法は、洗剤に含
まれる界面活性剤を分解するのに効果的であるが、オゾ
ン消費量が非常に多くなる。オゾンは比較的高価な酸化
剤であるため、設備費及び運転費が非常に大きく、甚だ
不経済であるという欠点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の主な目
的は、低い処理コストで洗濯排水を処理可能な方法及び
装置を提供することである。

【０００７】また、本発明の別の目的は、原子力施設か
らの洗濯排水を効果的に処理できると共に、低廉な設備
費及び運転費で放射性廃棄物の量を大幅に低減すること
ができる処理方法及び装置を提供することである。

【０００８】この目的を達成するために、請求項１に記
載の本発明による処理方法は、原子力施設から排出され
る洗濯排水を活性汚泥と曝気混合した後、得られた混合
液を精密ろ過膜によって固液分離することを特徴として
いる。請求項２に記載の本発明のように、この処理方法
において、活性汚泥は浮遊性の活性汚泥フロックである
ことが好ましく、また、請求項３に記載の本発明のよう
に、洗濯排水によって活性汚泥を馴致した後、貧栄養状
態で洗濯排水と活性汚泥を曝気混合することが好まし
い。更に、請求項４に記載の本発明のように、洗濯排水
による馴致は栄養源としてアンモニウム塩及び／又はリ
ン酸塩を添加しながら行われるのが好ましく、請求項５
に記載の本発明のように、栄養源の添加を停止して洗濯
排水を貧栄養状態とするのが好ましい。

【０００９】更に、請求項６に記載の本発明のように、
活性汚泥の濃度が約６０００〜１００００ｍｇ／Ｌにな
るまで活性汚泥を馴致することが好適であり、請求項７
に記載の本発明のように、貧栄養状態は、洗濯排水中の
ＢＯＤと窒素（Ｎ）の重量比が１００：５以下、又は該
ＢＯＤとリン（Ｐ）の重量比が１００：１以下であるこ
とが好ましい。また、請求項８に記載の本発明のように
混合液を精密ろ過膜でろ過したろ液は洗濯用水として再
利用することができ、請求項９に記載の本発明のよう
に、活性汚泥の増加量分を酸化剤で酸化分解処理するこ
とが好ましく、この場合、酸化剤としては、請求項１０
に記載の本発明のように、オゾン又は過酸化水素が好適
である。

【００１０】上述の目的を達成するため、本発明の別の
側面によると、請求項１１に記載のように、原子力施設
からの洗濯排水を活性汚泥と曝気混合する生物処理槽
と、該生物処理槽内に設けられ、前記曝気混合により得
られた混合液を固液分離する精密ろ過膜と、前記曝気混
合のため前記精密ろ過膜の直下に設けられた曝気手段
と、前記精密ろ過膜からの膜ろ過水を受ける膜ろ過水槽
と、前記生物処理槽における余剰汚泥を受ける余剰汚泥
槽とを備える洗濯排水の処理装置が提供される。

【００１１】この処理装置は、請求項１２に記載の本発
明のように、前記余剰汚泥槽から余剰汚泥の一部を引き
抜いて前記余剰汚泥槽に戻す循環ポンプと、該循環ポン
プに連通してその下流側に配置されたオゾン反応槽とを
更に備え、前記循環ポンプはその上流側でオゾン源に連
絡していることが好ましい。また、請求項１３に記載の
ように、前記オゾン源から乾燥余剰汚泥１ｋｇあたり約
０．０４〜０．０８ｋｇのオゾンを前記余剰汚泥に添加
することが好ましい。

【００１２】また、この処理装置は、請求項１４に記載
の本発明のように、受け入れた洗浄排水を脱離液と混合
して前記生物処理槽に供給する混合槽と、前記生物処理
槽から活性汚泥の一部を引き抜いて前記混合槽に戻す循
環ポンプと、該循環ポンプに連通してその下流側に配置
されたオゾン反応槽とを更に備え、前記循環ポンプはそ
の上流側でオゾン源に連絡していることが好ましい。こ
の場合、請求項１５に記載のように、前記オゾン源から
乾燥汚泥１ｋｇあたり約０.０４〜０.１ｋｇのオゾンを
前記活性汚泥の一部に添加することが好ましい。

【００１３】この処理装置には、請求項１６に記載のよ
うに、前記余剰汚泥槽に過酸化水素水が添加されてよ
い。その場合、請求項１７に記載のように、記過酸化水
素水の注入量は乾燥余剰汚泥１ｋｇあたりほぼ０.０５
〜０.１ｋｇであることが好ましい。

【００１４】更に、上述の目的を達成するため、請求項
１８に記載の本発明の別の側面によると、洗濯排水を活
性汚泥と曝気混合する生物処理槽と、該生物処理槽内に
設けられ、前記曝気混合により得られた混合液を固液分
離する精密ろ過膜と、前記精密ろ過膜の直下に設けられ
た第１曝気手段と、発生した気泡が前記精密ろ過膜に接
触しない前記生物処理槽内の位置に設けられた第２曝気
手段とを備える洗濯排水の処理装置が提供される。

【００１５】また、請求項１９に記載のように、本発明
の更に別の側面によると、排水を活性汚泥と曝気混合
し、得られた混合液を精密ろ過膜によって固液分離し、
前記混合液を前記精密ろ過膜でろ過するときは、該精密
ろ過膜の直下に設けられた第１曝気手段によって曝気
し、前記混合液を前記精密ろ過膜でろ過しないときは、
前記第１曝気手段による曝気を停止することを特徴とす
る洗濯排水の処理方法が提供される。

【００１６】前記第１曝気手段からの空気量は、請求項
２０に記載の本発明のように、膜面積１ｍ²あたり約１
２〜２０Ｌ／分であることが好ましく、また、請求項２
１に記載の本発明のように、前記精密ろ過膜によるろ過
及び前記第１曝気手段による曝気を停止したときは、発
生した気泡が前記精密ろ過膜に接触しない位置に設けら
れた第２曝気手段によって前記混合液を連続的又は間欠
的に曝気することが好ましい。この場合、請求項２２に
記載のように、第２曝気手段からの空気は連続的又は間
欠的に供給して、前記生物処理槽の溶存酸素が約１〜６
ｍｇ／Ｌとなるように空気量を調節することが好まし
い。請求項２３に記載のように、前記洗濯排水は原子力
施設から排出される洗濯排水とすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明の好適な実施の形態について詳細に説明するが、図
中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。ま
た、本発明は、以下の説明から分かるように、この実施
の形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能で
ある。

【００１８】（実施の形態１）図１は、本発明の処理方
法を実施するための処理設備もしくは処理系統の一実施
の形態を示している。図１において、先ず洗濯排水１が
生物処理槽（膜分離槽と呼んでもよい）２に流入する。
生物処理槽２の中には浮遊した活性汚泥フロックが保持
されており、その中に膜モジュールからなる平膜状の分
離膜３が浸漬されている。活性汚泥を保持する方法とし
て、粒状担体や繊維状担体を用いる方法があるが、本発
明の好適な実施の形態ではこれらの各種担体を用いず、
浮遊性の活性汚泥フロックを用いることが好ましい。担
体を用いない理由は、担体表面に層状に付着成長した活
性汚泥の内部が嫌気状態となりやすく、それが剥離した
とき分離膜３を閉塞させるからである。

【００１９】なお、通常、原子力施設の洗濯排水は日中
の操業によって発生し、夜間はまったく発生しないよう
な流出パターンが多く、排水流量と水質の変動が激しい
ので、洗濯排水１は、図示しない調整槽もしくは混合槽
に一旦流入させ、そこで流量と水質が均一化されたの
ち、生物処理槽２に流入させるように構成することがで
きる。

【００２０】分離膜３は、この実施の形態では細孔径
０．４μｍの精密ろ過膜であって、水は通過するが活性
汚泥や微細粒子は通過できない機能を有している。生物
処理槽２内の好ましくは底部において分離膜３の下方に
は、外部のブロア（図示せず）に通じる散気管（曝気手
段）６が設置されており、この散気管６を経由して空気
５が生物処理槽２内に供給される。空気５によって活性
汚泥と洗濯排水は混合・曝気されると共に、分離膜３の
表面が気泡洗浄され、分離膜３に活性汚泥が付着して細
孔が閉塞されるのを防止する。生物処理槽２とその近く
に配置された膜ろ過水槽７との間には水位差が存在して
おり、この水位差で分離膜３を通過した清澄な膜ろ過水
４は、膜ろ過水槽７に流入し、処理水８として放流され
る。なお、膜ろ過水４をポンプ吸引することにより膜ろ
過水槽７に流入させるようにしてもよい。

【００２１】一方、洗濯排水中の有機成分の分解に伴な
って増加した活性汚泥は、余剰汚泥９として生物処理槽
２から引き抜いて余剰汚泥槽１０に導入され、ここから
余剰汚泥ポンプ１１によって脱水機１２に送られ、脱水
機１２で脱水処理して脱水ケーキ１３となる。このとき
発生する脱離液１４は生物処理槽２に戻される。洗濯排
水が原子力施設からの排水である場合、その中に含まれ
る微量の放射性核種は、活性汚泥フロック中に保持され
ており、余剰汚泥９と共に脱水ケーキ１３に含まれ除去
される。因みに、除染係数（洗濯排水中の放射能濃度／
処理水中の放射能濃度比）は１０〜２０である。

【００２２】この活性汚泥フロックは、当初、下水汚泥
や産業排水処理で用いられている汚泥を種汚泥として投
入し、栄養源としてアンモニウム塩やリン酸塩を添加し
ながら洗濯排水で馴致し、活性汚泥濃度が約６０００〜
１００００ｍｇ／Ｌ程度に達するまで増殖させる。その
後、栄養源の添加は停止して、洗濯排水中に含まれる微
量の窒素（Ｎ）やリン（Ｐ）だけの貧栄養状態で処理す
ることが好ましい。これによって、生物処理槽２中の活
性汚泥の自己消化量が増加し、その結果、余剰活性汚泥
量が少なくなり、そのため、脱水ケーキ１３の量も低減
させることができる。

【００２３】更に、処理水８を洗濯用水として再利用す
るためには、栄養源としての塩類の添加による処理水８
中の塩類の増加量を少なくすることが必要である。塩類
の増加は洗濯物の黄ばみの原因となるからである。上述
のように栄養源の添加を停止することによって処理水８
の再利用率は５０〜７０％にすることができる。

【００２４】（実施の形態２）本発明の処理方法を実施
するための処理設備の実施の形態２を示す図２から分か
るように、この実施の形態２は、図１の実施の形態１に
循環ポンプ１５，オゾン源としてのオゾン反応槽２０，
酸素富化器１７及びオゾン発生器１８並びにそれらに関
係した配管類が付加されているほかは実施の形態１と実
質的に同じ構成である。この実施の形態２においては、
循環ポンプ１５によって余剰汚泥槽１０から余剰汚泥の
一部を引き抜き、オゾン反応槽２０に導入する。その
際、乾燥空気１６から酸素富化器１７及びオゾン発生器
１８によって発生させたオゾン１９を循環ポンプ１５の
吸引側に混入し、オゾン反応槽２０で溶解させたのち余
剰汚泥槽１０へと戻す。これによって、余剰汚泥の約７
０〜９０％は酸化分解されて炭酸ガスと水となる。

【００２５】オゾン１９の注入量は、乾燥余剰汚泥１ｋ
ｇあたり約０.０４〜０.０８ｋｇであることが好まし
い。約０．０４ｋｇより少ないと余剰汚泥の酸化分解が
不十分となり、余剰汚泥の減少量が少なくなって、脱水
機１２の規模が大きくなり、脱水ケーキ１３の量が増加
する。約０．０８ｋｇより多いとオゾン１９が過剰とな
り、酸素富化器１７及びオゾン発生器１８の装置規模が
増加するだけでなく、未反応のオゾンの処理装置が必要
となる。

【００２６】（実施の形態３）図３は、本発明の処理方
法を実施するための処理設備の実施の形態３を示してい
る。図３の実施の形態３においては、生物処理槽２の前
工程として混合槽もしくは調整槽２１が設けられてお
り、この混合槽２１に、洗濯排水１及び脱離液１４を導
入すると共に、生物処理槽２中の活性汚泥を循環ポンプ
１５で引き抜きオゾン反応槽２０を経由して導入してい
る。その際、乾燥空気１６から酸素富化器１７及びオゾ
ン発生器１８によって発生させたオゾン１９を循環ポン
プ１５の吸引側に混入することについては、図２の実施
の形態と同様である。

【００２７】図３の実施の形態３においては、オゾン１
９の注入量が乾燥汚泥１ｋｇあたり約０.０４〜０.１ｋ
ｇであることが好ましい。約０．０４ｋｇより少ないと
余剰汚泥の酸化分解が不十分となり、余剰汚泥の減少量
が少なくなって脱水機１２の規模が大きくなり、脱水ケ
ーキ１３の量が増加する。また、注入量が約０．１ｋｇ
より多いとオゾン１９が過剰となり、酸素富化器１７及
びオゾン発生器１８の装置規模が増加するだけでなく、
未反応のオゾンの処理装置が必要となる。なお、図２の
実施の形態よりもやや多くのオゾン量を投入するのは、
オゾン反応槽２０で未反応のオゾンを、混合槽２１で洗
濯排水１中の有機物の酸化に利用できるからである。

【００２８】（実施の形態４）図４に示された本発明の
実施の形態４は、過酸化水素水２２が余剰汚泥槽１０に
添加されるほかは図１の実施の形態１と実質的に同じ構
成である。余剰汚泥槽１０に過酸化水素水２２を添加す
ることにより、余剰汚泥の約７０〜９０％は酸化分解さ
れて炭酸ガスと水となる。

【００２９】過酸化水素水２２の注入量は、乾燥余剰汚
泥１ｋｇあたり０.０５〜０.１ｋｇ程度であることが好
ましい。約０．０５ｋｇより少ないと余剰汚泥の酸化分
解が不十分となり、余剰汚泥の減少量が少なくなって、
脱水機１２の規模が大きくなり、脱水ケーキ１３の量が
増加する。また、注入量が約０．１ｋｇより多いと過酸
化水素水２２が過剰となり、不経済であるだけでなく、
未反応の過酸化水素水２２の還元剤が必要となる。

【００３０】（実施例１）原子力施設から排出された洗
濯排水を図１に示す処理設備で処理した。洗濯排水の水
質は、ＢＯＤ１８０ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ１２５ｍｇ／Ｌ，
ＳＳ７０ｍｇ／Ｌ，窒素（Ｎ）４ｍｇ／Ｌ，リン（Ｐ）
０．５ｍｇ／Ｌ，電導度５００μＳ／ｃｍ，放射能濃度
２×１０^-3Ｂｑ／ｍＬであった。また、生物処理槽のＢ
ＯＤ容積負荷は０.８ｋｇ／ｍ³・ｄ，ＣＯＤ容積負荷は
０.６ｋｇ／ｍ³・ｄ，活性汚泥濃度は約１００００ｍｇ
／Ｌであった。なお、ここで、Ｌはリットルである。こ
のときの処理結果を表１に示す。表１から分かるよう
に、処理水の水質は、放流規制値（３０ｍｇ／Ｌ以下）
を十分に満足するものであった。また、処理水を洗濯用
水として再利用しても、洗濯物の黄ばみを生じさせない
ことが確認された。

【００３１】（実施例２，３及び４）実施例１で用いた
のと同じ洗濯排水を図２，図３及び図４に示す処理設備
でそれぞれ処理した結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】上述した実施の形態１〜４においては、ブ
ロワから供給された空気５が散気管６から噴射されて気
泡となり分離膜３の表面を洗浄するため、活性汚泥が膜
表面に積層して透過水量が低下するのを防いでいる。し
かし、排水流量が多く、その汚濁物質（ＢＯＤ，ＣＯ
Ｄ）濃度が低い場合には、生物処理槽２への空気供給量
は、ＢＯＤ分解に必要な空気量よりも過剰（過曝気）と
なることがあり、これによって、活性汚泥フロックが細
分化して、分離膜３を目詰まりさせ易くするだけでな
く、汚泥の自己消化による処理水質の悪化という悪循環
を招く可能性がある。また、洗濯排水はその中の残存す
る洗剤によって泡の発生が著しいことがあり、過剰の曝
気によって生物処理槽２から溢れる可能性がある。更
に、原子力施設に限らないが、設置面積を最小限にする
ため、調整槽もしくは混合槽（実施の形態３）の容量を
削減しなければならないことがある。因みに、生物処理
方法は、２４時間連続運転で負荷変動を極力回避するこ
とによって処理性能が安定し、良好な処理水質が得られ
る。しかし、洗濯排水が流入する時間内に、生物処理槽
２で洗濯排水を処理しなければならない場合があり、む
しろ洗濯排水１が流入しない時間帯での低負荷対策が課
題となった。

【００３４】（実施の形態５）図５は、本発明の処理方
法を実施するための図１，２，３又は４に記載の処理設
備の一改良例を示す図であり、特に、図１，２，３又は
４に記載の処理設備における諸問題を解決するための改
良部分を抽出して示している。図５において、洗濯排水
１は生物処理槽２に流入する。生物処理槽２の中には浮
遊した活性汚泥フロックが保持されており、その中に、
実施の形態１において用いられた分離膜と同様のもので
よい平膜状の分離膜３が浸漬されている。生物処理槽２
内には、分離膜３の直下部に第１散気管（第１曝気手
段）６ａが設置されると共に、後述する位置に第２散気
管（第２曝気手段）６ｂが設置されており、これらの散
気管６ａ及び６ｂには図示しないブロワからの空気５が
弁７ａ，７ｂを自動又は手動で選択的に経由して供給さ
れるようになっている。生物処理槽２と膜ろ過水４の抜
き出し位置の水位差又はポンプ吸引で分離膜３を通過し
た清澄な膜ろ過水４は、生物処理槽２の外部に処理水と
して流出する。

【００３５】分離膜３によりろ過を行うときは、ブロワ
からの空気５を散気管から噴射することによって、活性
汚泥と洗濯排水が曝気・混合されると共に、分離膜３の
表面が気泡洗浄される。通常、６ａからの空気量は膜面
積１ｍ²あたり約１２〜２０Ｌ／分であることが好まし
い。空気量が約１２Ｌ／分より少ないときは、膜表面の
洗浄効果が不充分となり、約２０Ｌ／分より多いとき
は、エネルギーの無駄となるばかりでなく、気泡による
分離膜３の振動が過剰となり、膜の痛みが激しくなって
機械的寿命が短くなる。

【００３６】また、分離膜３への空気供給は間欠的に行
うことができる。このとき、言うまでもなく膜ろ過は空
気供給のときにのみ行われる。分離膜３によるろ過を停
止するときは、弁７ａを閉じて散気管６ａからの空気供
給を停止し、弁７ｂを開けて散気管６ｂから空気を供給
する。これらの弁７ａ及び７ｂは自動又は手動で開閉す
ることができる。本発明により付加された散気管６ｂ
は、そこから排出された気泡とその結果として得られる
混合液とが直接に分離膜３に接触しないような位置に設
けることが好ましい。弁７ａが閉じ分離膜３でろ過され
ていないときに膜面を気泡洗浄すると、分離膜３の膜モ
ジュールを構成する部材の接合面に過剰の振動を与え
て、膜モジュールの機械的寿命を短くするという逆効果
が生ずるからである。

【００３７】また、散気管６ｂからの空気は連続的又は
間欠的に供給して、生物処理槽２の溶存酸素（ＤＯ）が
約１〜６ｍｇ／Ｌとなるように空気量を調節することが
好ましい。溶存酸素（ＤＯ）が１ｍｇ／Ｌ以下であれば
活性汚泥が嫌気性になる危険があり、６ｍｇ／Ｌ以上を
長期に継続すれば活性汚泥が細分化し、分離膜３の目詰
まりを早めることになる。

【００３８】特に、洗濯排水が日中（例えば日勤の５〜
８時間）のみに発生し、夜間は全く発生しないような場
合であって、生物処理槽２の前側に上述した調整槽が設
けられず、洗濯排水を、生物処理槽２から流出するまで
の時間中に処理しなければならないような条件下では、
以上の処理方法と矛盾しないように運転を行なう。即
ち、洗濯排水１の流入時間帯は、分離膜３のろ過と散気
管６ａによる連続的又は間欠的曝気とを行ない、洗濯排
水１の流入が停止した時間帯は、分離膜３のろ過及び散
気管６ａによる曝気は停止し、散気管６ｂで連続的又は
間欠的に曝気を行なう。

【００３９】このようにして処理された原子力施設から
排出される洗濯排水中に含まれる微量の放射性核種は、
活性汚泥フロック中に保持され、適時、生物処理槽２の
外部に余剰汚泥として排出される（図１〜図４参照）。
なお、除染係数（洗濯排水中の放射能濃度／処理水中の
放射能濃度比）は、この改変例では約２０以上であっ
た。実施の形態１〜４と同様に、活性汚泥フロックは、
当初、下水汚泥や産業排水処理で用いられている汚泥を
種汚泥として投入し、栄養源としてアンモニウム塩やリ
ン酸塩を添加しながら洗濯排水で馴致し、活性汚泥濃度
が約６０００〜１００００ｍｇ／Ｌ程度に達するまで増
殖させる。排水を処理すると、活性汚泥の増殖によりそ
の濃度は増加するが、通常は、約１００００〜２０００
０ｍｇ／Ｌの範囲となるように余剰汚泥量を引き抜く
（図５には余剰汚泥槽を図示していない）。なお、図５
は生物処理槽が角型槽で、その片側の側壁下部に散気管
６ｂを設けた場合を示している。

【００４０】（実施の形態６）図６は、本発明を実施す
るための図１，２，３又は４に記載した処理設備の別の
改良例を示す図であり、特に改良部分を抽出して示して
おり、図５の改良例と異なる点は、散気管６ｃ及び弁７
ｃが追加されていることと、分離膜３及び散気管６ａの
設置位置が中心にあることである。また、散気管６ｃ及
び弁７ｃの作用は、実施の形態５に関連して説明した散
気管６ｂ及び弁７ｂとそれぞれ実質的に同じである。

【００４１】即ち、図６は、生物処理槽２が角型槽であ
る場合には、その両側壁の下部近くに散気管６ｂ及び散
気管６ｃを配置しうることや、生物処理槽２が円形槽で
ある場合には、その周壁の下部近くに散気管６ｂ及び散
気管６ｃを同心円状に配置しうることを示している。

【００４２】（実施例５）原子力施設から排出される洗
濯排水を、図５に部分的に示す処理設備で処理した。こ
の原子力施設では、洗濯排水は日中の８時間だけ発生
し、残る１６時間は発生しなかった。しかも、排水が発
生した８時間の間に全て発生排水を処理する必要があっ
た。排水水質は、ＣＯＤ１００ｍｇ／Ｌ，ＳＳ７０ｍｇ
／Ｌ，放射能濃度２×１０^-3Ｂｑ／ｍＬであった。この
ときの生物処理槽２のＣＯＤ容積負荷は０.３ｋｇ／ｍ³
・ｄ，活性汚泥濃度は約１００００ｍｇ／Ｌであった。
処理結果を表２に示す。

【００４３】表２から分かるように、処理水水質は、排
水流入前と流入後で変化しているが、いずれも放流規制
値を十分に満足するものであった。なお、処理水とは、
図５には示していないが、図１の実施の形態における膜
ろ過水槽７を出た処理水を指している。生物処理槽２の
形状は角型槽であった。運転日数が半年間を経ても、透
過液流束が０.６ｍ³／ｍ²・ｄ以下になることはなかっ
た。

【００４４】（実施例６）実施例５で用いたのと同じ洗
濯排水を図６に示す処理設備で処理した結果を表２に示
す。なお膜分離槽の形状は、円形槽であった。運転日数
が半年間を経ても、透過液流束が０.６ｍ³／ｍ²・ｄ以
下になることはなかった。

【００４５】（比較例）実施例５の洗濯排水を用いて図
１の処理設備で処理した。その結果、処理水は実施例５
及び６とほぼ同じ水質が得られたが、運転日数３ヶ月以
内に透過流束が０.４ｍ³／ｍ²・ｄ以下と減少し、改良
効果が確認された。

【００４６】

【表２】

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から分かるように、請求項１
及び１１に記載した本発明の洗濯排水の処理方法及び装
置によれば、原子力施設から排出される洗濯排水を活性
汚泥と曝気混合し、得られた混合液を精密ろ過膜によっ
て固液分離するようにしたので、原子力施設からの洗濯
排水を効果的に処理できると共に、放射性廃棄物を大幅
に低減することができ、しかも設備費及び運転費が低く
頗る経済的である。

【００４８】この場合、請求項２に記載の本発明のよう
に、活性汚泥が浮遊性の活性汚泥フロックであると、精
密ろ過膜が閉塞することが少なくなり好ましい。また、
請求項３に記載のように、洗濯排水で活性汚泥を好まし
くはその濃度が約６０００〜１００００ｍｇ／Ｌになる
まで（請求項６）馴致した後、貧栄養状態で該洗濯排水
と該活性汚泥を曝気混合し、請求項４に記載のように、
洗濯排水による馴致は栄養源としてアンモニウム塩及び
／又はリン酸塩を添加しながら行い、請求項５に記載の
ように、栄養源の添加を停止して洗濯排水を請求項７に
規定した貧栄養状態とすると、生物処理槽中の活性汚泥
の自己消化量が増加し、その結果、余剰活性汚泥量が少
なくなり、脱水ケーキの量も低減させることができるほ
か、塩の低下により処理水の再利用率を５０〜７０％に
増すことができる。即ち、洗剤に起因する塩濃度が、無
害化処理することによって上昇することが少なく、請求
項８に記載のように洗濯用水として再利用してリサイク
ルすることができる。これによって洗濯に必要な用水量
の節減だけでなく、洗濯によって発生する極微量の放射
性核種を含む排水を管理区域外に排出する量を低減でき
る。

【００４９】請求項９に記載の処理方法のように、活性
汚泥の増加量分を酸化剤で酸化分解処理したり、請求項
１０に記載の処理方法のように、酸化剤をオゾン又は過
酸化水素水とすることによって、余剰汚泥の約７０〜９
０％を酸化分解して炭酸ガスと水にすることができる。
また、請求項１２に記載の処理装置のように、余剰汚泥
槽から余剰汚泥の一部を引き抜いて前記余剰汚泥槽に戻
す循環ポンプと、該循環ポンプに連通してその下流側に
配置されたオゾン反応槽とを更に備え、前記循環ポンプ
はその上流側でオゾン源に連絡している構成では、余剰
汚泥の約７０〜９０％を酸化分解して炭酸ガスと水にす
ることができる。

【００５０】この請求項１２に記載の処理装置におい
て、請求項１３の本発明のように、オゾン源から乾燥余
剰汚泥１ｋｇあたり約０.０４〜０.０８ｋｇのオゾンを
余剰汚泥に添加するようにすると、余剰汚泥の酸化分解
が不十分となって余剰汚泥の減少量が少なくなったり、
オゾンが過剰となり、未反応のオゾンの処理装置が必要
となったりする問題を事前に阻止することができる。

【００５１】更に、請求項１４に記載の本発明のよう
に、受け入れた洗浄排水を脱離液と混合して生物処理槽
に供給する混合槽と、前記生物処理槽から活性汚泥の一
部を引き抜いて前記混合槽に戻す循環ポンプと、該循環
ポンプに連通してその下流側に配置されたオゾン反応槽
とを更に備え、前記循環ポンプはその上流側でオゾン源
に連絡していると、洗濯排水が日中のみに発生する場合
の処理に好適であると共に、オゾン反応槽で未反応のオ
ゾンが存在しても混合槽で洗濯排水中の有機物の酸化に
利用できる。この場合、請求項１５に記載のように、オ
ゾン源から乾燥汚泥１ｋｇあたり約０.０４〜０.１ｋｇ
のオゾンを活性汚泥の一部に添加すると、請求項１３と
同様に、余剰汚泥の酸化分解が不十分となって余剰汚泥
の減少量が少なくなったり、オゾンが過剰となり、未反
応のオゾンの処理装置が必要となったりする問題を事前
に阻止することができるので都合がよい

【００５２】請求項１６に記載の本発明のように、余剰
汚泥槽に過酸化水素水を添加することにより、請求項１
０の発明と同様に余剰汚泥の約７０〜９０％を酸化分解
して炭酸ガスと水にすることができる。この過酸化水素
水の注入量は、請求項１７に記載の本発明のように、乾
燥余剰汚泥１ｋｇあたりほぼ０.０５〜０.１ｋｇとする
と、余剰汚泥の酸化分解が不十分となって余剰汚泥の減
少量が少なくなったり、過酸化水素水が過剰となり、未
反応の過酸化水素水の還元剤が必要となったりすること
がない。

【００５３】また、請求項１８に記載の本発明による
と、洗濯排水の処理装置は、洗濯排水を活性汚泥と曝気
混合する生物処理槽と、該生物処理槽内に設けられ、曝
気混合により得られた混合液を固液分離する精密ろ過膜
と、前記精密ろ過膜の直下に設けられた第１曝気手段
と、発生した気泡が前記精密ろ過膜に接触しない前記生
物処理槽内の位置に設けられた第２曝気手段とを備えて
いるので、請求項１及び１１の発明により得られる効果
と同様の効果に加えて、２つの曝気手段を設けることに
よって、生物処理槽内の過曝気や汚泥沈降を防止できる
だけでなく、精密ろ過膜の目詰まり及び過曝気による膜
の振動での機械的劣化を軽減し、それによって精密ろ過
膜の寿命を延ばすことが可能となる。また、洗濯排水流
入時間内の処理性能だけでなく、流入しない時間帯での
汚泥の自己消化が最小限にとどめることが可能となり、
処理水水質の悪化を回避することができる。

【００５４】更に、請求項１９に記載の本発明のよう
に、排水を活性汚泥と曝気混合し、得られた混合液を精
密ろ過膜によって固液分離し、前記混合液を前記精密ろ
過膜でろ過するときは、該精密ろ過膜の直下に設けられ
た第１曝気手段によって曝気し、前記混合液を前記精密
ろ過膜でろ過しないときは、前記第１曝気手段による曝
気を停止することにより、空気量の最適化が可能とな
り、泡の発生によるトラブルを軽減することができる。
この場合、空気量は、請求項２０に記載のように膜面積
１ｍ²あたり約１２〜２０Ｌ／分とすると、膜表面の洗
浄効果が不充分となったり、エネルギーの無駄となった
り、気泡による精密ろ過膜の振動が過剰となったり、膜
の痛みが激しくなって機械的寿命が短くなったりするこ
とがない。

【００５５】更に、請求項２１に記載の本発明のよう
に、前記精密ろ過膜によるろ過及び前記第１曝気手段に
よる曝気を停止したときは、発生した気泡が前記精密ろ
過膜に接触しない位置に設けられた第２曝気手段によっ
て前記混合液を連続的又は間欠的に曝気することによ
り、請求項１９の発明と同様に、空気量の最適化が可能
となり、泡の発生によるトラブルを軽減することができ
る。

【００５６】また、請求項２２に記載の本発明のよう
に、第２曝気手段からの空気は連続的又は間欠的に供給
して、生物処理槽の溶存酸素が約１〜６ｍｇ／Ｌとなる
ように空気量を調節すれば、活性汚泥が嫌気性になった
り、活性汚泥が細分化し精密ろ過膜が目詰まりしたりす
ることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る洗濯排水の処理方
法を実施する処理設備の一例を示す系統図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る洗濯排水の処理方
法を実施する処理設備の一例を示す系統図である。

【図３】本発明の実施の形態３に係る洗濯排水の処理方
法を実施する処理設備の一例を示す系統図である。

【図４】本発明の実施の形態４に係る洗濯排水の処理方
法を実施する処理設備の一例を示す系統図である。

【図５】本発明の実施の形態５に係る洗濯排水の処理方
法を実施する処理設備の一例を示す系統図である。

【図６】本発明の実施の形態６に係る洗濯排水の処理方
法を実施する処理設備の一例を示す系統図である。

【符号の説明】

１洗濯排水２生物処理槽３分離膜（精密ろ過膜）４膜ろ過水５空気６散気管６ａ散気管（第１曝気手段）６ｂ散気管（第２曝気手段）６ｃ散気管（第２曝気手段）７膜ろ過水槽７ａ弁７ｂ弁７ｃ弁８処理水９余剰汚泥１０余剰汚泥槽１１余剰汚泥ポンプ１２脱水機１３脱水ケーキ１４脱離液１５循環ポンプ１６乾燥空気１７酸素富化膜１８オゾン発生器（オゾン源）１９オゾン２０オゾン反応槽（オゾン源）２１混合槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 11/06 Ｃ０２Ｆ 11/06 ＡＧ２１Ｆ 9/06 ５２１Ｇ２１Ｆ 9/06 ５２１Ａ５５１５５１ 9/18 9/18 9/30 ５６１ 9/30 ５６１Ａ (72)発明者小川尚樹兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者涌田邦晴神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者中村宏兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者吉見勝治兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者柏井俊彦神戸市兵庫区小松通五丁目１番16号株式会社神菱ハイテック内 (72)発明者福永和雄神戸市兵庫区小松通五丁目１番16号株式会社神菱ハイテック内 (72)発明者神吉秀起神戸市兵庫区小松通五丁目１番16号株式会社神菱ハイテック内Ｆターム(参考） 4D006 GA07 HA93 JA31 JA31A KA44 KB22 KC14 PB08 PC62 4D028 AB00 AC03 BA00 BC17 BC24 BD06 BD17 BE01 BE08 CA04 CA07 CA09 CB02 CC07 4D059 AA05 BC02 CA28 DA43 DA44 EB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子力施設から排出される洗濯排水を活
性汚泥と曝気混合し、得られた混合液を精密ろ過膜によ
って固液分離することを特徴とする洗濯排水の処理方
法。
【請求項２】前記活性汚泥は浮遊性の活性汚泥フロッ
クである請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】前記洗濯排水で活性汚泥を馴致した後、
貧栄養状態で該洗濯排水と該活性汚泥を曝気混合するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の処理方法。
【請求項４】前記洗濯排水による馴致は栄養源として
アンモニウム塩及び／又はリン酸塩を添加しながら行わ
れる請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】前記栄養源の添加を停止して前記洗濯排
水を前記貧栄養状態とする請求項４に記載の処理方法。
【請求項６】前記活性汚泥の濃度が約６０００〜１０
０００ｍｇ／Ｌになるまで活性汚泥を馴致する請求項３
〜５のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項７】前記貧栄養状態が、洗濯排水中のＢＯＤ
と窒素（Ｎ）の重量比が１００：５以下、又は該ＢＯＤ
とリン（Ｐ）の重量比が１００：１以下であることを特
徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の処理方
法。
【請求項８】前記混合液を前記精密ろ過膜でろ過した
ろ液を、洗濯用水として再利用する請求項１〜７のいず
れか１項に記載の処理方法。
【請求項９】前記活性汚泥の増加量分を酸化剤で酸化
分解処理することを特徴とする請求項１に記載の処理方
法。
【請求項１０】前記酸化剤がオゾン又は過酸化水素水
である請求項９に記載の処理方法。
【請求項１１】原子力施設からの洗濯排水を活性汚泥
と曝気混合する生物処理槽と、該生物処理槽内に設けら
れ、前記曝気混合により得られた混合液を固液分離する
精密ろ過膜と、前記曝気混合のため前記精密ろ過膜の直
下に設けられた曝気手段と、前記精密ろ過膜からの膜ろ
過水を受ける膜ろ過水槽と、前記生物処理槽における余
剰汚泥を受ける余剰汚泥槽とを備える洗濯排水の処理装
置。
【請求項１２】前記余剰汚泥槽から余剰汚泥の一部を
引き抜いて前記余剰汚泥槽に戻す循環ポンプと、該循環
ポンプに連通してその下流側に配置されたオゾン反応槽
とを更に備え、前記循環ポンプはその上流側でオゾン源
に連絡している請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１３】前記オゾン源から乾燥余剰汚泥１ｋｇ
あたり約０．０４〜０．０８ｋｇのオゾンを前記余剰汚
泥に添加する請求項１２に記載の処理装置。
【請求項１４】受け入れた洗浄排水を脱離液と混合し
て前記生物処理槽に供給する混合槽と、前記生物処理槽
から活性汚泥の一部を引き抜いて前記混合槽に戻す循環
ポンプと、該循環ポンプに連通してその下流側に配置さ
れたオゾン反応槽とを更に備え、前記循環ポンプはその
上流側でオゾン源に連絡している請求項１１に記載の処
理装置。
【請求項１５】前記オゾン源から乾燥汚泥１ｋｇあた
り約０.０４〜０.１ｋｇのオゾンを前記活性汚泥の一部
に添加する請求項１４に記載の処理装置。
【請求項１６】前記余剰汚泥槽には過酸化水素水が添
加される請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１７】前記過酸化水素水の注入量は乾燥余剰
汚泥１ｋｇあたりほぼ０.０５〜０.１ｋｇである請求項
１６に記載の処理装置。
【請求項１８】洗濯排水を活性汚泥と曝気混合する生
物処理槽と、該生物処理槽内に設けられ、前記曝気混合
により得られた混合液を固液分離する精密ろ過膜と、前
記精密ろ過膜の直下に設けられた第１曝気手段と、発生
した気泡が前記精密ろ過膜に接触しない前記生物処理槽
内の位置に設けられた第２曝気手段とを備える洗濯排水
の処理装置。
【請求項１９】排水を活性汚泥と曝気混合し、得られ
た混合液を精密ろ過膜によって固液分離し、前記混合液
を前記精密ろ過膜でろ過するときは、該精密ろ過膜の直
下に設けられた第１曝気手段によって曝気し、前記混合
液を前記精密ろ過膜でろ過しないときは、前記第１曝気
手段による曝気を停止することを特徴とする洗濯排水の
処理方法。
【請求項２０】前記第１曝気手段からの空気量は、膜
面積１ｍ²あたり約１２〜２０Ｌ／分である請求項１９
に記載の処理方法。
【請求項２１】前記精密ろ過膜によるろ過及び前記第
１曝気手段による曝気を停止したときは、発生した気泡
が前記精密ろ過膜に接触しない位置に設けられた第２曝
気手段によって前記混合液を連続的又は間欠的に曝気す
る請求項１９又は２０に記載の処理方法。
【請求項２２】前記第２曝気手段からの空気は連続的
又は間欠的に供給して、前記生物処理槽の溶存酸素が約
１〜６ｍｇ/Ｌとなるように空気量を調節する請求項２
１に記載の処理方法。
【請求項２３】前記洗濯排水は原子力施設から排出さ
れる洗濯排水である請求項１９〜２２のいずれか１項に
記載の処理方法。