JP2002273465A - 活性汚泥の固液分離方法及び装置 - Google Patents
活性汚泥の固液分離方法及び装置Info
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Abstract
れ、少ない設置面積で活性汚泥の固液分離が可能な、処
理装置がコンパクト化できる活性汚泥の固液分離方法及
び装置を提供する。 【解決手段】 通水性ろ過体を用い、活性汚泥混合液を
ろ過体表面に沿って流すことによりろ過体表面に汚泥の
ダイナミックろ過層を形成してろ過水を得る汚水処理の
固液分離方法において、通水性ろ過体を浸漬設置できる
ろ過分離槽を少なくとも2段以上直列に配置し、活性汚
泥処理を行う生物反応槽から活性汚泥混合液を第1段の
ろ過分離槽に供給し、該ろ過分離槽内のろ過体モジュー
ルよりろ過水を得る一方、該ろ過分離槽を流出する活性
汚泥混合液を水頭差を利用して第2段ろ過分離槽に導入
する活性汚泥の固液分離方法。
Description
ので、活性汚泥の固液分離や余剰汚泥の濃縮等に係わる
ものであり、有機性工業廃水や生活排水等の処理に用い
ることができる活性汚泥の固液分離方法及び装置に関す
る。
水を得るためには活性汚泥の固液分離を行わなければな
らない。通常は、活性汚泥混合液を沈殿池に導入させ、
重力沈降によって、汚泥を沈降させ、上澄液を処理水と
して沈殿池から流出させる方法が用いられている。この
場合、活性汚泥を沈降させるため十分な沈降面積及び滞
留時間を有する沈殿池が必要であり、処理装置の大型化
と設置容積の増大要因となっている。また、活性汚泥が
バルキング等、沈降性の悪化した場合、沈殿池より汚泥
が流出し、処理水の悪化を招くという問題がある。
性汚泥の固液分離を行う手法も用いられている。この場
合、固液分離用膜として、一般的に精密ろ過膜や限外ろ
過膜が用いられている。しかし、膜分離法では、ろ過分
離手段として、ポンプによる吸引や加圧が必要であり、
通常数+kPa〜数百kPaの圧力で行うため、ポンプ
による動力消費が大きく、ランニングコストの増大とな
っている。また、膜分離でSSの全くない清澄な処理水
が得られる一方、透過Fluxが低く、膜汚染を防止す
るため、定期的に薬洗する必要がある。
法として、曝気槽に不織布等の通気性シートからなるろ
過体を浸漬させ、活性汚泥混合液をろ過体表面に沿って
流すようにしてろ過を行うことにより低い水頭圧でろ過
水を得る方法が知られている。この場合、ろ過体表面に
形成された汚泥のダイナミックろ過層による分離で清澄
なろ過水が得られる。また、ダイナミックろ過層の形成
手法として、ろ過体表面の活性汚泥流速を平均0.05
m/s〜0.4m/s、好ましくは0.15〜0.25
m/sに制御する活性汚泥ろ過方法がある。この公開公
報で、ろ過体表面流速が0.2m/sの時、ろ過Flu
xは約2m/sで、ろ過継続時間2.5h以上となって
いる。これに対し、ろ過体表面流速が0.03m/sの
時、ろ過Fluxは初期4.1m/dであるが、45分
後に3.3m/dまで低下し、短時間でろ過Fluxが
低下するとされていた。
ミックろ過について研究し、ろ過体表面流速とろ過Fl
uxの関係を検討した結果、ろ過体表面の流速を0.0
5〜0.4m/s、特に好ましいとされる0.15〜
0.25m/sとした場合、ろ過体表面の汚泥流動が激
しく、汚泥の均一なダイナミックろ過層の形成が困難で
あり、有効なろ過面積も得られない。そして、この場
合、微細な汚泥フロックによるろ過体表面の閉塞が早
く、空洗や水洗を行っても効果が少ないことを見出し
た。
面流速は0.05m/s未満のほうが、安定したダイナ
ミックろ過層が5分以内と極めて短時間で形成され、ろ
過Fluxが5m/d以上のろ過を4時間以上継続でき
るという知見を得た。さらに、表面流速が0.05m/
s未満の条件では、ろ過体表面に形成されたダイナミッ
クろ過層が、空洗のみで容易に剥離できることが確認で
きた。また、ろ過体内部の侵入汚泥は水逆洗によって容
易に排出することができることも確認できた。また、ろ
過モジュールを生物反応槽に直接浸漬した場合、生物反
応槽に流入した原水中有機物が分解不十分で残留した
時、ろ過体表面に付着し、生物膜を形成させ、ろ過Fl
uxを低下させる原因となる。生物反応槽浸漬型ろ過モ
ジュールが洗浄時についてについては、ろ過水の取水を
停止する必要があるため、安定したろ過水量を得ること
が困難である。
る場合、十分な量のろ過水を得るとともに低いランニン
グコストで実施するという必要があるので、上記した条
件を実際のろ過分離槽で実現することは困難であった。
本発明は上記従来の問題点を解決し、少ない動力で多量
のろ過水を安定して得られ、少ない設置面積で活性汚泥
の固液分離が可能な、処理装置がコンパクト化できる活
性汚泥の固液分離方法を提供することを目的とする。
より前記の課題を解決した。 (1)通水性ろ過体を用い、活性汚泥混合液をろ過体表
面に沿って流すことによりろ過体表面に汚泥のダイナミ
ックろ過層を形成してろ過水を得る汚水処理の固液分離
方法において、通水性ろ過体を浸漬設置できるろ過分離
槽を少なくとも2段以上直列に配置し、活性汚泥処理を
行う生物反応槽から活性汚泥混合液を第1段のろ過分離
槽に供給し、該ろ過分離槽内のろ過体モジュールよりろ
過水を得る一方、該ろ過分離槽を流出する活性汚泥混合
液を水頭差を利用して第2段ろ過分離槽に導入すること
を特徴とする活性汚泥の固液分離方法。
構成される嫌気・好気法、または脱窒槽と硝化槽より構
成される循環式硝化・脱窒法である場合、好気槽または
硝化槽からの活性汚泥混合液をろ過分離槽に供給し、ろ
過分離槽からの流出汚泥を嫌気槽または脱窒槽に返送す
ることを特徴とする前記(1)記載の活性汚泥の固液分
離方法。 (3)ろ過分離槽のろ過体表面を通過する活性汚泥混合
液の平均流速は、0.05m/s未満であることを特徴
とする前記(1)又は(2)記載の活性汚泥の固液分離
方法。 (4)各ろ過分離槽内のろ過体モジュールに対する空洗
及び逆水洗を、ろ過分離槽ごとに順次行うことを特徴と
する前記(1)〜(3)のいずれか1項記載の活性汚泥
の固液分離方法。
液をろ過体表面に沿って流すことによりろ過体表面に汚
泥のダイナミックろ過層を形成してろ過水を得る汚水処
理の固液分離装置において、ろ過体を浸漬設置できるろ
過分離槽を少なくとも2段以上直列に配置し、活性汚泥
処理を行う生物反応槽から活性汚泥混合液の供給管を第
1段のろ過分離槽に結合し、第1段のろ過分離槽の活性
汚泥混合液流出管を水頭差を利用して第2段のろ過分離
槽に結合し、第2段のろ過分離槽の活性汚泥混合液流出
管を設けたことを特徴とする活性汚泥の固液分離装置。
分離方法の実施の形態について説明する。本発明によれ
ば、通水性ろ過体を用い、活性汚泥混合液をろ過体表面
に沿って流すことによりろ過体表面に汚泥のダイナミッ
クろ過層を形成して、ろ過水を得る活性汚泥の固液分離
方法において、ろ過分離槽を2段以上直列に配置するこ
とによって、第1段のろ過分離槽にポンプで活性汚泥混
合液を供給すれば、2段目以降のろ過分離槽にも重力沈
降によって活性汚泥混合液を導入することができること
から、少ない動力で多量のろ過水を得られる。活性汚泥
混合液は、ろ過分離槽の底部又は上部のいずれに供給し
ても同様な効果が得られる。活性汚泥混合液をろ過分離
槽の底部又は上部に供給する場合、以下の効果がある。
混合汚泥が必ずろ過体表面を均一に通過するので、ろ過
体表面に汚泥のダイナミックろ過層が均一に形成され
る。また、更に好ましくはろ過分離槽の上部に供給す
る。このろ過分離槽の上部に供給する場合には以下の効
果がある。流入混合汚泥がろ過体表面に対する流速が低
く、汚泥沈降速度以下であっても、重力沈降で、混合汚
泥が必ずろ過体表面を均一に通過するので、ろ過体表面
に汚泥のダイナミックろ過層が均一に形成される。
活性汚泥混合液の平均流速は、第1段より低くなってい
ることから、2段目以降のろ過分離槽においても、良好
なダイナミックろ過層が形成でき、安定したろ過水量を
得られる。これは第2段のろ過分離槽においてはそこに
入る活性汚泥混合液の量が第1段のろ過分離槽でろ過分
離されたろ過水の量だけ第1段に入る活性汚泥混合液の
量より減るためである。最後のろ過分離槽を通過する汚
泥循環流量が少ない上に、高いMLSS濃度が維持でき
ることから、生物反応槽へ返送すれば、従来の返送汚泥
と同様な機能が得られる。このため、従来の沈殿池より
少ない設置面積で活性汚泥の固液分離が可能となる。
脱窒活性汚泥法に適用した場合、最後のろ過分離槽を通
過する汚泥循環液を嫌気槽または脱窒槽に返送すれば、
従来と同様な効果が得られることから、新たに循環用の
ポンプが不要となる。また、ろ過モジュールに対する空
洗及び水逆洗は、各ろ過分離槽毎に行えることから、洗
浄に伴うろ過停止は、全てのろ過モジュールに対して行
う必要がなく、常時ろ過水が得られ、洗浄に伴う処理水
量の停止がなくなる。空洗用ブロワ及び水逆洗用ポンプ
は、1段のろ過モジュールに対応できる能力があればよ
いことから、低出力の機器でも大量のろ過モジュールに
対する空洗及び水逆洗を行うことができ、処理装置とし
てはコンパクトとなる。
属網等のいずれを用いても同様な効果が得られる。ま
た、ろ過体形状としては、平面型、円筒型、中空型のい
ずれを用いることも可能であり、複数個を束ねてモジュ
ールろ過体として用いることが可能である。通水性ろ過
体によりろ過分離できる対象汚泥としては、活性汚泥、
凝集汚泥、初沈汚泥等の何れも可能である。また、SS
の高い排水、河川水等の固液分離として用いることも可
能である。
液を、通水性ろ過体を設置したろ過分離槽に供給してろ
過する場合、曝気槽からの流出液を用いることが好まし
い。また、供給する汚泥流量は、流入水量の3〜4倍以
下とすることが望ましい。なお、この場合、活性汚泥混
合液中にBODの残留が全くないように、曝気槽のBO
D負荷を適切に管理することが好ましい。
を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施
例のみに限定されるものではない。
発明による処理法の一例をフローシートで示すものであ
る。図1に示す如く、流入原水1が生物反応槽2に流入
し、生物反応槽2において活性汚泥による好気処理を行
う。活性汚泥混合液3は、汚泥供給ポンプ4より第1ろ
過分離槽5の下部に供給される。該ろ過分離槽5に供給
された活性汚泥混合液3は、第1ろ過モジュール6によ
り固液分離される。水頭圧差で得られるろ過水7は、処
理水槽20に導入される一方、第1ろ過分離槽5から流
出する汚泥液8は、自然流下で第2ろ過分離槽9の底部
に導入される。同時に第2ろ過モジュール10により水
頭圧差で得られるろ過水7は、処理水槽20に導入され
る。同じく、第2ろ過分離槽9から流出する汚泥液11
は、第3ろ過分離槽12の底部に導入され、第3ろ過モ
ジュール13より水頭圧差で得られるろ過水7は、処理
水槽20に導入される。第3ろ過分離槽12から流出す
る活性汚泥混合液は、返送汚泥19として生物反応槽2
に返送される。なお、余剰汚泥21の排出は、返送汚泥
ラインからの引き抜きで行われる。
停止し、空洗+水逆洗により行われる。空洗時は空洗ブ
ロワ11を起動させ、ろ過水槽底部に設置された洗浄用
散気管16を通じて曝気して行われる。水逆洗は空洗終
了直後に行う。水逆洗時は水逆洗ポンプ17を起動さ
せ、処理水タンク20の処理水を、ろ過モジュール上部
よりモジュール内部に導入して行われる。洗浄後の水逆
洗排水は、モジュール下部の排泥ライン22より排出し
て、生物反応槽2に返送される。なお、各ろ過分離槽に
対する空洗は、空洗電磁弁15−1〜15−3の何れか
を開放することで、単独で順次に行うことができる。水
逆洗も、水逆洗用電磁弁18−1〜18−3の何れかを
開放すれば、順次に行うことができる。第1表に実施例
での生物反応槽の処理条件を示す。第2表にろ過モジュ
ールを設置したろ過分離槽の処理条件を示す。
流入量が30m3 /dであり、ろ過分離槽からの汚泥返
送量を30m3 /dとした。生物処理槽のMLSSを約
2500mg/リットルとした。この場合、槽全体のB
OD負荷が約0.10kg/kg・dであった。
完全に分解除去し、固液分離槽へ流入する活性汚泥混合
液中に、未分解BODの残留がまったくないため、固液
分離槽において、ろ過分離にともなうろ過体表面の生物
汚染を抑制することが可能である。この結果、ろ過体寿
命が長くなり、安定したろ過水量を長期間にわたって確
保することができる。上述の処理効果を得るためには、
生物処理槽のBOD負荷を0.3kg/kg・d以下と
するのが好ましい。また、嫌気・好気法、硝化脱窒法等
のBODだけでなく、N、Pも除去する生物的方法にも
適用できる。
本実施例では、有効面積0.2m2、有効容積0.4m
3 のろ過分離槽3段を直列に配置して処理を行った。ろ
過モジュールとして、有効面積1m2 の平面形織布ろ過
体の5枚セットのものを、ろ過分離槽に設置した。織布
の素材としては、ポリエステル繊維製のものであり、厚
み、0.1mm、200meshで孔径約72μmのも
のを用いた。ろ過時の平均水頭圧を約5cmとし、各ろ
過分離槽でのろ過水量は、約9〜11m3 /dである。
活性汚泥混合液がろ過体モジュールを通過する平均流速
は、第1ろ過分離槽で0.03m/sであり、第2及び
第3ろ過分離槽でそれぞれ0.025m/sと0.02
m/sとなるように、汚泥供給量を制御した。
行うことで対応した。空洗時の風量は50リットル/m
inとし、空洗時間は3分とした。空洗直後に流量14
リットル/minの水逆洗を30秒行った。水逆洗後に
約1分間、排泥ラインより逆洗排水を生物反応槽に返送
した後再びろ過を開始して、連続2時間ろ過毎に、空洗
及び水逆洗を繰り返して処理を継続した。
ジュールろ過Flux経時変化を示す。約1500時間
の連続処理において、第1ろ過モジュールの平均ろ過F
luxが約2.1m/d前後であり、安定した処理が得
られた。第2、第3ろ過モジュールの平均Fluxも、
それぞれ1.8〜2m/dに維持されており、安定した
処理が得られた。図3に、この期間における処理水の濁
度の経過を示す。約1500時間の連続処理において、
処理水の濁度がおよそ5度前後であり、大きな変動が見
られなかったことから、いずれのろ過モジュールにおい
ても、汚泥のダイナミックろ過層が安定して形成してお
り、良好な水質が得られたことが認められた。
の原水及び処理水の平均値を示す。原水のpHが7.
1、濁度80度、SS86mg/リットルであるのに対
し、処理水では、pH6.8、濁度4.3度、SS5m
g/リットル以下となり、不織布ろ過体によって得られ
たろ過水が清澄であることが認められた。また、COD
とS−CODは原水で、それぞれ75mg/リットルと
42mg/リットルであるのに対し、処理水ではそれぞ
れ11.5mg/リットルと10.0mg/リットルと
減少し、BODとS−BODは原水で、それぞれ110
mg/リットルと65mg/リットルであるのに対し、
処理水では、いずれも5mg/リットル以下であり、処
理水質としても良好であることが認められた。
ろ過体表面に汚泥のダイナミックろ過層を形成して、ろ
過水を得る活性汚泥の固液分離方法において、ろ過分離
槽を2段以上直列に配置することによって、第1段のろ
過分離槽にポンプで活性汚泥混合液を供給すれば、2段
目以降のろ過分離槽にも、重力沈降によって活性汚泥を
導入することができることから、少ない動力で多量のろ
過水を得られる。また、第2段以降のろ過分離槽を通過
する活性汚泥の平均流速は、第1段より低くなっている
ことから、2段目以降のろ過分離槽においても、良好な
ダイナミックろ過層が形成でき、安定したろ過水量を得
られる。最後のろ過分離槽を通過する汚泥循環流量が少
ない上に、高いMLSS濃度が維持できることから、生
物反応槽へ返送すれば、従来の返送汚泥と同様な機能が
得られる。このため、従来の沈殿池より少ない設置面積
で活性汚泥の固液分離が可能となる。
泥法に適用した場合、最後のろ過水槽を通過する汚泥循
環液を、嫌気槽または脱窒槽に返送すれば、従来と同様
な効果が得られることから、新たに循環用のポンプが不
要となる。また、ろ過モジュールに対する空洗及び水逆
洗は、各ろ過分離槽毎に行えることから、洗浄に伴うろ
過停止は、全てのモジュールに対して行う必要がなく、
ろ過分離槽より常時ろ過水が得られ、洗浄に伴う処理水
量の停止がなくなる。さらに、空洗用ブロワ及び水逆洗
用ポンプは、1段のろ過モジュールに対応できる能力が
あればよいことから、低出力の機器でも、大量のろ過モ
ジュールに対する空洗及び水逆洗を行うことができ、処
理装置としてはコンパクトである。
フローシートである。
xの関係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 通水性ろ過体を用い、活性汚泥混合液を
ろ過体表面に沿って流すことによりろ過体表面に汚泥の
ダイナミックろ過層を形成してろ過水を得る汚水処理の
固液分離方法において、通水性ろ過体を浸漬設置できる
ろ過分離槽を少なくとも2段以上直列に配置し、活性汚
泥処理を行う生物反応槽から活性汚泥混合液を第1段の
ろ過分離槽に供給し、該ろ過分離槽内のろ過体モジュー
ルよりろ過水を得る一方、該ろ過分離槽を流出する活性
汚泥混合液を水頭差を利用して第2段ろ過分離槽に導入
することを特徴とする活性汚泥の固液分離方法。 - 【請求項2】 生物反応槽が、嫌気槽と好気槽より構成
される嫌気・好気法、または脱窒槽と硝化槽より構成さ
れる循環式硝化・脱窒法である場合、好気槽または硝化
槽からの活性汚泥混合液をろ過分離槽に供給し、ろ過分
離槽からの流出汚泥を嫌気槽または脱窒槽に返送するこ
とを特徴とする請求項1記載の活性汚泥の固液分離方
法。 - 【請求項3】 ろ過分離槽のろ過体表面を通過する活性
汚泥混合液の平均流速は、0.05m/s未満であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の活性汚泥の固液分
離方法。 - 【請求項4】 各ろ過分離槽内のろ過体モジュールに対
する空洗及び逆水洗を、ろ過分離槽ごとに順次行うこと
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の活性汚
泥の固液分離方法。 - 【請求項5】 通水性ろ過体を用い、活性汚泥混合液を
ろ過体表面に沿って流すことによりろ過体表面に汚泥の
ダイナミックろ過層を形成してろ過水を得る汚水処理の
固液分離装置において、ろ過体を浸漬設置できるろ過分
離槽を少なくとも2段以上直列に配置し、活性汚泥処理
を行う生物反応槽から活性汚泥混合液の供給管を第1段
のろ過分離槽に結合し、第1段のろ過分離槽の活性汚泥
混合液流出管を水頭差を利用して第2段のろ過分離槽に
結合し、第2段のろ過分離槽の活性汚泥混合液流出管を
設けたことを特徴とする活性汚泥の固液分離装置。
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JP2001076483A JP3721092B2 (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 活性汚泥の固液分離方法及び装置 |
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