JP2002282886A

JP2002282886A - 汚水処理方法

Info

Publication number: JP2002282886A
Application number: JP2001093717A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Sugimoto; 克美杉本; Yoshinori Namiki; 芳憲並木; Mutsuro Nagai; 睦郎永井; Chinatsu Harada; 千夏原田; Morio Sakata; 守生坂田; Naoya Takahashi; 直哉高橋; Kazuo Suzuki; 和夫鈴木; Shigeki Sawada; 繁樹澤田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Kurita Water Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd; Nippon Steel Corp; Proterial Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄されるろ過ユニットの下方にある散気手
段を作動させると、散気手段から放出された気泡がその
ろ過ユニットに隣接するろ過ユニットにも供給されて当
該ユニットのろ過層が除去されるので、当該ろ過ユニッ
トの周囲のフィルター作用を持つダイナミックろ過層も
剥離され、ろ過ユニットから取出される処理水の水質が
悪化する。【解決手段】ろ過ユニット３_１から処理水を取出し、
該ろ過ユニット３_１の洗浄用散気手段６を散気させて該
ろ過ユニット３_１のろ過体の表面のダイナミックろ過層
を剥離させ、再びダイナミックろ過層が形成された後に
該ろ過ユニットに隣接するろ過ユニット３_２の洗浄用散
気手段６の散気を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚水を生物処理す
る汚水処理方法に係り、特に生物反応槽中に浸漬配置し
たろ過ユニットにより生物処理された汚泥を水から分離
する汚水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】生物反応により汚水中の有機物を分解処
理する活性汚泥法による汚水処理装置では、まず曝気槽
（生物反応槽）で汚水中の有機物を空気の存在下で微生
物に喰わせて、有機物を除去し、次いで沈殿池で有機物
を喰べて繁殖した微生物を汚泥として沈降させて水から
分離し、上澄み部分の水は集水されて次工程へ送られ、
一方沈殿池内に沈降した汚泥は掻き集められて次工程
（脱水工程等）に送られる。しかしながら、この汚水処
理装置では次のような問題がある。即ち、水量あるいは
汚泥濃度の負荷が変動すると処理水質が悪化する、沈殿
汚泥の濃度が低いので次工程に送る濃縮汚泥量が増大す
る、沈殿池で汚泥を沈殿させるためにはその中の流速を
極端に小さくしなければならず、そのため沈殿池の設置
面積を大きくする必要があるという問題を伴う。

【０００３】このような問題点を解消し、沈殿槽を設置
することなく生物処理された汚泥を水から分離するた
め、間隔保持用の通水性多孔質材を間に介在させて重ね
合わせた通水性シートの周囲を密封して形成した袋状の
ろ過体を曝気槽内の曝気部の上方に浸漬配置し、このろ
過体内より低い水頭差によりろ過水を低い吸引力でかつ
緩やかな速度で吸引することにより、吸引管から曝気槽
外に引出すようにした装置が提案されている（例えば特
開平５−１８５０７８号参照）。この処理装置によれ
ば、上記ろ過体により汚水中の浮遊物質が濾別され、そ
れが継続されるとろ過体の表面に濃縮された汚泥粒子の
ケーキ層（以下、ダイナミックろ過層と記す）が形成さ
れ、そして汚水中の微粒子はこのダイナミックろ過層の
フィルター作用によって補促される。この処理装置で
は、上述した低い吸引力と低いろ過速度を保つことによ
り、ダイナミックろ過層は胞弱になりろ過体への付着と
剥離が繰返えされてその厚さが一定に保たれ、もって一
定のろ過速度を維持することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した特定のろ過体
を有する処理装置によれば、生物処理後の沈殿池を省略
することができ、またろ過性能の点では優れているが、
工業的見地から生物反応槽内に汚水の流入方向に沿って
複数のろ過体を浸漬設置し、ろ過ユニットの洗浄を行う
場合に問題がある。すなわち、上記処理装置でも、長期
間ろ過を継続すると、通水性支持体の表面に形成される
ろ過層の圧密化によりろ過速度が低下してくるという問
題がある。この対策としてろ過ユニットの下方に散気手
段を設け、この散気手段から空気を供給してろ過層を除
去することにより、ろ過速度を回復することが行われて
いる。ろ過ユニットの洗浄方法としては、例えば生物反
応槽内に汚水の流入方向に沿って配置された複数のろ過
ユニットを順次のろ過動作を中断し、その間にろ過ユニ
ットに洗浄用散気手段により空気を供給することが考え
られる。しかるにこの方法では、洗浄されるろ過ユニッ
トの下方にある散気手段を作動させると、散気手段から
放出された気泡がそのろ過ユニットに隣接するろ過ユニ
ットにも供給されて当該ユニットのろ過層が除去される
ので、当該ろ過ユニットの周囲のフィルター作用を持つ
ダイナミックろ過層も剥離され、もってろ過ユニットか
ら取出される処理水の水質が悪化するという問題があ
る。したがって本発明の目的は、複数のろ過ユニットの
連続運転が可能でありかつ処理水の水質低下を防止する
ことのできる汚水処理方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、生物反応槽と、その内部に浸漬
配置されたろ過体を有する複数個のろ過ユニットと、各
ろ過ユニット間を仕切る隔壁と、生物反応槽の下部に設
けられた曝気手段と、各ろ過ユニットの下方に配置され
独立に散気することのできる洗浄用散気手段とを備えた
汚水処理装置であって、ろ過体を構成する濾布は活性汚
泥粒子を通過させるものであるが該濾布の表面に活性汚
泥粒子のダイナミックろ過層を形成させて該ダイナミッ
クろ過層により濾過を行う汚水処理装置に汚水を供給
し、ろ過ユニットから処理水を取出し、該ろ過ユニット
の洗浄用散気手段を散気させて該ろ過ユニットのろ過体
の表面のダイナミックろ過層を剥離させ、再びダイナミ
ックろ過層が形成された後に該ろ過ユニットに隣接する
ろ過ユニットの洗浄用散気手段の散気を開始する、とい
う技術的手段を採用した。

【０００６】本発明においては、ろ過ユニットから処理
水の取出しを停止して該ろ過ユニットの洗浄用散気手段
を散気させて該ろ過ユニットのろ過体の表面のダイナミ
ックろ過層を剥離させ、処理水の取出しを開始してから
７分以上経過すると濾布の表面に再び活性汚泥粒子のダ
イナミックろ過層が十分に形成されるので、その後に該
ろ過ユニットに隣接するろ過ユニットの洗浄用散気手段
の散気を開始することが望ましい。

【０００７】洗浄用散気手段から散気している間および
散気終了後濾布の表面の活性汚泥粒子のダイナミックろ
過層の形成が不十分な間にそのろ過ユニットから得られ
る処理水は濁度が高いので次の処理工程へ送ることは好
ましくない。こ間の処理水は生物反応槽へ戻すか、散気
洗浄中はそのろ過ユニットから処理水の取出しを停止す
ることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る汚水処理
装置の概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であ
る。図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。同図におい
て、１は生物反応槽であり、生物反応槽１は、その中央
部に設けられた隔壁２により２つの区画に分割され、且
つ隔壁２の上部と下部には２つの区画中の水が連通でき
るように上部連通部２Ａと下部連通部２Ｂが形成されて
いる。生物反応槽１の右側区画には、ろ過ユニット３が
配置され、ろ過ユニット３に連通した集水管７の排出端
は緩衝槽（図示せず）中に落としこみ、左側区画には散
気管５が配置されている。各ろ過ユニット３の間は、ユ
ニット間隔壁４で仕切られている。また各ろ過ユニット
３の下方には、洗浄用散気管６が配置されている。この
場合緩衝槽の水位を生物反応槽１の水位より低く設定し
てあるため、集水管７のサイフォン効果により、ろ過ユ
ニット３内は常に水頭差による負圧が作用する。

【０００９】図４は、ろ過ユニット３を構成するろ過モ
ジュールの一部を切欠いた平面図、図５は図４のＣ−Ｃ
断面図である。両図において１０はろ過モジュールであ
り、ろ過板１１（間隔保持部材）とその表面に額縁状の
押え板１８で固定されたろ過膜支持部材（スペーサ）１
２と、その表面に保持された通水性支持膜（以下ろ過膜
という）１３とを有する。ろ過板１１には図３に示す如
く、集水溝１４がろ過板１１の両面に縦横に形成されて
いる。ろ過板１１の最上部に位置する両面の集水溝１４
と連通する横孔１５が穿設され、ろ過板１１の端面から
横孔１５に至るネジ孔１６が設けられ、このネジ孔１６
にろ過水を引き抜くための吸引管１７が螺着されてい
る。吸引管１７は集水管７（図２，３参照）に連結さ
れ、ろ過モジュール１０から取出された処理水は集水管
７を経由して緩衝槽（図示せず）へ搬送される。

【００１０】ろ過膜１３としては、例えば、ポリエステ
ル、ポリプロピレン等の高分子繊維からなる不織布や金
属製不織布を用い得る。この金属製不織布は厚さが０．
１から４ｍｍで、その断面方向にも表面方向と同等の繊
維構造を有し、且つ表面方向の開口の大きさは１０μｍ
より大きくなっている。ろ過膜の厚さは、厚すぎると汚
泥がろ過膜内に蓄積して目詰りを生じ易くなり、一方薄
すぎると機械的強度が低下してしまうので、０．１〜４
ｍｍ程度であることが望ましい。またろ過膜の目開き
は、分離粒径が１０μｍ以上（好ましくは１０〜２００
μｍ）であることが望ましい。

【００１１】上記構成による汚水処理装置によれば、汚
水は次のようにして処理される。例えば最初沈殿池（図
示せず）から生物反応槽１へ流入した汚水（活性汚泥微
粒子と水との混合水）は散気管５からの空気バブリング
によって左側区画内で上昇流となり、隔壁２の上部連通
部２Ａを通って右側区画に流れ、そこで下向流となっ
て、下部連通部２Ｂを経由し、再び左側区画に戻るよう
に循環する。この循環中に右側区画中に浸漬配置された
ろ過ユニット３によって、混合水中の活性汚泥微粒子が
ろ過ユニット３に捕捉される。すなわちろ過の初期には
活性汚泥微粒子はろ過膜の開口を通過するが、徐々にろ
過膜の表面に付着して開口を塞いでゆき、汚泥微粒子に
よるダイナミックろ過層が形成され、成長して、この活
性汚泥微粒子からなるダイナミックろ過層によるフィル
ター作用で水中の活性汚泥微粒子が捕捉されて、ろ過作
用が進行する。一方処理水はろ過ユニット３中に設けら
れた集水管７を経由して緩衝槽（図示せず）に流入す
る。ろ過モジュール１０内では、水頭差よる差圧が作用
して吸引ろ過が行われるが、水頭と流束が比例するの
で、この差圧を水柱で５００ｍｍ程度以内に設定するこ
とにより、透過流速が１〜３ｍ／day程度のものが得ら
れる。

【００１２】透過流束が低下し、ろ過ユニット３に目詰
りが生じたと判断された場合は、次のようにしてろ過ユ
ニット３の洗浄を行う。まず汚水の流入方向に沿って上
流側のろ過ユニット３_１の下方に設置された洗浄用散気
管６により曝気を行うことにより、ろ過ユニット３_１の
ろ過膜の表面に形成されたろ過層（ダイナミックろ過
層）を洗浄する。次にろ過ユニット３_２の下方に設置さ
れた洗浄用散気管６により曝気を行うことにより、ろ過
ユニット３_２の表面に形成されたろ過層（ダイナミック
ろ過層）を洗浄・除去する。このようにして汚水の流入
方向に沿って上流側にあるろ過ユニットから順次洗浄す
るので、ろ過ユニットの連続運転を行うことができる。
この場合、各ろ過ユニットはユニット間隔壁４で仕切ら
れているので、任意のろ過ユニットの下方にある散気管
の曝気作用はそれに隣接するろ過ユニットに波及しな
い。波及したとしても隣接するろ過ユニットのろ過体表
面ではろ過層が既に十分に形成されているので当該ろ過
ユニットから取出された処理水の水質悪化を防止するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下の実施例により本発明をより具体的に説
明する。（実施例１）図１〜５に示す装置により次の条件で汚水
処理を行った。汚水は、ＢＯＤ１８０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ１
３０ｍｇ／Ｌの下水を使用し、実効容量１ｍ³の生物反
応槽により、曝気槽の滞留時間を６時間とする標準曝気
活性汚泥の条件で連続処理を行った。この場合、生物反
応槽内には、側面面積４０ｃｍ×４０ｃｍのろ過モジュ
ールを有するろ過ユニット５個を浸漬配置し、自然流下
で処理水を取出した。ろ過モジュールとしては、ＡＢＳ
樹脂製ろ過板の表面（両面）にネットスペーサを固着
し、その表面にポリエステル製不織布（厚さ０．１２ｍ
ｍ、目付１５ｇ／ｍ^２、表面方向の開口の平均大きさ１
２０μｍ）を固着したものを使用した。ろ過ユニットの
運転開始から３０ｍｉｎ間隔にて、洗浄用散気管から１
０ｍ^３／ｍ^２／ｈｒの流量で３ｍｉｎの散気洗浄をろ過
ユニット３_１から３_５まで順次行った。洗浄はろ過ユニ
ット３_１で８分間の散気洗浄を行い（この間はろ過ユニ
ット３_１からの処理水（ろ過水）の取出しを停止し
た）、散気終了から処理水の取出しを再開し２２分後に
ろ過ユニット３_２の散気洗浄を開始した。

【００１４】上記実験の結果を図６に示す。図６におい
て１系，２系はそれぞれろ過ユニット３_１，ろ過ユニッ
ト３_２を表す。ろ過ユニット３_２の洗浄中のろ過ユニッ
ト３ _１の濁度、ろ過ユニット３_１の洗浄中のろ過ユニッ
ト３_２の濁度は何れも上昇しないことが確認された。

【００１５】本実施例では、ろ過ユニット３_１から３_５
まで順次に洗浄を行ったが洗浄順はランダムでよい。例
えばろ過ユニット３_１，３_３，３_５，３_２，３_４の順に
行う場合は、ろ過ユニット３_１と３_３とは互いに隣接し
ておらず相手の洗浄の影響を受けないので、ろ過ユニッ
ト３_１での散気洗浄が終了し処理水の取出しを再開して
からろ過ユニット３_３の散気洗浄を開始するまでの時間
は任意に設定することができる。ろ過ユニット３_３と３
_５，３_５と３_２，３_２と３_４，３_４と３_１についてもそ
れぞれ同様である。

【００１６】（比較例１）散気洗浄終了から隣接する次
のろ過ユニットの散気洗浄開始までの時間を３分間とし
た以外は、上記と同様の条件で汚水処理実験を行った。

【００１７】上記実験の結果を図７に示す。ろ過ユニッ
ト３_２の最初の洗浄の間のろ過ユニット３_１の濁度はろ
過ユニット３_１のダイナミックろ過層が十分に形成され
ているため上昇しない。ろ過ユニット３_１の洗浄中のろ
過ユニット３_２の濁度はろ過ユニット３_２のダイナミッ
クろ過層が未だ十分に形成されていないため上昇するこ
とが確認された。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、上記構成としたから、複数の
ろ過ユニットの連続運転が可能で、しかも処理水の濁度
の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる汚水処理装置の概略
縦平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の一実施例に係わるろ過モジュールの一
部破断した平面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】本発明における処理水の濁度に与えるろ過モジ
ュール洗浄の影響。

【図７】比較例における処理水の濁度に与えるろ過モジ
ュール洗浄の影響。

【符号の説明】

１生物反応槽、２隔壁、３ろ過ユニット、４ユ
ニット間隔壁、５散気管、６洗浄用散気管（洗浄用
散気手段）、７集水管、１０ろ過モジュール、１１
ろ過板、１２ろ過膜支持部材、１３ろ過膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000006655 新日本製鐵株式会社東京都千代田区大手町２丁目６番３号 (71)出願人 000001063 栗田工業株式会社東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 (72)発明者杉本克美東京都新宿区西新宿二丁目８番１号東京都下水道局内 (72)発明者並木芳憲東京都新宿区西新宿二丁目８番１号東京都下水道局内 (72)発明者永井睦郎埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株式会社環境エンジニアリング事業部内 (72)発明者原田千夏埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株式会社環境エンジニアリング事業部内 (72)発明者坂田守生東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社内 (72)発明者高橋直哉千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社内 (72)発明者鈴木和夫東京都新宿区西新宿三丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者澤田繁樹東京都新宿区西新宿三丁目４番７号栗田工業株式会社内Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA41 HA93 JA02A JA02B JA02C JA04A KC02 KC14 MA03 MA16 MA21 MA31 MB02 MC02 MC23 MC48 MC48X PA02 PB08 PB24 PC64 4D028 BD06 BD17 CB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生物反応槽と、その内部に浸漬配置され
たろ過体を有する複数個のろ過ユニットと、各ろ過ユニ
ット間を仕切る隔壁と、生物反応槽の下部に設けられた
曝気手段と、各ろ過ユニットの下方に配置され独立に散
気することのできる洗浄用散気手段とを備えた汚水処理
装置であって、ろ過体を構成する濾布は活性汚泥粒子を
通過させるものであるが該濾布の表面に活性汚泥粒子の
ダイナミックろ過層を形成させて該ダイナミックろ過層
により濾過を行う汚水処理装置に汚水を供給し、ろ過ユ
ニットから処理水を取出し、該ろ過ユニットの洗浄用散
気手段を散気させて該ろ過ユニットのろ過体の表面のダ
イナミックろ過層を剥離させ、再びダイナミックろ過層
が形成された後に該ろ過ユニットに隣接するろ過ユニッ
トの洗浄用散気手段の散気を開始することを特徴とする
汚水処理方法。
【請求項２】ろ過ユニットから処理水の取出しを停止
して該ろ過ユニットの洗浄用散気手段を散気させて該ろ
過ユニットのろ過体の表面のダイナミックろ過層を剥離
させ、処理水の取出しを開始してから７分以上経過の後
に該ろ過ユニットに隣接するろ過ユニットの洗浄用散気
手段の散気を開始する請求項１記載の汚水処理方法。