JP2003024973A - 膜分離型オキシデーションディッチ - Google Patents

膜分離型オキシデーションディッチ

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JP2003024973A
JP2003024973A JP2001214584A JP2001214584A JP2003024973A JP 2003024973 A JP2003024973 A JP 2003024973A JP 2001214584 A JP2001214584 A JP 2001214584A JP 2001214584 A JP2001214584 A JP 2001214584A JP 2003024973 A JP2003024973 A JP 2003024973A
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tank
membrane separation
mixed liquid
water channel
oxidation ditch
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JP2001214584A
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Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Toshiyuki Shibata
敏行 柴田
Mitsuo Koike
三男 小池
Isamu Ishimaru
勇 石丸
Susumu Ueno
将 上野
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オキシデーションディッチにおける窒素除去
率を向上させることができる膜分離型オキシデーション
ディッチを提供する。 【解決手段】 好気ゾーンと嫌気ゾーンにわたって槽内
混合液が循環する環状の水路2を有する処理水槽1と、
水路2の好気ゾーン内に配置して槽内混合液を攪拌曝気
するとともに槽内混合液に循環に要する推力を与える攪
拌曝気装置3と、水路2の槽内混合液を膜分離し、膜透
過水を槽外へ取り出して処理水槽1の汚泥濃度を高濃度
に維持する膜分離装置4と、嫌気ゾーンに処理対象排水
を供給する排水供給系11とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は膜分離型オキシデー
ションディッチに関し、畜産排水処理、生ごみゴミリサ
イクルなどにおける排水処理技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、オキシデーションディッチは水深
1〜3mの楕円形もしくは円形の環状水路をなす水槽に
排水を流し、水路の途中に設けた攪拌曝気装置によって
水平方向の推力を与えつつ攪拌曝気を行うことで排水の
活性汚泥処理を行うものであり、運転条件として汚泥濃
度を2000〜4000mg/L程度に維持し、槽内滞
留時間を1〜3日として長時間エアレーションを行って
いる。
【0003】畜産排水処理のオキシデーションディッチ
では、運転条件として汚泥濃度10000mg/L、槽
内滞留時間10日とするものがある。一方、硝化脱窒処
理を行う場合には、比較的水深が深い処理水槽(水深4
〜10m)を仕切って硝化槽と脱窒槽を形成し、硝化槽
において曝気などで縦方向の循環流を起こしながら排水
中のNH3-Nを硝化菌によりNO2-N、もしくはNO 3-
Nに酸化し、NO2-N、もしくはNO3-Nを含む槽内混
合液を硝化液として硝化槽から脱窒槽へ循環し、脱窒槽
に排水を供給してBOD源補給を行いながら溶存酸素の
ない嫌気的な条件下で脱窒素菌により槽内混合液中のN
2-N、NO3-NをN2ガスへ還元する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、オキシデー
ションディッチでは水路内の汚泥濃度が薄くて溶存酸素
の消費量が少なく、かつ水路における排水の流速が早く
て攪拌曝気装置へ比較的短時間で排水が循環するので、
水路を循環する過程において酸素が欠乏する嫌気状態と
なる領域が少なく、脱窒作用による窒素除去率が一般的
に低い。
【0005】通常の硝化脱窒処理では処理水槽の水深が
深いので曝気のために駆動力の大きなブロワを使用する
必要があり、槽内において槽内混合液が縦方向に循環す
るために重力の影響を受けるので槽内混合液の攪拌にも
余分なエネルギーを必要とした。
【0006】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、オキシデーションディッチにおける窒素除去率を向
上させることができる膜分離型オキシデーションディッ
チ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】上記課題を解決するため
に、請求項1に係る本発明の膜分離型オキシデーション
ディッチは、好気ゾーンと嫌気ゾーンにわたって槽内混
合液が循環する環状の水路を有する処理水槽と、水路の
好気ゾーン内に配置して槽内混合液を攪拌曝気するとと
もに槽内混合液に循環に要する推力を与える攪拌曝気装
置と、水路内の槽内混合液を膜分離し、膜透過水を槽外
へ取り出して処理水槽内の汚泥濃度を高濃度に維持する
膜分離装置と、嫌気ゾーンに処理対象排水を供給する排
水供給系とを備えたものである。
【0008】上記した構成により、膜分離装置により槽
内混合液を濃縮して処理水槽内の汚泥濃度を高濃度に維
持することで、生物学的処理による槽内混合液中の溶存
酸素の消費量が多くなり、攪拌曝気装置による曝気よっ
て与えられた槽内混合液中の溶存酸素は好気ゾーンで消
費され、嫌気ゾーンにおいて槽内混合液は無酸素状態と
なる。
【0009】このため、攪拌曝気装置によって推力を与
えられた槽内混合液が環状の水路を循環する間に、好気
ゾーンでは槽内混合液中のNH3-Nを硝化菌によりNO
2-N、もしくはNO3-Nに酸化し、NO2-N、もしくは
NO3-Nを含む槽内混合液が硝化液として嫌気ゾーンに
流入し、嫌気ゾーンでは排水供給系から供給する排水に
よってBOD源補給を行いながら溶存酸素のない嫌気的
な条件下で脱窒素菌により槽内混合液中のNO2-N、N
3-NをN2ガスへ還元する。
【0010】よって、汚泥濃度を高濃度に維持すること
で槽内混合液中の溶存酸素を好気ゾーンで消費し、槽内
混合液が無酸素状態となって嫌気ゾーンを流動する槽内
滞留時間を長くして窒素除去率を向上させることがで
き、オキシデーションディッチにおいて硝化脱窒処理を
行うことができる。
【0011】請求項2に係る本発明の膜分離型オキシデ
ーションディッチは、膜分離装置は水路の好気ゾーン内
の槽内混合液を膜分離し、濃縮した槽内混合液を水路の
嫌気ゾーンに返送する汚泥返送系を有するものである。
【0012】上記した構成により、嫌気ゾーンにおける
汚泥濃度の高まりによって嫌気ゾーンにおける槽内混合
液の無酸素状態の形成を促進し、窒素除去率を向上させ
ることができる。汚泥返送系による槽内混合液の返送位
置を変更して、槽内混合液が無酸素状態となって嫌気ゾ
ーンを流れる槽内滞留時間を調整するとともに、槽内混
合液が酸素富裕状態となって好気ゾーンを流れる槽内滞
留時間を調整することで、硝化脱窒の最適化を図ること
ができる。
【0013】請求項3に係る本発明の膜分離型オキシデ
ーションディッチは、水路の好気ゾーンと嫌気ゾーンの
境に槽内混合液の流れを抑制する抵抗体を配置したもの
である。
【0014】上記した構成により、攪拌曝気装置によっ
て槽内混合液中に供給した空気の気泡は槽内混合液の流
れに伴って水路を流れるので、抵抗体の存在によって槽
内混合液の脱気を促進して嫌気ゾーンにおける無酸素状
態の形成を促進する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1〜図2において、処理水槽1
は楕円形の環状の水路2を有し、水路2には好気ゾーン
と嫌気ゾーンを設定しており、槽内混合液が好気ゾーン
および嫌気ゾーンにわたって環状の水路2を循環する。
好気ゾーンおよび嫌気ゾーンは正確には溶存酸素量によ
って規定されるものであり、その境界位置は固定的なも
のではない。
【0016】水路2の好気ゾーンには攪拌曝気装置3を
配置しており、攪拌曝気装置3は槽内混合液を攪拌曝気
するとともに槽内混合液に水路2を循環に要する推力を
与えるもので、攪拌曝気装置3にはスクリュー攪拌曝気
装置や機械攪拌曝気装置を使用することができる。
【0017】膜分離装置4は水路2の内部もしくは外部
に配置するもので、水路2の槽内混合液を膜分離して膜
透過水を槽外へ取り出して処理水槽1の内部の汚泥濃度
を高濃度に維持するものであり、分離膜の形態としては
浸漬型平膜、回転円盤平膜などを使用することができ、
本実施の形態では水路2の外部に配置する形態について
説明する。
【0018】図2に示すように、膜分離装置4は膜分離
槽5の内部に複数の平膜型膜カートリッジ6を鉛直方向
に沿って、かつ平行に配置しており、各平膜型膜カート
リッジ6の透過液流路に連通して透過液排出系7を設け
ている。透過液排出系7は吸引ポンプ7aにより各平膜
型膜カートリッジ6に駆動圧として吸引圧を作用させる
ものであるが、膜分離装置4の駆動圧としては重力を利
用することも可能である。各平膜型膜カートリッジ6の
下方には散気装置8を配置しており、散気装置8にはブ
ロア8aを接続している。
【0019】膜分離槽5は槽下部が導入系9を介して水
路2の好気ゾーンに連通し、槽上部が汚泥返送系10を
介して水路2の嫌気ゾーンに連通している。本実施の形
態では散気装置7から噴出する空気のエアリフト作用に
よって膜分離槽5に上向流を発生させ、導入系9を通し
て槽内に導入した槽内混合液をオーバーフローにより汚
泥返送系10を通して水路2に返送するが、水路2の槽
内混合液を膜分離槽5へ供給する手段としては導入系9
にポンプを設けることも可能である。
【0020】汚泥返送系10は水路2の嫌気ゾーンへの
接続位置を変更(図中に二点鎖線で表示)することがで
きる。水路2の嫌気ゾーンには処理対象排水を供給する
排水供給系11を設けており、排水供給系11の接続位
置より上流側の近傍位置には抵抗体として潜流堰12を
設けている。抵抗体にはスクリーン等を利用することも
可能である。
【0021】以下、上記した構成における作用を説明す
る。処理水槽1の槽内混合液は攪拌曝気装置3によって
曝気されるとともに推力を与えられて水路2を循環し、
排水供給系11から流入する排水を伴って好気ゾーンお
よび嫌気ゾーンを循環する間に生物学的に処理される。
【0022】膜分離装置4は導入系9を通して膜分離槽
5に流入する水路2の槽内混合液を、散気装置8から噴
出する空気のエアリフト作用によってクロスフローで各
平膜型膜カートリッジ6の膜面に供給して膜分離し、膜
透過水を処理水として透過液排出系7を通して槽外へ排
出するとともに、濃縮した槽内混合液を汚泥返送系10
を通して水路2に返送する。膜分離槽5は間欠曝気を行
うことで嫌気状態とすることも可能である。
【0023】このように、槽内混合液を膜分離装置4で
濃縮して処理水槽1における汚泥濃度を10000〜2
0000mg/Lの高濃度に維持することで、生物学的
処理による槽内混合液中の溶存酸素の消費量が多くな
り、攪拌曝気装置3による曝気よって与えられた槽内混
合液中の溶存酸素は好気ゾーンで消費され、嫌気ゾーン
において槽内混合液は無酸素状態となる。
【0024】このため、攪拌曝気装置3によって推力を
与えられた槽内混合液が環状の水路2を循環する間に、
好気ゾーンでは槽内混合液中のNH3-Nを硝化菌により
NO 2-N、もしくはNO3-Nに酸化し、NO2-N、もし
くはNO3-Nを含む槽内混合液が硝化液として嫌気ゾー
ンに流入し、嫌気ゾーンでは排水供給系11から供給す
る排水によってBOD源補給を行いながら溶存酸素のな
い嫌気的な条件下で脱窒素菌により槽内混合液中のNO
2-N、NO3-NをN2ガスへ還元する。嫌気ゾーンでは
脱窒制御のために、BOD源(メタノール等)を別途に
投入することも可能である。
【0025】よって、汚泥濃度を高濃度に維持すること
で槽内混合液中の溶存酸素を好気ゾーンで消費し、槽内
混合液が無酸素状態となって嫌気ゾーンを流動する槽内
滞留時間を長くして窒素除去率を向上させることがで
き、オキシデーションディッチにおいて硝化脱窒処理を
行うことができる。
【0026】また、汚泥返送系10による槽内混合液の
返送位置を変更することで、槽内混合液が無酸素状態と
なって嫌気ゾーンを流れる槽内滞留時間を調整するとと
もに、槽内混合液が酸素富裕状態で好気ゾーンを流れる
槽内滞留時間を調整することで、硝化脱窒の最適化を図
ることができる。
【0027】攪拌曝気装置3によって槽内混合液中に供
給した空気の気泡は槽内混合液の流れに伴って水路2を
流れるが、潜流堰12によって気泡の連行を阻止して槽
内混合液の脱気を促進し、嫌気ゾーンにおける無酸素状
態の形成を促進することで脱窒効率を高める。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、膜分離装
置による槽内混合液の濃縮によって処理水槽内の汚泥濃
度を高濃度に維持することで、好気ゾーンで溶存酸素を
消費して槽内混合液が無酸素状態となって嫌気ゾーンを
流動する槽内滞留時間を長くすることができ、オキシデ
ーションディッチにおいて窒素除去率を向上させて硝化
脱窒処理を行うことができる。また、汚泥返送系による
槽内混合液の返送位置を変更して、槽内混合液が無酸素
状態となって嫌気ゾーンを流れる槽内滞留時間を調整す
るとともに、槽内混合液が酸素富裕状態となって好気ゾ
ーンを流れる槽内滞留時間を調整することで、硝化脱窒
の最適化を図ることができる。また、抵抗体の存在によ
って槽内混合液の脱気を促進して嫌気ゾーンにおける無
酸素状態の形成を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるオキシデーション
ディッチを示す模式図である。
【図2】同実施の形態における膜分離装置を示す模式図
である。
【符号の説明】
1 処理水槽 2 水路 3 攪拌曝気装置 4 膜分離装置 5 膜分離槽 6 平膜型膜カートリッジ 7 透過液排出系 7a 吸引ポンプ 8 散気装置 8a ブロワ 9 導入系 10 汚泥返送系 11 排水供給系 12 潜流堰
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 三男 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 石丸 勇 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 上野 将 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 Fターム(参考) 4D006 GA02 HA42 HA83 HA93 JA31A JA53A KA01 KA31 KB22 KB23 KB30 MA03 PA02 PB07 PB08 PB24 PC64 4D028 BC01 BC17 BC26 BD11 BD16 4D029 AB01 BB01 DD03 4D040 BB07 BB52 BB63 DD03 DD14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 好気ゾーンと嫌気ゾーンにわたって槽内
    混合液が循環する環状の水路を有する処理水槽と、水路
    の好気ゾーン内に配置して槽内混合液を攪拌曝気すると
    ともに槽内混合液に循環に要する推力を与える攪拌曝気
    装置と、水路内の槽内混合液を膜分離し、膜透過水を槽
    外へ取り出して処理水槽内の汚泥濃度を高濃度に維持す
    る膜分離装置と、嫌気ゾーンに処理対象排水を供給する
    排水供給系とを備えたことを特徴とする膜分離型オキシ
    デーションディッチ。
  2. 【請求項2】 膜分離装置は水路の好気ゾーン内の槽内
    混合液を膜分離し、濃縮した槽内混合液を水路の嫌気ゾ
    ーンに返送する汚泥返送系を有することを特徴とする請
    求項1に記載の膜分離型オキシデーションディッチ。
  3. 【請求項3】 水路の好気ゾーンと嫌気ゾーンの境に槽
    内混合液の流れを抑制する抵抗体を配置したことを特徴
    とする請求項1又は2に記載の膜分離型オキシデーショ
    ンディッチ。
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