JP2003071485A - 有機性廃水の生物処理液の固液分離方法及び装置 - Google Patents

有機性廃水の生物処理液の固液分離方法及び装置

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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の装置で、低いランニングコストで、安
定した清澄なろ過水を、高速度でろ過膜の閉塞も少なく
得ることのできる生物処理汚水の固液分離方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 繊維性ＳＳ及びＢＯＤを含有する有機性
廃水を曝気槽に導入して生物処理を行った後、その生物
処理液を通水性ろ過体を浸漬したろ過分離槽に流入さ
せ、前記処理液に無機凝集剤を添加して凝集させ、凝集
混合液を前記通水性ろ過体によりろ過して通水性ろ過体
表面に凝集汚泥のダイナミックろ過層を形成させ、前記
通水性ろ過体より水頭圧でろ過水を得ることを特徴とす
る有機性廃水生物処理液の固液分離方法、及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維性ＳＳやＢＯ
Ｄ含有有機性廃水（有機性汚水）処理に関するもので、
特に紙パルプ工場廃水である白水の処理・回収に用いる
ことができる有機性廃水の生物処理液の固液分離方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、繊維性ＳＳ、ＢＯＤ等含有の有機
性廃水（以下「原水」ともいう）、例えば、製紙パルプ
工場の白水を処理する方法の１つとして、予め、凝集沈
殿処理を行い、繊維性ＳＳや有機性ＣＯＤ等を除去した
処理水に対し、砂ろ過を用いて、凝集処理で除去できな
かった微細なＳＳを除去し、その処理水を再生回収する
方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記白水処理
の場合、凝集沈殿処理を行っても、白水中の溶解性ＢＯ
Ｄを除去することができず、後段の砂ろ過でもＢＯＤ除
去機能が無いことから、処理水のＢＯＤ残留により、良
好な再生水が得られない。また、白水中繊維性ＳＳが細
かい場合、凝集沈殿処理を行っても、凝集処理後の繊維
性ＳＳフロックの沈降性は必ずしもよくないことから、
凝集汚泥を十分沈降させ、良好な処理水を得るために
は、それに見合う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。さらに処理水中に微細ＳＳの残留
があるため、後段の砂ろ過装置が頻繁に閉塞し、逆洗頻
度の上昇、水回収率の低下要因となっている。
【０００４】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、小型の装置で、低いランニングコ
ストで、安定した清澄なろ過水を、高速度でろ過膜の閉
塞も少なく得ることのできる生物処理汚水の固液分離方
法及び装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく鋭意調査及び研究を行い、調査結果とし
てろ過助剤を使用してろ過を行う場合の２方法のうちの
一つのボディ・フィード法は、原液中に含まれる固形物
の圧縮性が大きく、しかも、ろ過困難である場合に用い
られ、原液中に少量の助剤を混入しろ過を行う方法であ
る。例えばＭｇ（ＯＨ）2，Ｚｎ（ＯＨ）2，Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）3，Ａｌ（ＯＨ）3などの水酸化物、清酒・醤油のオ
リ、糖液、河川水、下水中のバクテリヤおよび有機ワニ
スなどの不純物はすべて圧縮性が大きく、ろ材面に堆積
してろ材の目を塞ぐとともに、ろ滓自身目がつまったも
のになり、液の通路を塞ぎろ過量減衰を速くする原因と
なる。このような場合、ボディ・フィード法を行うと、
ろ材面に堆積されるろ滓は不純物と多孔質のろ過助剤と
が混合したものになるから、このろ滓は圧縮性が小さく
なり、ろ過抵抗が低く流速の減衰が少なく、かつ長時間
ろ過を行い得ることを知見した。
【０００６】そして、これらの知見に基づいて、パルプ
工場廃水である白水の生物処理汚水のダイナミックろ過
層の形成に、該処理汚水中の繊維性ＳＳが高速ろ過を行
うためのボディ・フィード法のろ過助剤に相当し、安定
したダイナミックろ過層の形成に大きく寄与しているこ
とを研究成果として知見した。
【０００７】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、次の構成からなるものである。 （１）繊維性ＳＳ及びＢＯＤを含有する有機性廃水を曝
気槽に導入して生物処理を行った後、その生物処理液を
通水性ろ過体を浸漬したろ過分離槽に流入させ、前記処
理液に無機凝集剤を添加して凝集させ、凝集混合液を前
記通水性ろ過体によりろ過して通水性ろ過体表面に凝集
汚泥のダイナミックろ過層を形成させ、前記通水性ろ過
体より水頭圧でろ過水を得ることを特徴とする有機性廃
水の生物処理液の固液分離方法。 （２）生物処理液がろ過分離槽上部から流入し、ろ過分
離槽下部よりろ過後の汚泥濃縮液を曝気槽に返送するこ
とを特徴とする前記（１）記載の有機性廃水の生物処理
液の固液分離方法。
【０００８】（３）下部に曝気用散気管が設けられ、有
機性廃水が供給されて曝気により生物処理をする曝気槽
と、槽内に頂部に水頭圧で処理水槽へろ過水を供給する
ろ過水集水管及び底部に排泥管が付設され表面にダイナ
ミックろ過層が形成されるろ過モジュールが浸漬して配
設され、上部に前記曝気槽からの生物処理水の供給管と
無機凝集剤の供給管と、下部に空洗用散気管、槽底部に
返送汚泥及び濃縮汚泥の抜き取り管が付設されたろ過分
離槽、及び前記ろ過水を貯留し、処理水排出管とろ過モ
ジュールの逆洗水配管が付設されている処理水槽を有す
ることを特徴とする有機性廃水の生物処理液の固液分離
装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明によれば、繊維性ＳＳ及び
ＢＯＤを含有する有機性廃水（有機性汚水）に対し、曝
気槽において生物処理を行えば、排水中のＢＯＤが除去
できる。ＢＯＤ残留のない処理液に対し、無機凝集剤を
添加して凝集した混合液をろ過分離槽に導入すれば、ろ
過分離槽内の浸漬通液性ろ過体表面に繊維性ＳＳを含む
凝集汚泥のダイナミックろ過層が形成でき、このダイナ
ミックろ過層によって、高速度で流入汚水中の繊維性Ｓ
Ｓがほぼ完全にろ過分離でき、清澄なろ過水を得ること
ができる。なお、ダイナミックろ過は、通常不織布、金
網などの孔径が５０〜２００μｍ程度の目の粗いろ過面
の表面に生物汚泥層からなる層厚の薄いろ過面（ダイナ
ミックろ過層）を形成させ、低いろ過圧でろ過水を得る
ろ過方法をいう。
【００１０】流入原水中の繊維性ＳＳが、凝集処理によ
り凝集性の高い汚泥フロックを形成し、ろ過体表面に形
成された汚泥のダイナミックろ過層が、低い水頭圧で被
処理液中のＳＳをろ過分離することができる。該ダイナ
ミックろ過層が、主として凝集した繊維性ＳＳで形成さ
れていることから、透水性が高いうえに、除去対象であ
る繊維性ＳＳはほぼ完全に該ダイナミックろ過層に分離
除去される。本発明においては、ろ過圧として水頭圧で
行うことが好ましい。さらに曝気槽における生物処理
で、流入原水中の溶解性ＢＯＤが分解除去されているこ
とから、ろ過分離槽では、通液性ろ過体表面に生物スラ
イムの発生がなく、安定したろ過水を得ることができ
る。通水性ろ過体としては、不織布、織布、ろ布、金属
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、複数個を束ねてろ過体モジ
ュールとして用いることも可能である。
【００１１】ろ過分離槽への生物処理水の流入は、同槽
上部とした結果、生物処理水への凝集剤添加による凝集
反応で生成した凝集汚泥混合液がろ過モジュールを上か
ら下方にゆっくりと流下することになり、その凝集汚泥
混合液をろ過モジュールによりろ過してろ過水を得る際
には、そのろ過により濃縮した汚泥がろ過分離槽下部に
沈降する状態が形成される。このようにしてろ過分離槽
下部に濃縮汚泥が溜まってくるので、ろ過分離槽下部よ
り高濃度の濃縮汚泥を曝気槽に返送すれば、曝気槽内の
ＭＬＳＳ濃度を高く維持でき、安定した生物処理が得ら
れる。また、ろ過分離槽下部より濃縮汚泥の一部を定常
的に排出すれば、ろ過分離槽内部の汚泥濃度が高くなる
ことがなく、通液性ろ過体表面に常時安定した汚泥のダ
イナミックろ過層を形成することができる。
【００１２】この処理においては、通液性ろ過体表面に
汚泥のダイナミックろ過層が形成されるまでに、ろ過モ
ジュール内に汚泥の侵入が生じる。このため、モジュー
ル内部に汚泥堆積を無くするために定期的にモジュール
外部に排泥を行うことが必要となる。この排泥方法とし
ては、ろ過モジュール下部より内部に貫通する排泥管を
設け、そこから汚泥を槽外に排出するようにする。この
場合、排出汚泥を曝気槽に導入するようにするのが好ま
しい。なお、排出動力としては水頭圧による自然流下が
好ましく、水頭圧はろ過時水頭圧と同程度であることが
好ましい。
【００１３】以下に、本発明を実施態様の一例を示す図
面を用いて詳細に説明する。図１は、紙パルプ工場の白
水再生処理に対する本発明による処理法の一例のフロー
シートである。図１に示す如く、原水１を曝気槽２に流
入させ、曝気ブロワ３から曝気用散気管４を通じて曝気
し、生物処理によるＢＯＤ除去を行う。生物処理後の処
理液をろ過分離槽５の上部から流入する。曝気槽２から
の処理液に対し、無機凝集剤７である塩化第２鉄（Ｆｅ
Ｃｌ3）を添加して凝集処理を行う。凝集処理後の汚泥
混合液を通水性ろ過体からなるろ過モジュール６より水
頭圧差でろ過し、ろ過水１２は集水管１０、ろ過水弁１
１を経て得られる。ろ過水１２は一旦処理水槽１７に流
入し、その一部を逆洗水として用い、大部分は処理水１
８として放流する。
【００１４】ろ過体表面に汚泥ろ過層が過剰に成長し、
ろ過水量が低下した時、ろ過モジュール６の洗浄を行
う。洗浄方法としては、一旦ろ過水弁１１を閉じ、ろ過
停止してから、ろ過モジュール６下部の空気用散気管９
を通じて空洗ブロワ８より曝気して、ろ過体表面の汚泥
ろ過層を剥離する。空洗後に、水逆洗ポンプ１５により
ろ過水をろ過水集水管１０からろ過モジュール６内部に
導入する水逆洗操作で、ろ過体表面付着汚泥の剥離を行
った。
【００１５】なお、付着汚泥の剥離を行ったろ過モジュ
ール６を用いて生物処理水のろ過を再開したときには、
汚泥のダイナミックろ過層が形成するまでは、ろ過モジ
ュール６内部に汚泥の侵入が起こる。モジュール６内部
侵入汚泥を外部に排出するために、水逆洗時に排泥弁１
３を開放することにより、導入された逆洗排水の一部
を、内部侵入汚泥とともに排出汚泥１４として排出する
ことが可能である。水逆洗終了後もさらに排泥弁１３を
数分間開放して、排出汚泥１４の排除を行う。排出汚泥
１４はその大部分を返送汚泥として曝気槽２に送るよう
にする。
【００１６】ろ過分離槽５のろ過モジュール６よりろ過
水１２を得た後、ろ過分離槽５下部に沈降した濃縮汚泥
１９の一部を返送汚泥１６として曝気槽２に返送すれ
ば、曝気槽２内ＭＬＳＳを所定濃度に維持することがで
きる。また、濃縮汚泥１９の一部を余剰汚泥として排出
して、濃縮・脱水等の処理を行う。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。ただし、本発明は、この実施例のみに限定されるも
のではない。
【００１８】実施例１ 第１図に示すフローにより紙パルプ工場の白水再生処理
を行った。第１表にこの実施例での曝気槽の処理条件を
示す。第２表にろ過分離槽の処理条件を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】第１表に示すように、曝気槽への原水流入
量が１０ｍ3/ｄであり、ろ過分離槽からの返送汚泥量は
３．０ｍ3/ｄとした。曝気槽ＭＬＳＳは約２５００ｍｇ
／リットルで、ＢＯＤ負荷は０．２５ｋｇ／ｋｇ／ｄで
ある。第２表に示すろ過分離槽の処理条件から分かるよ
うに、本実施例では、通水性ろ過体として、有効面積
０．４ｍ2 の平面型織布ろ過体５枚を、ろ過体モジュー
ル６としてろ過分離槽５に設置した。ろ過時の平均水頭
圧を約１０ｃｍとした。ろ過水量が約１０ｍ3/ｄであ
る。
【００２１】ろ過体に対する洗浄はろ過を一旦停止し、
ろ過モジュール６に対する空洗及び水逆洗を行う。空洗
は風量１３５リットル／ｍｉｎで３分間行った。水逆洗
は空洗後に水量５５リットル／ｍｉｎで約１分間行っ
た。水逆洗時は排泥弁１３を開放して、内部侵入汚泥を
逆洗水の一部とともに１０ｃｍの水頭圧により排出し
た。水逆洗終了後もさらに排泥弁１３を約１〜３分間開
放して、モジュール６内部の残留汚泥混合液を排出し
た。
【００２２】
【表２】
【００２３】第２表の処理条件で約２ヶ月連続処理時の
ろ過フラックスは、ほぼ４〜５ｍ／ｄであり、安定した
処理が得られた。第３表に約２ヶ月連続処理した時の原
水及び処理水の水質の平均値を示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】第３表に示すように、原水のｐＨが８．
２、濁度８６０度、ＳＳ５２０ｍｇ／リットルであるの
に対し、ろ過後の処理水では、ｐＨ７．０、濁度５．０
度以下、ＳＳ５ｍｇ／リットル以下となり、清澄なろ過
水であると認められた。また、溶解性ＣＯＤ及びＢＯＤ
については、原水でそれぞれ１０５ｍｇ／リットルと１
００ｍｇ／リットルであるのに対し、処理水では、それ
ぞれ１１ｍｇ／リットルと５ｍｇ／リットル以下とな
り、生物処理との併用により良好な水質が得られた。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、繊維性ＳＳ及びＢＯＤ
を含有する有機性廃水に対し、曝気槽において生物処理
を行うことにより、廃水中のＢＯＤが除去できる。ＢＯ
Ｄ残留のない処理液に対し、無機凝集剤添加で凝集した
混合液をろ過分離槽に導入することにより、ろ過分離槽
内の浸漬ろ過体表面に、繊維性ＳＳを含む凝集汚泥のダ
イナミックろ過層が形成でき、ダイナミックろ過層によ
って流入廃水中の繊維性ＳＳがほぼ完全にろ過分離で
き、清澄なろ過水を得ることができる。
【００２７】流入原水中の繊維性ＳＳが、凝集処理によ
り凝集性の高い汚泥フロックを形成し、ろ過体表面に形
成された汚泥のダイナミックろ過層が、低い水頭圧で非
処理液中のＳＳをろ過分離することができる。該ダイナ
ミックろ過層が、主に凝集した繊維性ＳＳで形成されて
いることから、透水性が高いうえに、除去対象である繊
維性ＳＳがほぼ完全に該ダイナミックろ過層により阻止
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃水生物処理液の固液分離を実
施する装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１ 流入原水 ２ 曝気槽 ３ 曝気ブロワ ４ 曝気用散気管 ５ ろ過分離槽 ６ ろ過モジュール ７ 無機凝集剤 ８ 空洗用ブロワ ９ 空洗用散気管 １０ ろ過水集水管 １１ ろ過水弁 １２ ろ過水 １３ 排泥弁 １４ 排出汚泥 １５ 水逆洗ポンプ １６ 返送汚泥 １７ 処理水槽 １８ 処理水 １９ 濃縮汚泥
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/52 Ｃ０２Ｆ 1/52 Ｅ (72)発明者 片岡 克之 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 田中 俊博 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4D006 HA93 KA02 KA13 KA43 KB22 KC01 KC03 KC13 KC14 KD08 PA02 PB08 PC64 4D015 BA19 BA22 BB05 CA02 DA13 EA35 FA01 FA03 FA26 4D028 AB00 AC01 AC09 BC17 BD11 BD17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 繊維性ＳＳ及びＢＯＤを含有する有機性
    廃水を曝気槽に導入して生物処理を行った後、その生物
    処理液を通水性ろ過体を浸漬したろ過分離槽に流入さ
    せ、前記処理液に無機凝集剤を添加して凝集させ、凝集
    混合液を前記通水性ろ過体によりろ過して通水性ろ過体
    表面に凝集汚泥のダイナミックろ過層を形成させ、前記
    通水性ろ過体より水頭圧でろ過水を得ることを特徴とす
    る有機性廃水の生物処理液の固液分離方法。
  2. 【請求項２】 生物処理液がろ過分離槽上部から流入
    し、ろ過分離槽下部よりろ過後の汚泥濃縮液を曝気槽に
    返送することを特徴とする請求項１記載の有機性廃水の
    生物処理液の固液分離方法。
  3. 【請求項３】 下部に曝気用散気管が設けられ、有機性
    廃水が供給されて曝気により生物処理をする曝気槽と、
    槽内に頂部に水頭圧で処理水槽へろ過水を供給するろ過
    水集水管及び底部に排泥管が付設され表面にダイナミッ
    クろ過層が形成されるろ過モジュールが浸漬して配設さ
    れ、上部に前記曝気槽からの生物処理水の供給管と無機
    凝集剤の供給管と、下部に空洗用散気管、槽底部に返送
    汚泥及び濃縮汚泥の抜き取り管が付設されたろ過分離
    槽、及び前記ろ過水を貯留し、処理水排出管とろ過モジ
    ュールの逆洗水配管が付設されている処理水槽を有する
    ことを特徴とする有機性廃水の生物処理液の固液分離装
    置。
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