JP2003260483A

JP2003260483A - 汚水処理方法

Info

Publication number: JP2003260483A
Application number: JP2002065202A
Authority: JP
Inventors: Ken Suzuki; 建鈴木; Kenji Hata; 健司秦; Naoya Takahashi; 直哉高橋; Morio Sakata; 守生坂田; Mutsuro Nagai; 睦郎永井; Chinatsu Harada; 千夏原田; Tadao Takeuchi; 忠雄竹内; Tatsuya Kobayashi; 達也小林
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: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイナミック濾過において、活性汚泥混合液
濃度が低い場合には濾過層の圧密化には時間がかかるの
に対し、活性汚泥混合液濃度が高い場合には形成される
濾過層は厚くなり、逆洗回数を多くしなければならな
い。逆洗時は濾過が停止することから、逆洗回数が多く
なるほど得られる濾過水量が少なくなるため、効率的な
濾過を行うためには濾過水量と逆洗回数を適当なものに
する必要がある。【解決手段】散気管が浸漬配置された生物反応槽内
に、活性汚泥が通過する濾布を備え、濾過水取り出し口
を設けた濾過体を、散気管の散気によって形成される旋
回流の下降流に浸漬設置することにより、濾布表面に活
性汚泥層を形成させて活性汚泥混合液を濾過して濾過水
を取り出すダイナミック濾過方法において、反応槽内の
活性汚泥混合液濃度に応じて濾過流量を調整することで
安定した処理を継続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、活性汚泥濾過装置
に係わり、活性汚泥混合液を貯留する反応槽内に活性汚
泥が通過する濾布を備え、濾過水取り出し口を設けた濾
過体を、散気管の散気によって形成される旋回流の下降
流に浸漬設置することにより濾布表面に活性汚泥層を形
成させて該活性汚泥混合液を濾過して濾過水を取り出す
汚水処理方法（以降ダイナミック濾過方法と記載）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】下水、産業排水等の汚水を活性汚泥処理
する際の活性汚泥の固液分離手段として、本出願人ら
は、先に濾布を備える濾過体を生物反応槽に浸漬配置
し、この濾過体の濾布を通過した濾過水を処理水として
取り出すことで、活性汚泥を固液分離する活性汚泥濾過
装置やこれに用いる濾過体について、種々の特許出願を
行ってきた（特開平１０−１２８３７５号公報、特開平
１０−１２８３７３号公報、特開平１０−１９２８８０
号公報等）。

【０００３】これらの濾過体による濾過は、濾過体の濾
布表面に形成された活性汚泥粒子の付着物層（ダイナミ
ック濾過層。以下、「濾過層」と称する）によって行わ
れる。濾過体の濾布は、実質的には活性汚泥粒子を通過
させる、金属や高分子繊維の不織布からなる厚み２ｍｍ
以下のものであり、濾布の表面に活性汚泥粒子の付着物
層が形成され、この付着物層により活性汚泥粒子の通過
を防止することができる。

【０００４】図１は、活性汚泥濾過装置の基本的な構成
を示す断面図であり、生物反応槽１内の一側部に生物反
応に必要な酸素を供給するための散気管２が設けられ、
他側部に濾過体３が設けられ、この濾過体３の下方に通
気管４が設けられている。

【０００５】この活性汚泥濾過装置においては、生物反
応に必要な酸素は散気管２より供給し、通気管４からは
濾過体３の洗浄用エアを供給する。

【０００６】生物反応槽１内では、散気管２からの散気
により、散気管２を設けた槽内の一側部に上昇流が生
じ、濾過体３を設けた他側部に下降流が生じることで、
槽内液の緩やかな旋回流が形成される。この旋回流によ
り、濾過体３の濾布表面に濾過層が形成されて濾過が進
行する。

【０００７】散気管２は、濾過体３が設けられた側とは
反対側に設けられるため、散気による気泡は上昇流部分
で大部分が分離されることから、濾過体３が散気管２に
よる散気の気泡と直接接触することはない。このため、
生物処理及び濾過処理中に濾過体３の濾布表面に形成さ
れる濾過層が気泡によって剥離することはなく、濾過処
理は安定して行われ、処理水質も安定する。

【０００８】図２は濾過体の形態を示す図であって、
（ａ）図は一部切欠正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−
Ａ線に沿う模式的な断面図である。

【０００９】濾過体３は、支持枠３１の両面に網状体の
ネットスペーサ３２を介して濾布３３を取付け、取付枠
３４で固定したものである。また、支持枠３１の底部に
は濾過水排出管５と通気管９が設けられている。

【００１０】支持枠としては、濾布３３を支持し、生物
反応槽内に浸漬配置した際の水圧に耐えうる十分な剛性
を有するものであればよく、特に制限はないが、例えば
ステンレス等の金属、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂等で
構成された板状体または枠状体が好適である。

【００１１】濾布３３としては、ポリエステル、ポリプ
ロピレン等の高分子またはステンレス等の金属材料から
なるものであり、３０〜１０００μｍの目開きを有し、
厚さが２ｍｍ以下のものが安定な濾過を行う上で好まし
い。

【００１２】ネットスペーサ３２としては、その目開き
が５ｍｍ以下のものであればよく、種々のものを用いる
ことができる。

【００１３】このようにネットスペーサー３２で濾布３
３を裏打ちすることにより、濾布３３面の濾過流量が均
一化され、ダイナミック濾過層が濾布３３面に均等に形
成されるようになり、清澄な濾過水を安定して得ること
ができる。

【００１４】濾布３３を通過した濾過水はバルブＶ１を
備える濾過水排出管５から抜き出され、処理水として系
外へ排出される。６は曝気による槽内液の整流のための
仕切壁である（この仕切壁は必ずしも必須ではない）。
７は逆洗水槽であり、逆洗時にはポンプＰ１を作動し、
バルブＶ２を開として濾過体３に逆洗水（通常、濾過水
を利用する）が給水される。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はブロワ
であり、バルブＶ３、Ｖ４、Ｖ５を開とすることによ
り、散気管２、通気管４、濾過体３にエアが供給され
る。８は原水の導入管、Ｐ２は逆洗時に使用する排泥ポ
ンプである。

【００１５】この活性汚泥濾過装置では、長時間濾過を
継続すると濾過体３の濾布の表面に形成される濾過層の
圧密化により、濾過流量が低下してくる。

【００１６】従って、この濾過層の圧密化を防止するた
めに、濾過体３の下方に設けた通気管４から間欠的に曝
気して、濾過体３を気液混合流にさらす。これにより、
圧密化しつつある濾過層を効果的に剥離除去することが
でき、濾過層の圧密化による濾過流量の低下は防止され
る。

【００１７】通気管４からの曝気による濾過層の剥離中
に濾過を継続すると、濾過体３による濾過作用が得られ
ず、生物反応槽１内の活性汚泥混合液が流出し、濾過水
の濁度が悪化する。このため、濾過層の剥離操作中にお
いては、濾過水の取り出しは停止する。

【００１８】また、ダイナミック濾過では、従来の限外
膜濾過や精密膜濾過と異なり実質的に活性汚泥粒子を通
過させる目開きを持つ不織布等の濾布を用いるため、微
細な濁質を完全に阻止できず、定期的な濾過体３下方か
らの曝気中や曝気直後にも濁質が濾過体３内部に流入す
る。この濾過体３内部に流入した濁質の大部分は濾過を
開始すれば濾過水と共に系外へ流出されるが、濾過水の
水質が悪化するのに加え、一部は濾過体３内の下部に蓄
積したり、濾布の裏側（濾過体３内部側）にケーキ層を
形成する。よって、この曝気の間や曝気後に、濾過体３
内に逆洗水槽７の逆洗水を逆流させるか逆洗エアを流入
させて濾過体３内部の逆洗を行った後、濾過体３内部に
蓄積した汚泥は排泥ポンプＰ２により排出する。

【００１９】従って、この生物反応槽１では、濾過工程
とエア洗浄及び逆洗・排泥工程とがタイムチャートに従
って運転が行われる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このようなダイナミッ
ク濾過においては、活性汚泥混合液濃度の上昇は濾布上
に形成される濾過層が厚くなりやすいことにより、濾過
流量低下の重要な要因となる。ここで、活性汚泥混合液
濃度は下水試験方法の活性汚泥浮遊物質の濃度を指す。

【００２１】活性汚泥混合液濃度が低い場合には形成さ
れる濾過層は薄く、濾過流量を高く設定しても、濾過層
の圧密化には時間がかかるのに対し、活性汚泥混合液濃
度が高い場合には形成される濾過層は厚くなり、濾過流
量を高く設定すると濾過層の圧密化が短時間で起きて濾
過流量の低下が起こるため、逆洗回数を多くしなければ
ならない。

【００２２】逆洗時は濾過が停止することから、逆洗回
数が多くなるほど得られる濾過水量は少なくなるため、
効率的な濾過を行うためには濾過水量と逆洗回数を適当
なものにする必要がある。

【００２３】本発明は、安定した濾過を効率良く維持す
ることができるダイナミック濾過方法を提供することを
目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては散気管が浸漬配置された生物反応
槽内に、活性汚泥が通過する濾布を備え、濾過水取り出
し口を設けた濾過体を、散気管の散気によって形成され
る旋回流の下降流側に浸漬設置することにより、濾布表
面に活性汚泥層を形成させて活性汚泥混合液を濾過して
濾過水を取り出す汚水処理方法において、反応槽内の活
性汚泥混合液濃度に応じて濾過流量を調整することを特
徴とする。

【００２５】更に好ましい範囲として、Ｘを活性汚泥混
合液濃度（ｍｇ／Ｌ）、Ｙは１日当りの濾過流量（ｍ³
／ｍ²−濾布）とした場合、Ｙ≦１０１８×Ｘ^-0.66を満
足する濾過流量に調整することを特徴とする上記記載の
汚水処理方法である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明者は、活性汚泥混合液濃度
により濾過水量を調整することで、安定した処理を効率
良く維持することができることを見出した。

【００２７】以下に図面を参照して本発明の実施の形態
を詳細に説明する。

【００２８】図３は活性汚泥混合液濃度と濾過流量の関
係を示した図である。図３において、濾過可能領域とは
濾過層の厚みが比較的薄いことにより、濾過体の洗浄に
よる濾過層の圧密化を防止でき、濾過流量の低下が起こ
らずに安定した処理を行える領域である。また、再生不
可領域とは、濾過層の厚みが厚いことにより、濾過体の
洗浄による濾過層の圧密化を防止することができず、濾
過流量が低下する領域である。

【００２９】よって、活性汚泥混合液濃度と濾過流量の
間には、安定した処理を行える領域が存在することか
ら、活性汚泥混合液濃度に応じて、濾過層の厚みを薄く
して濾過を行う様に、水頭差で濾過流量を調整すること
で、良好な処理を長時間安定して継続することができ
る。ここで、濾過層の厚みは直接判らないものの、濾過
流量の変化を測定することで、良好な処理かどうかを判
断できる。すなわち、濾過流量の変化がない場合は良好
であるが、濾過流量が減少した場合は、濾過層が厚くな
ってきていることが判る。以上の様に、活性汚泥混合液
濃度が高くなると洗浄によって剥離できない汚泥層が形
成されて濾過流量が低下するため、活性汚泥混合液濃度
に応じて濾過流量を低下させることで安定した処理が行
えることを見出した。

【００３０】特に、図３の曲線Ｙ≦１０１８×Ｘ^-0.66
の領域になるように活性汚泥混合液濃度と濾過流量を調
整することが好ましい。ただし、Ｙは１日当りの濾過流
量（ｍ³／ｍ²−濾布）、Ｘは活性汚泥混合液濃度（ｍｇ
／Ｌ）を示す。この曲線は、再生頻度を３時間で、濾過
通水時間３時間での実質の濾過抵抗（濾布＋ダイナミッ
ク濾過層）が５ｍｍＨ₂Ｏ以内となることを安定処理の
判断指標として、濾過流量と活性汚泥混合液濃度の関係
を示している。濾過抵抗が５ｍｍＨ₂Ｏを超えた場合
は、逆洗を行っても濾布表面の汚泥層が完全に剥離され
ず、濾過を継続すると濾過流量が低下する。

【００３１】

【実施例】以下に実施例を挙げて具体的に説明する。

【００３２】図１に示す構成の濾過装置と、下記に示す
仕様の濾過体を用いて濾過実験を行った。濾過はバッチ
方式とし、原水は下水処理場の反応槽の活性汚泥混合液
を使用し、適宜濃度を調整して処理を行った。濾過流量
は図３に基づいて設定した。

【００３３】［濾過体仕様］大きさ：０．２ｍ×０．４ｍ有効膜面積：０．１０ｍ² 濾布：ポリエステル製不織布（目付３０ｇ／
ｍ²、厚さ０．２２ｍｍ）

【００３４】上記条件で処理した結果、活性汚泥混合液
濃度が２，０００ｍｇ／Ｌでは、濾過流量を濾布単位ｍ
²当り７ｍ³／日以下とすることで濾過抵抗を５ｍｍＨ₂
Ｏ以内とでき、安定した処理が可能であることを確認し
た。また、活性汚泥混合液濃度４，０００ｍｇ／Ｌで
は、濾過流量を濾布単位ｍ²当り４ｍ³／日以下とするこ
とで、同様に濾過抵抗を５ｍｍＨ₂Ｏ以内とでき、安定
した処理が可能であることを確認した。さらに、活性汚
泥混合液濃度６，０００ｍｇ／Ｌでは濾過流量を濾布単
位ｍ²当り３ｍ³／日以下とすることで、同様に濾過抵抗
を５ｍｍＨ₂Ｏ以内とでき、安定した処理が可能である
ことを確認した。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば汚泥混合液濃度により濃
度に適した濾過流量に調整することにより、濾過層の圧
密化を防止することができ、安定した濾過を維持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】汚泥濾過装置の実施の形態を示す図である。

【図２】濾過体の形態を示す図であって、（ａ）図は一
部切欠正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ線に沿う断
面図である。

【図３】濾過流量と活性汚泥混合液濃度との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１・・・生物反応槽２・・・散気管３・・・濾過体３１・・・支持枠３２・・・ネットスペーサー３３・・・濾布３４・・・取付枠４・・・通気管５・・・濾過水排出管６・・・仕切壁７・・・逆洗水槽８・・・原水９・・・通気管１０・・・処理水１１・・・排泥管Ｐ・・・ポンプＢ・・・ブロワＶ・・・バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005083 日立金属株式会社東京都港区芝浦一丁目２番１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)発明者鈴木建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)発明者秦健司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)発明者高橋直哉富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者坂田守生東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内 (72)発明者永井睦郎東京都港区芝浦一丁目２番１号日立金属株式会社内 (72)発明者原田千夏東京都港区芝浦一丁目２番１号日立金属株式会社内 (72)発明者竹内忠雄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)発明者小林達也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） 4D028 BC03 BC17 BD06 BD17 CA01 CA05 CB03 4D066 BA01 BB12 DA03 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】散気管が浸漬配置された生物反応槽内
に、活性汚泥が通過する濾布を備え、濾過水取り出し口
を設けた濾過体を、散気管の散気によって形成される旋
回流の下降流に浸漬設置することにより、濾布表面に活
性汚泥層を形成させて活性汚泥混合液を濾過して濾過水
を取り出す汚水処理方法において、反応槽内の活性汚泥
混合液濃度に応じて濾過流量を調整することを特徴とす
る汚水処理方法。
【請求項２】Ｘを活性汚泥混合液濃度（ｍｇ／Ｌ）、
Ｙは１日当りの濾過流量（ｍ³／ｍ²−濾布）とした場
合、条件式（１）を満足する濾過流量に調整することを
特徴とする請求項１記載の汚水処理方法。Ｙ≦１０１８×Ｘ^-0.66・・・（１）