JP2004283637A

JP2004283637A - 排水の処理方法

Info

Publication number: JP2004283637A
Application number: JP2003075363A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Okuno; 泰幸奥野; Yoshio Nakayama; 善雄中山; Teruhisa Yoshida; 輝久吉田; Hideaki Hamada; 英明浜田; Tomoya Okamura; 知也岡村
Original assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Current assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】流入負荷に関係なく固形物を含まない良質な処理水を得られるようにした排水の処理方法を提供すること。
【解決手段】排水中の有機物を活性汚泥により生物処理する曝気槽４と沈殿槽５とからなる排水の処理方法において、曝気槽４内に配設した膜分離装置７により重力沈殿によらずに排水の固液分離を行い、良質な処理水を得るようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水の処理方法、特に、既に稼動している下水や産業排水等の有機性汚水（以下、「排水」と言う。）を活性汚泥により生物処理するようにした曝気槽内に、膜分離装置を配設することにより、簡易に排水を処理し、良質な処理水を得るようにした排水の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既に稼動している下水や産業排水等の有機性汚水を活性汚泥により処理するシステムのなかで、特に、オキシデーションディッチ施設等（以下、「ＯＤ施設等」と言う。）では、曝気槽内を、嫌気状態と好気状態とを時間的に変動させるか、あるいは嫌気ゾーンと好気ゾーンとに分割することにより、硝化・脱窒を進行させて、窒素を除去するようにしている。
ところが、一般的に、ＯＤ施設等を含む小規模下水処理施設は、曜日及び季節により流入負荷が大きく変動し、特に、流入負荷が大きくなった場合、曝気槽容量に十分な余裕がなければ水理学的滞留時間が不十分となり、処理水質が悪化することがある。
また、流入水量の増大により沈殿槽での汚泥滞留時間が不足するようになり、これがため固形物の沈降性が悪化し、固形分が処理水に混入することもあった。
特に、近年は、河川や湖の水質改善の観点から、より高度な処理技術が求められるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の既設処理場での排水処理において、水質を向上させるためには、既設の処理場に砂ろ過等の新たな施設を追加する必要があり、特に、スペースの限られた既存のオキシデーションディッチ施設等において、曝気槽、沈殿槽、消毒槽などの役割の異なる槽を設置する必要があるため、スペース的にも無理があり、排水処理を高度化することは容易ではないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の排水の処理方法の有する問題点に鑑み、流入負荷に関係なく固形物を含まない良質な処理水を得られるようにした排水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の排水の処理方法は、排水中の有機物を活性汚泥により生物処理する曝気槽と、沈殿槽とからなる排水の処理方法において、曝気槽内に配設される膜分離装置により重力沈殿によらずに排水の固液分離を行い、良質な処理水を得るようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の排水の処理方法は、好気槽となる曝気槽内に設置される膜分離装置を用いて排水を処理水と汚泥との固液分離を行うことにより、流入負荷に関係なく固形物を含まない良質な処理水を得ることができる。
【０００７】
また、膜分離装置を浸漬している曝気槽を好気槽に、沈殿槽を嫌気槽とすることができる。
【０００８】
これにより、膜分離装置を用いることから、従来固液分離を行っていた沈殿槽を嫌気槽とし、曝気槽を好気槽とすることにより、沈殿槽も生物処理槽として利用できるため、流入負荷が増大しても処理槽の増設の必要がなく、安定した窒素、リンの除去が可能となる。
【０００９】
また、この場合、流入排水を、曝気槽及び沈殿槽に可調整的に分配流入するようにすることができる。
【００１０】
これにより、流入排水を、嫌気槽として用いる沈殿槽と好気槽として用いる曝気槽に分配流入させるため、沈殿槽に流入される有機物により脱窒効果を促進することができる。
【００１１】
また、この場合、沈殿槽の汚泥掻寄機の周回動作を利用し、沈殿槽内の汚泥を攪拌するようにすることができる。
【００１２】
これにより、汚泥掻寄機の攪拌翼の周回動作を利用して沈殿槽内の汚泥を攪拌、混合するため、沈殿槽での脱窒効果を一層促進することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の排水の処理方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、小規模下水処理場として代表的なＯＤ施設等に、本発明を適用した実施例を示す平面図、図２は、そのフロー図を示す。
本発明の排水の処理方法を、図１〜図２に示す実施例に基づいて説明する。
【００１５】
各家庭、事業所等より排出される排水は、下水として下水処理場へ流入する。この流入下水Ａは、流入配管３より分岐してそれぞれバルブ１、バルブ２を介して、好気槽とした曝気槽（好気槽）４と、嫌気槽とした沈殿槽（嫌気槽）５に分配して流入するようにする。この各槽への分配割合は、バルブ１、バルブ２の開閉度合いを変えることにより可調節的に分配流入できるようにする。
なお、この場合、直接全量を曝気槽４へ導入するようにすることもできるが、本実施例では分配流入するものとする。
【００１６】
曝気槽４には、曝気攪拌装置６、膜７１とヘッダー管７２と吸引ポンプ７３からなる膜分離装置７、及びブロア８１と散気管８２からなる膜洗浄装置８が設置されている。
曝気槽４内に浸漬するようにして配設した膜分離装置７で、曝気槽４内の汚泥混合液Ｂは、吸引ポンプ７３の稼動により膜７１を経て吸引されるので、汚泥混合液Ｂ中の固形分（汚泥）と液体分（処理水）との固液分離が行われ、分離水Ｄは放流管１１を経由して良質な処理水として系外に放流される。
また、膜分離装置７はその下方位置に配設した膜洗浄装置８によりエア洗浄されると同時に曝気攪拌機６の攪拌流によっても膜７１の洗浄が促進される。
【００１７】
曝気槽４内で曝気され、かつ膜洗浄装置８にて分離水が吸引された後の汚泥混合液Ｂは、移送管９を介して次の嫌気槽５に移送される。嫌気槽となる沈殿槽５には、駆動装置１０１、駆動軸１０２、攪拌板１０３からなる攪拌装置としての汚泥掻寄機１０が設置されており、曝気槽４より導入された嫌気槽５内の汚泥混合液Ｃを攪拌する。
【００１８】
曝気槽４と嫌気槽５の槽底部には、それぞれ汚泥引抜配管１２が配管され、この両汚泥引抜配管１２の先端部を合流させ、この合流部に汚泥引抜ポンプ１３を接続する。したがって、曝気槽４の底部に配管された汚泥引抜管１２にバルブ１４を介して汚泥引抜ポンプ１３を、また、嫌気槽５の底部に接続した汚泥引抜管１２には、バルブ１５を介して前記汚泥引抜ポンプ１３を接続する。
また、汚泥引抜ポンプ１３の下流側には返送配管１９が設けられ、返送配管１９から余剰汚泥Ｅを排出する余剰汚泥管１８が分岐している。分岐部下流側の返送配管１９にはバルブ１６が、余剰汚泥管１８にもバルブ１７が設けられている。
これらのバルブの開閉は、運転状況に応じて行われ、例えば通常の運転時は、バルブ１４、バルブ１７を閉、バルブ１５、バルブ１６を開とし、汚泥混合液Ｃを曝気槽４に返流し、また余剰汚泥Ｅを引き抜く場合には、バルブ１５、バルブ１６を閉、バルブ１４、バルブ１７を開とする。
【００１９】
次に、本発明の作用を説明する。
曝気槽４と嫌気槽５への流入下水Ａの分配量の調整変更は、流入配管３に設置されているバルブ１、バルブ２の開度を変えて行う。この分配比率は、流入負荷が小さいときは、曝気槽４への流入水量を嫌気槽５への流入水量より少なくするのが望ましく、流入負荷が大きくなるにつれ、曝気槽４への分配割合を大きくするようにする。
流入配管３より曝気槽４へ流入する流入下水Ａは、曝気槽４内に設置された曝気攪拌装置６と膜洗浄装置８から散気される空気により活性化された曝気槽４内の微生物により好気分解（生物分解）され、無機化が進行する。
この曝気槽４内で生物分解処理された汚泥混合液Ｂは、その無機化によって生じたアンモニア体の窒素及び流入下水Ａ中に既に溶存しているアンモニア体窒素は曝気槽４内で硝化菌により硝酸体の窒素に酸化され、このようにしてアンモニア体窒素は、硝化、脱窒に伴って流入下水Ａから除去される。この硝酸体の窒素は、嫌気槽５に移送管９を介して流入する。
【００２０】
この嫌気槽として用いる沈殿槽５で促進される脱窒には水素供与体が必要であり、水素供与体としての有機物の存在が不可欠である。したがって、流入下水Ａは、曝気槽として用いる曝気槽と同様ににして嫌気槽として用いる沈殿槽にも流入配管３より流入下水Ａを可調整的に分配流入させ、このように有機物を供給することにより脱窒を促進する。
また、嫌気槽として用いられる沈殿槽５では、さらに汚泥掻寄機１０に攪拌板１０３を取り付け、汚泥掻寄機１０の周回動作を利用し沈殿槽内の汚泥を攪拌、混合するため、沈殿槽５に分配流入する有機分と脱窒を促進する脱窒菌、硝酸体の窒素が混合され、一層の脱窒が促進される。
なお、このとき沈殿槽５での脱窒が不十分である場合には、曝気槽４を間欠曝気するか、空間的に嫌気ゾーンを形成させることにより、脱窒を促進するようにすることもできる。
【００２１】
このようにして、沈殿槽５では硝酸体の窒素が、脱窒菌により有機物（有機炭素源）として流入下水Ａが利用され窒素ガスヘと還元され系外に放出される。
沈殿槽５における汚泥混合液Ｃは、通常の運転中は、バルブ１５、バルブ１６を開とするとともに、汚泥引抜ポンプ１３を稼動することにより、汚泥引抜管１２から返送汚泥管１９を経て曝気槽４に返送される。このとき、バルブ１４、バルブ１７を閉じておくものとする。
また、汚泥の系外へ引抜時は、汚泥引抜管１２から余剰汚泥管１８を経て余剰汚泥Ｅを系外に引き抜く。このとき、バルブ１５、バルブ１６を閉、バルブ１４、バルブ１７を開とする。
【００２２】
ところで、流入負荷が変動した場合、特に、流入負荷が大きくなると十分な硝化、脱窒の進行が困難になり、また、流入水量の増大により沈殿槽での汚泥滞留時間が不足するようになり、固形物の沈降性が悪化し固形分が処理水に混入することがある。
そこで、良質な処理水を得るために曝気槽に、吸引ポンプ７３による吸引圧力によって、処理水が膜分離装置７の膜を通過することにより、固液分離が行われ、このろ過水を処理水として放流できるようにする。
この場合、膜分離装置７を浸漬している曝気槽は、硝化を促進する曝気槽、沈殿槽は、脱窒を促進する嫌気槽とすることによって、固液分離の目的で使用されていた沈殿槽を、生物処理槽として利用できるため、その分流入負荷が大きくなっても安定した水質が確保されるものとなる。
【００２３】
また、曝気槽内底部で、膜分離装置７の下部に膜洗浄装置８を設置することにより、そこから発生する気泡により膜面の目詰まりを防止するとともに、曝気槽内において好気性分解に必要な空気を供給するようにする。
【００２４】
また、膜分離装置７の膜７１により固液分離されるため、微生物や固形物は膜を通過できないので、膜を通過したろ分離水Ｄは、消毒した処理水と同等以上のレベルに衛生化されているため、消毒槽に送水して消毒処理する必要がない。
【００２５】
ところで、通常、ＯＤ施設等ではリンの除去が困難であるが、本発明の方法によれば、嫌気槽となる沈殿槽５で活性汚泥構成微生物からリンを放出させ、曝気槽４で活性汚泥構成微生物に過剰吸収させることにより脱リンを行うことも可能である。
この場合は、沈殿槽５はリン放出槽として用いるため、脱窒は曝気槽で行うことになる。したがって、曝気槽４は従来のＯＤ施設等の曝気槽と同様に間欠曝気を行ったり、あるいは嫌気−好気ゾーンに分割することにより、曝気槽内で硝化と脱窒を促進することができる。
【００２６】
なお、リン放出に際しても、有機物が必要であるため、流入下水Ａは、バルブ１、バルブ２の開度を調整し、リン放出に必要な有機物と脱窒に必要な有機物の量を考慮して、両者に再分配する必要がある。
リンを過剰吸収した汚泥混合液Ｂは余剰汚泥Ｅとして系外に引き抜くため、膜分離装置７による分離水Ｄのリン含有濃度は極めて低濃度で、良好な放流水質が達成される。
【００２７】
本発明によれば、処理性能の安定化や性能の向上という目的に対して、新規処理施設の増設といった必要がなく、既存のＯＤ施設等の曝気槽内部への浸漬型の膜分離装置の設置や部分改造することにより、安価な費用と、短期間の工事で施設を更新することができる。
また、更新後は、分離膜を通して処理水を取出し、処理場外に放流するため、既存の消毒設備が不要となり、嫌気、曝気槽を設けることにより、窒素、リンの除去性能を向上することができ、また、より清澄な処理水を得ることができ、高度処理に対応した施設として、安価に、容易に更新することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の排水の処理方法によれば、曝気槽内に設置された膜分離装置を用いて処理水と汚泥との固液分離を行うことにより、流入負荷に関係なく固形物を含まない良質な処理水を得ることができる。
また、既設のＯＤ施設等の曝気槽内部へ浸漬型の膜分離装置を設置するという簡単な方法で排水の高度処理が可能となる。
【００２９】
また、膜分離装置を用いることにより、従来固液分離を行っていた沈殿槽を嫌気槽とし、また曝気槽を好気槽とすることにより、沈殿槽も生物処理槽として利用できるため、流入負荷が増大しても処理槽の増設の必要がなく、安定した窒素、リンの除去が可能となる。
【００３０】
また、流入排水を、嫌気槽として用いる沈殿槽と好気槽として用いる曝気槽に分配流入させるため、沈殿槽に流入される有機物により脱窒効果を促進することができる。
【００３１】
また、汚泥掻寄機の攪拌翼の周回動作を利用して沈殿槽内の汚泥を攪拌、混合するため、沈殿槽での脱窒効果を一層促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水の処理方法を実施する水処理設備の平面図である。
【図２】本発明の排水の処理方法を実施する水処理設備のフロー図である。
【符号の説明】
１バルブ
２バルブ
３流入配管
４曝気槽（好気槽）
５沈殿槽（嫌気槽）
６曝気攪拌装置
７膜分離装置
７１膜
７２ヘッダー管
７３吸引ポンプ
８膜洗浄装置
８１ブロア
８２散気管
９移送管
１０攪拌装置
１０１駆動装置
１０２駆動軸
１０３攪拌板
１１放流管
１２汚泥引抜管
１３汚泥引抜ポンプ
１４バルブ
１５バルブ
１６バルブ
１７バルブ
１８余剰汚泥管
１９返送配管
Ａ流入下水
Ｂ汚泥混合液
Ｃ汚泥混合液
Ｄ分離水
Ｅ余剰汚泥

Claims

排水中の有機物を活性汚泥により生物処理する曝気槽と、沈殿槽とからなる排水の処理方法において、曝気槽内に配設される膜分離装置により重力沈殿によらずに排水の固液分離を行い、良質な処理水を得るようにしたことを特徴とする排水の処理方法。
膜分離装置を浸漬している曝気槽を好気槽に、沈殿槽を嫌気槽としたことを特徴とする請求項１記載の排水の処理方法。
流入排水を、曝気槽及び沈殿槽に可調整的に分配流入するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の排水の処理方法。
沈殿槽内に配設した汚泥掻寄機の攪拌板の周回動作を利用し、沈殿槽内の汚泥を攪拌するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の排水の処理方法。