JP2005193165A

JP2005193165A - 好気性ろ床を用いる有機性汚水の処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2005193165A
Application number: JP2004002588A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Tanaka; 俊博田中; Katsuyuki Kataoka; 克之片岡
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】好気性ろ床を用いて、処理水の透明度が悪化することのない有機性汚水の処理方法と装置を提供する。
【解決手段】好気性ろ床を用いて有機性汚水を生物処理する処理方法において、該有機性汚水を沈殿分離したのち、該分離水を好気性ろ床処理すると共に、前記沈殿分離した汚泥を脱水分離し、該脱水分離液を活性汚泥が存在する曝気槽に供給して好気性生物処理し、該処理液を固液分離し、該分離水を処理水とするか、又は、前記好気性ろ床の前段に供給することとしたものであり、前記沈殿分離した汚泥は、シックナーで沈降分離し、該沈降分離汚泥を脱水分離に供し、シックナーの溢流水は曝気槽に供給でき、また、前記曝気槽からの余剰汚泥は、前記有機性汚水と共に前記沈殿分離工程に導入して処理することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機性汚水の処理に係り、特に、好気性ろ床によって下水などの有機性汚水を浄化する処理方法と装置に関する。

公知の好気性ろ床法を、下水処理を例にあげて説明する。
好気性ろ床法とは、アンスラサイトなどの粒径数ｍｍの粒状ろ材を充填したろ床の上部から、下水の最初沈殿池流出水を流入させ、充填層のろ材間を通過させる間に、ろ材表面に付着した好気性生物による有機物の分解とＳＳのろ過捕捉を同時に行い、下水を浄化する方式であり、最終沈殿池は必要としない。
好気性ろ床において、生物の呼吸のための酸素供給は、ろ床下部から散気装置を通じて行う。処理時間の経過に伴って、捕捉ＳＳや増殖した微生物により、ろ床が閉塞するので、ろ過機能を回復するために空気及び水を用いた逆洗を行う。逆洗排水は、洗浄排水貯槽を経由して、最初沈殿池の前に返送して、逆洗排水中のＳＳなどを沈殿除去する。

図２に、下水処理に適用されている好気性ろ床法の汚泥処理系統を含めた従来の処理フローを示す。
すなわち、最初沈殿池で沈殿された汚泥（下水中の沈降性の良いＳＳ、好気性ろ床の洗浄排水中のＳＳ、汚泥脱水分離液中の沈降性の良いＳＳの合計）は、重力シックナーで濃縮されたのち、汚泥脱水機で脱水される。脱水分離液は、汚水調整槽に供給される。
しかし、このような従来の処理フローは、好気性ろ床装置の処理水の透視度がしばしば悪化することがあり、原因調査と根本的な改善策が要望されていた。
「１９９４年版、下水道施設計画・設計指針と解説・後編」ｐ２４１〜２４５

本発明は、上記従来技術に鑑み、好気性ろ床を用いて、処理水の透明度が悪化することのない有機性汚水の処理方法と装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、好気性ろ床装置の処理水の透視度の悪化原因を調査した結果、次の通りの知見を得た。
すなわち、最初沈殿池及び重力シックナーにおいて、汚泥が嫌気性になるために腐敗し、微生物の作用によって溶解性ＢＯＤと微細粒子（粒径１００μｍ以下）が汚泥から作り出され、汚泥脱水分離液及びシックナー溢流水に、これらの溶解性ＢＯＤと微細粒子が流出する。

このような性状の汚泥脱水分離液及びシックナー溢流水が、汚水調整槽に流入するが、溶解性ＢＯＤと微細粒子は、最初沈殿池では当然除去されずに好気性ろ床に流入する。しかし、微細粒子は、好気性ろ床でも除去されずに、処理水にリークし、透視度を悪化させる。
また、汚泥脱水分離液及びシックナー溢流水由来の溶解性ＢＯＤは、好気性ろ床へのＢＯＤ負荷を高めてしまう。また、汚泥脱水機の脱水条件設定（薬注率、凝集剤選定など）が良くないと、汚泥脱水機のＳＳ回収率が悪化し、脱水分離液に多量のＳＳが流出し、これが汚水調整槽に戻され、最初沈殿池で沈降し、再び汚泥脱水系に循環してくるという悪循環が起き、汚泥の腐敗をさらに助長する。

本発明は、上記の調査結果に基づき、鋭意、根本的改善策を検討した結果、汚泥脱水分離液又はこれとシックナー溢流水を汚水調整槽に戻さずに、活性汚泥を存在せしめた曝気槽に供給し好気性生物処理すると、微細粒子と溶解性ＢＯＤ、及び脱水機不調時の脱水分離液への流出ＳＳを同時に生物学的に除去できることを見出し完成された。
すなわち、本発明では、好気性ろ床を用いて有機性汚水を生物処理する処理方法において、該有機性汚水を沈殿分離したのち、該分離水を好気性ろ床処理すると共に、前記沈殿分離した汚泥を脱水分離し、該脱水分離液を活性汚泥が存在する曝気槽に供給して好気性生物処理し、該処理液を固液分離し、該分離水を処理水とするか、又は、前記好気性ろ床の前段に供給することを特徴とする有機性汚水の処理方法としたものである。
前記処理方法において、沈殿分離した汚泥は、シックナーで沈降分離した後、該沈降分離した汚泥を脱水し、該シックナーの溢流水と脱水分離液とを活性汚泥が存在する曝気槽に供給することができ、また、曝気槽からの余剰汚泥は、前記有機性汚水と共に前記沈殿分離工程に導入して処理することができる。

また、本発明では、好気性ろ床を用いて有機性汚水を生物処理する処理装置において、該有機性汚水を沈殿分離する最初沈殿池と、該沈殿分離した分離水を処理する好気性ろ床と、前記沈殿分離した分離汚泥を脱水する汚泥脱水機と、該脱水分離液を好気性生物処理する活性汚泥が存在する曝気槽と、該曝気槽処理液を固液分離する固液分離装置とを有することを特徴とする有機性汚水の処理装置としたものである。
前記処理装置において、汚泥脱水機の前に、沈殿分離した分離汚泥を沈降分離するシックナーを配備し、該シックナー溢流水を曝気槽に供給する供給手段を備えることができ、また、固液分離装置には、該分離した液を前記好気性ろ床に供給する経路と、該分離した汚泥を最初沈殿池に供給する経路とを有することができる。
なお、本発明で用いる「好気性ろ床」には、好気性ろ床の下部に嫌気性ろ床を有する好気・嫌気ろ床（例えば、発泡スチロールなどの浮上粒子の充填層の高さ方向の中間部に散気装置を設け、上段を好気性、下段を嫌気性ろ床にした生物学的硝化脱窒素装置）や好気性ろ床の前段に嫌気性ろ床を設けた嫌気・好気２段ろ床を含む意味で用いている。

（１）ＢＯＤ含有、ＳＳ含有の脱水分離液を、活性汚泥曝気槽Ａで生物処理するので、脱水分離液のＢＯＤとＳＳが活性汚泥によって除去され、好気性ろ床に汚泥脱水分離液由来の微細ＳＳと返流水由来のＢＯＤが一切流入しないので、好気性ろ床の処理水の透視度が顕著に向上する。
（２）シックナー、汚泥脱水機のＳＳ回収率が悪化し、多量のＳＳがシックナー溢流水又は脱水分離液に流出した場合でも、このＳＳは、曝気槽Ａにおいて除去されるので、汚泥処理系のＳＳ悪循環が起きない。
（３）下水流入量に比べ、その１％程度の水量のシックナー溢流水及び／又は脱水分離液だけを活性汚泥処理すればよいので、曝気槽容積は極めて少なくてよく、建設費も少ない。

本発明を図面を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明の処理装置の一例を示すフロー構成図であり、汚水調整槽からの下水とろ床洗浄排水は、最初沈殿池２に流入する。沈殿汚泥は、シックナー３で濃縮されたのち、汚泥脱水機４で脱水される。脱水分離液５は、貯槽６からポンプで曝気槽Ａに供給される。シックナー溢流水１２も曝気槽Ａに流入させて処理すると、より好ましい。
曝気槽Ａには、活性汚泥がＭＬＳＳ２０００〜４０００ｍｇ／ｌ程度で懸濁している。
脱水分離液５などは、曝気槽Ａにおいて数時間から１日程度好気性生物処理（活性汚泥処理）される結果、脱水分離液中の微細粒子、粒径の大きなＳＳと溶解性ＢＯＤが生物学的に高度に除去される。微細粒子が除去されるメカニズムは、微細粒子が活性汚泥フロックに吸着して除去されるためである。また、大粒径のＳＳが除去される原因は、活性汚泥フロックヘの取り込み作用及び好気性消化によって無機化する作用のためである。

曝気槽Ａの活性汚泥は、ダイナミックろ過、中空糸などの膜分離、沈殿分離のいずれかの手段で固液分離され、清澄な処理水Ａが得られる。したがって、処理水Ａは、好気性ろ床８の処理水９と共に放流できる。
なお、曝気槽Ａにおける活性汚泥処理に、回分活性汚泥法を適用することは、活性汚泥の処理水へもキャリオーバーがなく、本発明にとって非常に好適である。
曝気槽Ａでは、ＢＯＤ負荷を低く設定することによって、余剰汚泥をほとんど発生させなくできるが、安全のため余剰汚泥１０の排出管を設けておくのが良い。
なお、曝気槽Ａの連続活性汚泥処理の場合、活性汚泥の分離に沈殿分離を適用する場合は、処理水にＳＳがキャリオーバする場合があり得るので、この場合は、好気性ろ床８の前段の最初沈殿池２の前に分離汚泥を供給する経路（図示せず）を設けておくのが良い。

公共下水を、図２の従来フローで好気性ろ床処理し、かつ汚泥脱水機が稼動している場合の好気性ろ床の処理水は、透視度が３０〜４０ｃｍ、ＳＳ６．３〜８．３ｍｇ／ｌであった。
次に、汚泥脱水機の運転を停止して、汚泥脱水分離液の汚水調整槽への流入を停止してから１２時間経過の、好気性ろ床処理水の透視度は１００ｃｍ以上、ＳＳｌｍｇ／ｌ以下であった。この結果、明らかに脱水分離液が、好気性ろ床の処理水透視度を著しく悪化させている原因であることが確認された。

次に、図２のフローで運転している処理場（下水処理量８００ｍ^３／日）の汚泥脱水機（遠心脱水機）稼動時の汚泥脱水分離液（流量：約１０ｍ^３／日、水質：１００μｍ以下の微細粒子のＳＳ濃度３８０ｍｇ／ｌ、粒径１００μｍ以上の粒子のＳＳ濃度１９８０ｍｇ／ｌ、溶解性ＢＯＤ６５ｍｇ／ｌ）を採取し、活性汚泥処理試験を行った。活性汚泥処理条件は、ＭＬＳＳ３５００〜４０００ｍｇ／ｌ、曝気槽滞留時間２４時間とし、活性汚泥分離は孔径０．１μｍ、外径０．４ｍｍの外圧式中空糸膜を用いた。この結果、膜分離水の水質は、透明度２００ｃｍ以上、ＳＳゼロであった。
この結果、本発明の図１のフローによれば、汚泥脱水機が稼動している場合でも全く問題なく、極めて透視度が良い下水処理水を得ることができることが認められた。

本発明の処理装置の一例を示すフロー構成図。従来の処理装置を示すフロー構成図。

符号の説明

１：汚水調整槽、２：最初沈殿池、３：シックナー、４：汚泥脱水機、５：脱水分離液、６：脱水分離液貯槽、８：好気性ろ床、９：処理水、１０：余剰汚泥、１１：洗浄排水槽、１２：溢流水、Ａ：曝気槽

Claims

好気性ろ床を用いて有機性汚水を生物処理する処理方法において、該有機性汚水を沈殿分離したのち、該分離水を好気性ろ床処理すると共に、前記沈殿分離した汚泥を脱水分離し、該脱水分離液を活性汚泥が存在する曝気槽に供給して好気性生物処理し、該処理液を固液分離し、該分離水を処理水とするか、又は、前記好気性ろ床の前段に供給することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
前記沈殿分離した汚泥は、シックナーで沈降分離した後、該沈降分離した汚泥を脱水し、該シックナーの溢流水と脱水分離液とを活性汚泥が存在する曝気槽に供給することを特徴とする請求項１記載の有機性汚水の処理方法。
前記曝気槽からの余剰汚泥は、前記有機性汚水と共に前記沈殿分離工程に導入して処理することを特徴とする請求項１又は２記載の有機性汚水の処理方法。
好気性ろ床を用いて有機性汚水を生物処理する処理装置において、該有機性汚水を沈殿分離する最初沈殿池と、該沈殿分離した分離水を処理する好気性ろ床と、前記沈殿分離した分離汚泥を脱水する汚泥脱水機と、該脱水分離液を好気性生物処理する活性汚泥が存在する曝気槽と、該曝気槽処理液を固液分離する固液分離装置とを有することを特徴とする有機性汚水の処理装置。
前記汚泥脱水機の前に、沈殿分離した分離汚泥を沈降分離するシックナーを配備し、該シックナー溢流水を曝気槽に供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項４記載の有機性汚水の処理装置。
前記固液分離装置には、該分離した液を前記好気性ろ床に供給する経路と、該分離した汚泥を前記最初沈殿池に供給する経路とを有することを特徴とする請求項４又は５記載の有機性汚水の処理装置。