JP2005342612A

JP2005342612A - 有機性廃水の処理方法

Info

Publication number: JP2005342612A
Application number: JP2004164880A
Authority: JP
Inventors: Junji Kishima; 純次貴島
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: JP4586422B2

Abstract

【課題】魚の水揚げ、魚の洗浄、冷凍魚の解凍、魚の解体時に発生する血液や肉片等を含む有機性廃水、陸上養殖等における有機性廃水および発泡成分を含有する有機性廃水の処理方法において、泡沫分離法により分離された泡沫を確実に消泡させ、膜分離活性汚泥処理槽での処理量を増加させる有機性廃水の処理方法を提供する。
【解決手段】海水を主成分とする有機性廃水１から固形物を除去した前処理廃水４を、泡沫７と泡沫分離処理水９に分離させる泡沫分離槽５へ投入する。泡沫分離槽５の上部には泡沫排出口８、底部には自給式微細気泡発生装置６を設け、発生した泡沫７を分離し、散水によって消泡させる消泡手段１０により泡沫７が消泡させた後、消泡廃水１１を活性汚泥処理する膜分離活性汚泥処理槽１２に導入し、分離膜１３により活性汚泥と膜分離活性汚泥処理水１４に分離させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、漁港、魚市場および陸上養殖場等での海洋汚染防止技術に関するものであり、詳しくは、魚の水揚げ、魚の洗浄、冷凍魚の解凍、魚の解体時に発生する血液や肉片等を含む有機性廃水、陸上養殖等における有機性廃水および発泡成分を含有する有機性廃水の処理方法において、泡沫分離法により分離された泡沫を確実に消泡させ、膜分離活性汚泥処理槽での処理量を増加させる有機性廃水の処理方法に関するものである。

従来、魚介類の飼育、養殖等から発生する有機性廃水の処理方法として、図４に示すような生物処理装置を用いた養魚用水浄化装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。この養魚用水浄化装置は、養魚用水槽１０１からポンプ１０４を介して泡沫分離装置１０２に接続され、泡沫分離装置１０２の泡沫排出口１０２ａは第一の生物処理装置１０３ａに、泡沫分離装置１０２の処理水出口１０２ｂは第二の生物処理装置１０３ｂにそれぞれ接続されているものであり、上記第一の生物処理装置１０３ａの出口側に第二の生物処理装置１０３ｂが接続され、第二の生物処理装置１０３ｂの出口側に養魚用水槽１０１が接続されており、また泡沫分離装置１０２内には気散装置１０５が設置され、気散装置１０５に圧縮空気発生装置１０６が接続されているものであった。その効果は、泡沫分離装置１０２の処理水出口１０２ｂから排出された処理水は生物処理装置１０３ｂにて水中の溶解製有機物が除去され、また泡沫分離装置１０２の泡沫排出口１０２ａから排出された泡沫に付着した高濃度の浮遊性有機物が生物処理装置１０３ａにて除去され、また上記泡沫を生物処理する生物処理装置１０３ａより排出される処理水は再び生物処理装置１０３ｂにて生物処理されるものであった。

また従来、消泡を行う技術として、曝気装置を有した処理槽内で生じた泡を消泡するために、図５に示すような曝気装置を有した処理槽に供給される被処理水を散水して消泡する排水処理装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この排水処理装置は、曝気装置１０７を有した好気槽１０８へ活性汚泥混合液を供給する送液管１０９に、供給すべき活性汚泥混合液の一部または全部を好気槽１０８の上方へ導く分岐管１１０を設け、この分岐管１１０の端部に、分岐管１１０により導かれた活性汚泥混合液を槽内の活性汚泥混合液１１１に向けて散水する消泡ノズル１１２を設けたものであり、その効果は本来処理槽へ供給すべき被処理液およびその移送エネルギーを利用して消泡できるので、処理水を散水することで消泡する従来の方法のように装置負荷が増えることはなく、散水用ポンプを別途設置する必要がないものであった。

特開平７−１９４２７２号公報特開平９−２９０２８６号公報

しかしながら、前記従来の生物処理装置を用いた養魚用水浄化装置の場合、泡沫分離装置１０２により分離された泡沫を消泡せずに生物処理装置１０３ａ、１０３ｂにて処理されるため、生物処理では消泡を促進させる効果はなく、また泡沫は体積を多くとるため、泡沫分離装置１０２で処理する有機性廃水の量を増加させると生物処理装置１０３ａに送られる泡沫の量が多くなり、生物処理待ちの泡沫が生物処理装置１０３ａ内で消泡しきれずに生物処理装置１０３ａより溢れ出してしまうという問題があった。

また、前記従来の被処理水を散水して消泡する排水処理装置の場合、液状で流入する有機性廃水に対しては有効であるが、本発明のような泡沫分離槽から分離された泡沫を被処理水として用いる場合には、処理槽内に供給する前に泡沫を消泡しなければならないため利用することはできなかった。

本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、魚の水揚げ、魚の洗浄、冷凍魚の解凍、魚の解体時に発生する血液や肉片等を含む有機性廃水、陸上養殖等における有機性廃水および発泡成分を含有する有機性廃水の処理方法において、泡沫分離法により分離された泡沫を確実に消泡させ、膜分離活性汚泥処理槽での処理量を増加させる有機性廃水の処理方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための本発明の有機性廃水の処理方法の構成を図１に基づいて説明すると、本発明は、漁港や魚市場等から発生する有機性廃水の処理方法であって、前処理された前処理廃水４を泡沫分離槽５へ投入し、該廃水４中に微細気泡を発生させ、発生した泡沫７を分離、消泡させた後、膜分離活性汚泥処理槽１２へ導入し活性汚泥処理をすると共に、活性汚泥処理水を膜ろ過により分離することを第一の特徴とする。

また、泡沫分離槽５から発生し分離された泡沫７が、散水、機械的打撃、温度変化、消泡剤、遠心力、超音波、自然放置のうち少なくとも一つの手段によって消泡されることを第二の特徴とする。

また、前記散水手段に用いられる使用水が膜分離活性汚泥法で用いられる活性汚泥であることを第三の特徴とする。

さらに、前記膜分離活性汚泥法で発生する余剰汚泥１５を、低生生物が飼育される養殖水槽１６へ導入し、余剰汚泥１５を当該低生生物の飼料となして消化減量処理することを第四の特徴とする。

本発明の消泡手段１０は、泡沫７を確実に消泡させるために、散水、機械的打撃、温度変化、消泡剤、遠心力、超音波、自然放置のうち少なくとも一つの手段が設けることが好ましい。特に散水は、短い時間で消泡することができ、設備の規模の変更が容易であることから好適に使用される。また機械的打撃は、消泡設備を容易にかつコンパクトに設置することができることから好適に使用される。

なお、消泡手段１０の設置位置は、泡沫分離槽５から膜分離活性汚泥処理槽１２に導入される間であれば特に限定されるものではなく、別途消泡手段のための泡沫受槽を設けても良く、泡沫を膜分離活性汚泥処理槽へ導く配管内に消泡手段を設けても良く、膜分離活性汚泥処理槽の水面の上方に消泡手段を設けても良い。

また、消泡手段１０が散水の場合、散水に使用される使用水が膜分離活性汚泥法で用いられる活性汚泥であることが好ましい。これは、膜分離活性汚泥処理槽１２内の活性汚泥の濃度の低減を防止して安定した濃度を維持し、さらに活性汚泥処理における攪拌効率を向上させるとともに、膜分離活性汚泥処理槽１２内に設置された循環動力を散布動力として利用できるためである。

また、膜分離活性汚泥処理槽１２に発生する有機性の余剰汚泥１５を、低生生物が飼育される養殖水槽１６へ導入して、余剰汚泥１５を低生生物の飼料とすることが好ましい。これは低生生物の飼料とすることにより、余剰汚泥１５を消化減量させることができ、さらに飼育された低生生物を飼料として養殖などに活用することができるためである。なお、低生生物としては余剰汚泥１５を飼料とすることができるものであれば特に限定されないが、ゴカイ等の堆積物食性低生生物や、二枚貝に代表される懸濁物食性低生生物などが好適であり、両者低生生物を混在させても良い。

本発明は、以上説明した構造になっているので、以下のような優れた効果が得られる。
（１）泡沫分離槽で分離された泡沫は消泡手段を設けることにより消泡され、消泡手段を設けていない場合に比して処理量は４倍に増加できるとともに、膜分離活性汚泥処理槽から溢れ出ることなく処理することができる。
（２）消泡手段が散水の場合、散水に使用される使用水が膜分離活性汚泥法で用いられる活性汚泥を利用することにより、膜分離活性汚泥処理槽内の活性汚泥の濃度の低減を防止して安定した濃度を維持し、活性汚泥処理における攪拌効率を向上させるとともに、膜分離活性汚泥処理槽内に設置された循環動力を散布動力として利用できるため散水するための動力を別途設置する必要がない。
（３）膜分離活性汚泥処理槽で発生する余剰汚泥を、低生生物が飼育される養殖水槽へ導入することにより、余剰汚泥を当該低生生物の飼料となして消化減量処理することができる。

以下、本発明の実施の形態について図１乃至図３に示す実施例を用いて説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。

図１は本発明に係る有機性廃水の処理装置を示す模式図、図２は本発明の一実施例である散水による消泡手段を備えた膜分離活性汚泥処理槽を示す構成図である。図３は本発明の他の実施例である機械的打撃による消泡手段および膜分離活性汚泥処理槽を示す構成図である。

図１において、２は海水を主成分とする有機性廃水１から固形物を沈殿させる沈砂槽であり、３は固形物を除去するスクリーンである。

５は海水を主成分とする有機性廃水１から固形物を除去した前処理廃水４を、泡沫７と泡沫分離処理水９に分離させる泡沫分離槽である。泡沫分離槽５の上部には泡沫排出口８が設けられ、底部には自給式微細気泡発生装置６が設けられている。

１０は泡沫７を散水によって消泡させる消泡手段である。消泡手段１０により泡沫７が消泡されて消泡廃水１１となる。１２は消泡廃水１１を活性汚泥処理する膜分離活性汚泥処理槽である。膜分離活性汚泥処理槽１２内部には、活性汚泥と膜分離活性汚泥処理水１４に分離させる分離膜１３が設けられている。１６は膜分離活性汚泥処理槽１２から発生する余剰汚泥１５が導入される養殖水槽である。

次に、図２に基づいて本発明の一実施例として、散水による消泡手段を備えた膜分離活性汚泥処理槽の構成について説明する。

膜分離活性汚泥処理槽１２は、脱窒槽１７と硝化槽２０とで構成され、仕切壁１９によって仕切られている。脱窒槽１７の底部中央には攪拌機１８が設けられており、底側部には余剰汚泥１５を養殖水槽１６に輸送するポンプ２８が設けられている。硝化槽２０の底部にはブロワ２４に接続された散気装置２５が設けられている。散気装置２５の上方には、分離膜１３が設けられ、分離膜１３を介して膜分離活性汚泥処理水１４を輸送するポンプ２１が設けられている。

脱窒槽１７および硝化槽２０の上方には、消泡手段１０が設けられている。消泡手段１０は該槽１７、２０の上方に設けられた循環配管２２および分岐配管２６と、該配管２２、２６に接続される硝化槽内部に設けられた循環ポンプ２３とからなり、該槽１７、２０の各水面全体にシャワー状に散水できる散水ノズル２７が該配管２２、２６の全体に配置されている。なお散水ノズル２７は、該配管２２、２６の全体に配置されているが、必要性能を満足していれば該配管２２、２６の一部でもよく、配管に穴をあけただけの形状でも良い。散水ノズル２７の方向も、上方向、斜め上方向、水平方向のいずれから行われても良く、特に限定されない。また分岐配管２６は、硝化槽２０で生じるスカムを消泡する必要がなければ省略しても良い。

次に、図１、図２に基づいて、本発明の処理方法を廃水の流れに従って説明する。漁港、魚市場および陸上養殖場から発生する海水を主成分とする有機性廃水１は、沈砂槽２およびスクリーン３に導入され、予め固液分離手段により魚肉片等の固形物の除去などの前処理が施され、前処理排水４となる。前処理廃水４は泡沫分離槽５へ導入され泡沫分離槽５内の微細気泡発生装置６により一定時間曝気される泡沫分離処理により、泡沫７と泡沫分離処理水９とに分離される。泡沫分離槽５で曝気処理された泡沫分離処理水９は、そのまま系外へ放流される。一方、泡沫分離槽５の水表面に浮上した泡沫７は掻き取機（図示せず）などで掻きとられ、泡沫排出口８から排出される。この泡沫７は、前処理廃水４よりも汚濁濃度は高くなっているものの、汚濁濃度がほぼ一定で、曝気処理される前の水量に比して極めて少量になるため、活性汚泥処理に適した状態となる。泡沫排出口８から排出された泡沫７は、膜分離活性汚泥処理槽１２の脱窒槽１７に導入される。脱窒槽１７に導入された泡沫７は脱窒槽１７に貯留され、脱窒槽１７水表面に浮遊している消泡されなかった泡沫２９に対して、硝化槽２０内の活性汚泥が硝化槽２０内に設けられた循環ポンプ２３を介して循環配管２２を通って散水ノズル２７から散水され、該泡沫２９は消泡されて消泡廃水１１となる。このとき、硝化槽２０から脱窒槽１７に活性汚泥を散水する行程は、膜分離活性汚泥処理槽１２内の活性汚泥を循環させる役割も果たしている。消泡されて液化した消泡廃水１１は、脱窒槽１７の底部に設けられた攪拌機１８により活性汚泥と攪拌混合されて混合液となり、脱窒槽１７に許容量以上の混合液が貯留すると、仕切壁１９を越流して硝化槽２０へ流入する。

硝化槽２０は、散気装置２５とこれに空気を送るブロワ２４により硝化槽２０内は好気的状態に維持されており、硝化槽２０に流入した混合液は散気攪拌されながら活性汚泥処理され、分離膜１３と吸引ポンプ２１により膜分離活性汚泥処理水１４と活性汚泥とに分離され、膜分離活性汚泥処理水１４は膜分離活性汚泥処理槽１２の系外へ放流される。なお、ポンプ２１は、硝化槽２０内の水位がHWL（上限水位）になった時に起動され、水位がLWL（下限水位）になった時に停止される。また、硝化槽２０で発生し、硝化槽２０水面に浮遊しているスカムは分岐配管２６の散水ノズル２７から散水される活性汚泥によって消泡される。

一方、膜分離活性汚泥処理槽１２の活性汚泥処理において発生する有機性の余剰汚泥１５は、ポンプ２８により槽外に排出されて低生生物であるゴカイが養殖された養殖水槽１６へ導入され、飼料としてゴカイにより消化減量処理がなされる。

次に、図３に基づいて本発明の他の実施例として、機械的打撃による消泡手段および膜分離活性汚泥処理槽の構成について説明する。

３０は泡沫３１を機械的打撃によって消泡させる消泡手段である泡沫受槽である。泡沫受槽３０内部にはモーター（図示せず）により回転するプロペラ３２が設けられている。３４は消泡廃水３３を活性汚泥処理する膜分離活性汚泥処理槽である。膜分離活性汚泥処理槽３４の構成は第一の実施例と同様であるので説明を省略する。

次に、図３に基づいて本発明に係る他の処理方法について説明する。泡沫受槽３０に貯留された泡沫３１は、プロペラ３２の回転により破壊されることで消泡されて消泡廃水３３となり、消泡廃水３３は膜分離活性汚泥処理槽３４に導入される。消泡形態が異なること以外は第一の実施例と同様であるので説明を省略する。なお、本実施例ではプロペラ３２を用いているが、泡沫受槽３０内に貯留された泡沫が効率よく破壊できるのであれば形状は特に限定されるものではなく、網目状、櫛歯状でも良く、突起などを設けても良い。

次に、本発明に基づく有機性廃水処理方法の評価試験を行った。実際に漁港より採取した水揚げ、荷捌き有機性廃水を泡沫分離槽、膜分離活性汚泥処理槽にて廃水処理を実施し、膜分離活性汚泥処理槽内の泡沫の状態や膜分離処理水のＣＯＤを測定した。測定方法を以下に示す。

（１）膜分離活性汚泥処理槽内の泡沫の状態
泡沫が連続的に膜分離活性汚泥処理槽に導入され、２時間経過した後、膜分離活性汚泥処理槽内の泡沫の状態を目視により確認し、以下のように評価した。
無：膜分離活性汚泥処理槽内に導入された直後の泡沫を除くすべての泡沫が消泡された状態。
有：膜分離活性汚泥処理槽内に導入された直後の泡沫以外にも消泡されていない泡沫がある状態。
溢れ出た：導入された泡沫が消泡しきれず、膜分離活性汚泥処理槽の水面上に蓄積し、泡沫が膜分離活性汚泥処理槽の外へ溢れ出た状態。

（２）ＣＯＤの測定
膜分離処理水のＣＯＤをＪＩＳＫ０１０２１９に準拠し、アルカリ性過マンガン酸カリウムによる酸素消費量により測定した。

（３）廃水処理の可否
膜分離活性汚泥処理槽内の泡沫の状態とＣＯＤより、以下のように廃水処理の可否を評価した。
可：膜分離活性汚泥処理槽内に導入された泡沫が溢れ出ず、且つ膜分離活性汚泥処理水ＣＯＤが２０ｍｇ／Ｌ未満である時。
否：膜分離活性汚泥処理槽内に導入された泡沫が外へ溢れ出た状態、または膜分離活性汚泥処理水ＣＯＤが２０ｍｇ／Ｌ以上である時。

［試験例１］
消泡手段は図２の構成をした散水によるものであり、泡沫分離槽は自吸式で有効容量５００（L）とし、膜分離活性汚泥処理槽の脱窒槽は容量９００（L）、硝化槽は容量９００（L）とした試験装置を用いて、廃水処理量を０．２５ｍ^３／ｈ（条件１）、０．５ｍ^３／ｈ（条件２）、１ｍ^３／ｈ（条件３）としたときに、それぞれ表１に示す条件にて試験を行い、泡沫の状態の確認とＣＯＤの測定を行った。結果を表２に示す。

［試験例２］
試験例１において、消泡手段は図３の構成をしたプロペラを用いた機械的打撃によるものであるとした試験装置を用いて、同様に表１に示す条件で試験を行い、泡沫の状態の確認とＣＯＤの測定を行った。結果を表２に示す。

［比較例１］
試験例１において、消泡手段を設けていない試験装置を用いて、同様に表１に示す条件で試験を行い、泡沫の状態の確認とＣＯＤの測定を行った。結果を表２に示す。

試験例１および試験例２の結果から、膜分離活性汚泥処理槽内に導入された泡沫が消泡手段により消泡されており、散水による消泡手段や機械的打撃による消泡手段が消泡に有効であることが分かる。また、試験例１および比較例１の結果を比較すると、廃水処理の可否の結果から、本発明の消泡手段を用いることで、廃水処理量１．０（ｍ³／ｈ）でも問題なく廃水処理が可能であり、比較例１の処理可能な廃水処理量は０．２５（ｍ³／ｈ）であることから、処理可能な廃水処理量が４倍になったことが分かる。したがって、発泡成分を含有する有機性廃水の処理方法において、泡沫分離法により分離された泡沫を消泡手段を設けて消泡させることによって、消泡手段を設けない場合に対して膜分離活性汚泥処理槽での廃水処理量は４倍に増加させることができる。

本発明は、漁港、魚市場および陸上養殖場等で大量に発生する有機性廃水に利用可能だけでなく、タンパク質等の発泡成分を含有する有機性廃水の処理に利用可能であり、環境汚染の防止に大きく寄与できるものである。

本発明に係る有機性廃水の処理装置を示す模式図である。本発明の一実施例である散水による消泡手段を備えた膜分離活性汚泥処理槽を示す構成図である。本発明の他の実施例である機械的打撃による消泡手段および膜分離活性汚泥処理槽を示す構成図である。従来の生物処理装置を用いた養魚用水浄化装置の構成図である。従来の曝気装置を有した処理槽に供給される被処理水を散水して消泡する排水処理装置を示す構成図である。

符号の説明

１…海水を主成分とする有機性廃水
２…沈砂槽
３…スクリーン
４…前処理廃水
５…泡沫分離槽
６…微細気泡発生装置
７…泡沫
８…泡沫排出口
９…泡沫分離処理水
１０…消泡手段
１１…消泡廃水
１２…膜分離活性汚泥処理槽
１３…分離膜
１４…膜分離活性汚泥処理水
１５…余剰汚泥
１６…養殖水槽
１７…脱窒槽
１８…攪拌機
１９…仕切壁
２０…硝化槽
２１…ポンプ
２２…循環配管
２３…循環ポンプ
２４…ブロワ
２５…散気装置
２６…分岐配管
２７…散水ノズル
２８…ポンプ
２９…消泡されなかった泡沫
３０…泡沫受槽
３１…泡沫
３２…プロペラ
３３…消泡廃水
３４…膜分離活性汚泥処理槽

Claims

漁港や魚市場等から発生する有機性廃水の処理方法であって、前処理された該廃水を泡沫分離槽へ投入し、該廃水中に微細気泡を発生させ、発生した泡沫を分離、消泡させた後、膜分離活性汚泥処理槽へ導入し活性汚泥処理をすると共に、活性汚泥処理水を膜ろ過により分離することを特徴とする有機性廃水の処理方法。
前記泡沫分離槽から発生し分離された該泡沫が、散水、機械的打撃、温度変化、消泡剤、遠心力、超音波、自然放置のうち少なくとも一つの手段によって消泡されることを特徴とする請求項１記載の有機性廃水の処理方法。
前記散水手段に用いられる使用水が膜分離活性汚泥法で用いられる活性汚泥であることを特徴とする請求項２記載の有機性廃水の処理方法。
前記膜分離活性汚泥法で発生する余剰汚泥を、低生生物が飼育される養殖水槽へ導入し、前記余剰汚泥を当該低生生物の飼料となして消化減量処理することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の有機性排水の処理方法。