JP2010099631A - 人工透析排水の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 全体がコンパクトで処理性能のよい、人工透析排水の処理装置の提供。
【解決手段】 人工透析排水のｐＨを調整する排水調整槽12と、活性汚泥処理と膜分離処理をする、分離膜ユニット15を備えた曝気槽14と、曝気槽14に溜まった汚泥を引き抜いて貯留する汚泥貯留槽13と、処理後の水を貯留する処理水槽16と、機器収納部17を有する、地上設置型の処理装置10。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療施設で生じる人工透析排水を処理するための処理装置に関する。

医療機関での透析治療で発生する透析液を含む排水は、下記表１に示すように、前記透析液のほかに、透析装置を水洗浄したときの排水、次亜塩素酸塩水溶液で洗浄したときの排水、酢酸水溶液で洗浄したときの排水が含まれている。このため、透析液を含む排水はＢＯＤが1,000mg/L以上と高く、そのまま下水や河川に流すことはできず、中和処理や浄化槽等の排水処理設備で処理する必要がある。

また、異なる水質の排水が順次排出されるため、水質を平準化させるために貯留槽容積を大きくしたり、全排水をＢＯＤ処理するために曝気槽を大きくしたりしなければならない問題がある。

患者一人当たりの透析液を含む排水量は１ｍ³／日にもなるため、１つの医療機関当たりの処理量は大きく、全ての排水を処理するためには、処理レベルを落として処理するか、又は大かがりな排水処理設備を導入するしかなった。
特開平４−３４１３９４号公報 特開平７−２９９４９０号公報 特許第３０８３９９１号公報

本発明は、よりコンパクトな設備により、ＢＯＤ除去率を高めることができる、透析治療により生じた透析液排水を含む排水の処理装置を提供することを課題とする。

本願発明は、課題の解決手段として、
排水調整槽、分離膜ユニットを備えた曝気槽、汚泥貯留槽、処理水槽及び機器収納部を有する人工透析排水の処理装置であって、
排水調整槽が、人工透析排水のｐＨを調整するためのものであり、
分離膜ユニットを備えた曝気槽が、必要に応じてｐＨが調整された人工透析排水に対して活性汚泥処理をすると共に膜分離処理をするためのものであり、
汚泥貯留槽が、曝気槽に溜まった汚泥を引き抜いて貯留するためのものであり、
処理水槽が、処理後の水を貯留するためのものであり、
機器収納部が、少なくともｐＨ調整手段、プロワーポンプ、吸引ポンプが収納されたものであり、
排水調整槽、分離膜ユニットを備えた曝気槽、汚泥貯留槽、処理水槽及び機器収納部が地上設置されている、人工透析排水の処理装置を提供する。

本発明の人工透析排水の処理装置は、地上設置型であるため、設置作業や膜交換や薬剤補給等のメンテナンス作業が容易である。

図１は、本発明の人工透析排水の処理装置の概略平面図であり、図２は、図１の処理装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図であり、図３は、図１で用いている分離膜ユニットの正面図である。以下、本発明の人工透析排水の処理装置と、それを用いた排水処理方法を説明する。

処理装置１０は、箱状の外壁部１１で囲まれた空間内において、排水調整槽１２、分離膜ユニット１５を備えた曝気槽１４、汚泥貯留槽１３、処理水槽１６及び機器収納部１７が配置されている。

箱状の外壁部１１は、６面で囲まれたもののほか、コンクリート等からなる底面を含む５面で囲まれたものであり、メンテナンス作業のため、１又は複数の扉が取り付けられている。

排水調整槽１２には、ライン２１から人工透析排水が流入する。人工透析排水のｐＨが中性付近であればｐＨの調整は不要であるが、ｐＨが高すぎたり、低すぎたりする場合には、酸又はアルカリを添加して、中性付近に調整する。なお、必要に応じて、槽内を撹拌するための撹拌装置を取り付けることができる。

濾過運転時においては、排水調整槽１２の液滞留時間は３〜２０時間にすることができ、好ましくは５〜１５時間にすることができる。ここで液滞留時間は、次式：
液滞留時間＝槽容積（ｍ³）／処理量（ｍ³／ｈｒ）
から求められるものであり、液滞留時間が小さいということは、排水調整槽１２の容積が小さいことを意味する。

人工透析排水は、それぞれの医療施設における透析治療室が２階以上であれば、前記透析治療からライン２１を経て、直接、排水調整槽１２に送ってもよいし、透析治療室が１階の場合やその他必要に応じて、一旦、排水受水槽１８に送って貯留した後、そこから排水調整槽１２に供給してもよい。

排水調整槽１２にて必要に応じてｐＨ調整した排水は、ライン２２から分離膜ユニット１５を備えた曝気槽１４に送り、活性汚泥処理と膜分離処理する。

曝気槽１４は、ライン２２の曝気槽１４への入口２２ａ近く（上流側）にて、槽底部から散気して活性汚泥処理し、入口２２ａから離れた下流側にて、分離膜ユニット１５により膜分離処理する。

分離膜ユニット１５は、複数の分離膜エレメント５０が集水本管６１と散気本管６２に接続されたものである。

分離膜エレメント５０は、内側が集水管で、外側が散気管である二重管構造の支持管の周囲に多数本の中空糸膜（中空糸膜束）５１が配置されたものであり、両端側は上部キャップ５２内と下部キャップ５３内にて樹脂で固定されている。中空糸膜５１の両端部は開口している。上部キャップ５２内が上部集水室となり、下部キャップ５３内が下部集水室となる。

集水管の一端部側は、ネジ式の接続手段５４を介して、集水本管６１に対して着脱自在に接続されている。

散気管の一端部側はプラスチック製等の可撓性のあるチューブ５５と嵌め込み式の接続手段５６を介して、散気本管６２に対して着脱自在に接続されている。

分離膜エレメント５１は、キャップ５３側はどこにも接続されておらず、曝気槽１４内に吊るされた状態で取り付けられている。なお、図示するように、運転時に揺れ動いて分離膜エレメント５１同士が接触して中空糸膜５１が損傷することがないように、キャップ５３側は、槽底部１４ａに設置された格子状の枠５７内に差し入れ、揺れ動く範囲を制限できるようにすることが望ましい。

活性汚泥処理においては、凝集剤の添加は不要であり、フロックが懸濁した状態にて分離膜ユニット１５において膜分離処理する。

中空糸膜束５１で濾過された透過水の内、上部集水室に入った透過水は、集水本管６１に送られ、下部集水室に入った透過水は、集水管を通って上部集水室に入った後、集水本管６１に送られる。

曝気槽１４の液滞留時間（上記式から求められる）は８〜２４時間にすることができ、好ましくは１０〜２０時間にすることができる。

膜分離処理した透過水は、処理水槽１６に送って貯留する。この透過水は、法律上の放流基準を満たしていることを確認した上で、ライン２４から河川等に放流するほか、分離膜ユニット１５の膜の逆圧洗浄水として使用することができる。

膜分離ユニット１５と処理水槽１６の間には、膜の逆圧洗浄ラインを設ける。逆圧洗浄は、機器収納部１７内のポンプを作動させ、必要に応じて、機器収納部１７から逆圧洗浄水に対して薬剤（次亜塩素酸ソーダ等）を添加してもよい。

濾過運転の継続により、曝気槽１４内で汚泥が増加するため、底部から取り出して、ライン２５から汚泥貯留槽１３に送って貯留する。汚泥貯留槽１３にて汚泥を貯留した場合、汚泥が沈降して上澄み液が生じるので、これをライン２７から排水調整槽１２に送って、再処理することで汚泥を濃縮できる。

曝気槽１４と汚泥貯留槽１３の間、汚泥貯留槽１３と排水調整槽１２の間は、それぞれオーバーフロー管で接続してもよい。このようにオーバーフロー管で接続することで、曝気槽１４で溢れた液がオーバーフロー管を通って汚泥貯留槽１３に流れ込むようにすることができ、汚泥貯留槽１３で溢れた液がオーバーフロー管を通って排水調整槽１２に流れ込むようにすることができる。このようなオーバーフロー管を使用すると、各槽における液面の調整のためにポンプ等を作動させる必要がなくなるため、濾過運転の管理が容易になる。また、汚泥を槽外に排出することがないという利点がある。

機器収納部１７は、装置全体を円滑に濾過運転する上で必要な各種手段が収納されているものであり、少なくともｐＨ調整手段（酸やアルカリのような薬剤）、プロワーポンプ、吸引ポンプ、その他の必要な機器や薬剤（例えば、膜の逆圧洗浄用の薬剤）が収納されている。

本発明の処理装置１０は、排水調整槽１２、分離膜ユニット１５を備えた曝気槽１４、汚泥貯留槽１３、処理水槽１６及び機器収納部１７が地上設置されているため、地下埋設型と比べると、設置及びメンテナンスが容易である。なお、排水受水槽１８を設置する場合には地下に埋設するが、そのときには、図示するように、外壁部１１の底面の地下に設置することができる。

処理装置１０は、高い処理能力を維持したまま、排水調整槽１２、分離膜ユニット１４を備えた曝気槽１５、汚泥貯留槽１３、処理水槽１６及び機器収納部１７を含む全体（箱状の外壁部１１）が、処理量が２０ｍ³／日〜６０ｍ³／日の場合、縦３〜１０ｍ、横３〜１０ｍ、高さ２．５〜３．５ｍの範囲内になるようにすることができるため、限られた狭いスペースへの設置も容易になる。処理量６０ｍ³／日規模で、縦８ｍ、横８ｍ、高さ３ｍが好ましく、処理量２０ｍ³／日規模で、縦４ｍ、横８ｍ、高さ３ｍが好ましい。

実施例１
（人工透析排水）
人工透析排水：ＢＯＤ1000mg／L，ｐＨ3〜10のもの２０ｍ³（３０床相当量）を処理
＜処理装置＞
排水調整槽１２：容積４ｍ³
曝気槽１４：８ｍ³
分離膜ユニット１５：１６本の分離膜エレメント５０からなるもの。ポリエーテルスルホン製の中空糸膜（公称孔径０．１μm，純水透過速度1000L/m²（at0.1Mpa，20℃），内径0.9mm，外径2.1mm）を使用（合計膜面積７ｍ²）
汚泥貯留槽１３：容積４ｍ³
処理水槽１６：容積１ｍ³
機器収納部１７：ｐＨ調整手段、プロワーポンプ、吸引ポンプ等が収納された体積１２ｍ³のもの（電源：三相２００Ｖ）
全体の寸法（箱状外壁部１１の寸法）：縦３．０ｍ、横７．５ｍ、高さ３．０ｍ
＜排水処理方法＞
（排水調整槽１２）
人工透析排水を供給し、貯留した。酸として硫酸、アルカリとして水酸化ナトリウムを添加して、槽内を撹拌しながら、ｐＨを６〜６．５の範囲に調整した。

（活性汚泥処理及び膜分離処理）
ｐＨを調整した排水を、活性汚泥を満たした曝気槽１４に送った。曝気槽１４では、底部に設置したゴムメンブレン散気装置により、１．１ｍ³／時間のエアー量で散気した。活性汚泥濃度は、開始時は3,000mg／Lであったが、徐々に増加して、汚泥濃度10,000〜15,000 mg／L間で運転した。

分離膜ユニット１５で膜分離して、透過水を処理水槽１６に送って貯留した。濾過運転は、８分間運転した後、１分間逆圧洗浄するサイクルを繰り返した。逆圧洗浄水は、処理水槽１６の透過水に、次亜塩素酸ナトリウムを加えて１０mg／Lの塩素濃度にしたものを用いて行った。分離膜ユニット１本あたりのエアー量は５０Ｌ／時間とし、常時バブリングをした。

（汚泥貯留槽）
曝気槽１４の余剰汚泥は適宜抜き出して、汚泥貯留槽１３にて貯留した。

合計1,000ｍ³の人工透析排水を処理して得られた透過水のＢＯＤは５mg／L以下であり、ｐＨは７．５〜８．３、合計処理時間は４ヶ月であった。

本発明の処理装置の概略平面図。 本発明の処理装置を用いた処理フローの概略図。 本発明で用いる分離膜ユニットの正面図。

符号の説明

１０ 人工透析排水の処理装置
１２ 排水調整槽
１３ 汚泥貯留槽
１４ 曝気槽
１５ 分離膜ユニット
１６ 処理水槽
１７ 機器収納部

Claims (7)

1. 排水調整槽、分離膜ユニットを備えた曝気槽、汚泥貯留槽、処理水槽及び機器収納部を有する人工透析排水の処理装置であって、
   排水調整槽が、人工透析排水のｐＨを調整するためのものであり、
   分離膜ユニットを備えた曝気槽が、必要に応じてｐＨが調整された人工透析排水に対して活性汚泥処理をすると共に膜分離処理をするためのものであり、
   汚泥貯留槽が、曝気槽に溜まった汚泥を引き抜いて貯留するためのものであり、
   処理水槽が、処理後の水を貯留するためのものであり、
   機器収納部が、少なくともｐＨ調整手段、プロワーポンプ、吸引ポンプが収納されたものであり、
   排水調整槽、分離膜ユニットを備えた曝気槽、汚泥貯留槽、処理水槽及び機器収納部が地上設置されている、人工透析排水の処理装置。
2. 前記分離膜ユニットを備えた曝気槽が、排水調整槽から排水が流れ込むとき、１つの槽内において、排水が流れ込む上流側で主として曝気し、下流側で膜分離するものであり、
   前記分離膜ユニットが、複数の分離膜エレメントが集水本管と散気本管に接続されたものであり、
   前記分離膜エレメントが、集水菅と散気管を有し、それらの管の周囲に中空糸膜が配置され、少なくとも一端側に集水キャップが取り付けられ、槽内に吊るされた状態で取り付けられたものであり、
   前記集水管が、ネジ式の接続手段で集水本管に対して着脱自在に接続され、前記散気菅が、嵌め込み式の接続手段で散気本管に対して着脱自在に接続されている、請求項１記載の人工透析排水の処理装置。
3. 前記分離膜ユニットの一端部側が、槽底部に設置された格子状の枠内に差し入れられることで支持されている、請求項１又は２記載の人工透析排水の処理装置。
4. 運転時において、排水調整槽の液滞留時間が３〜２０時間であり、分離膜ユニットを備えた曝気槽の液滞留時間が８〜２４時間である、請求項１〜３のいずれか１項記載の人工透析排水の処理装置。
5. 分離膜ユニットを備えた曝気槽と汚泥貯留槽がオーバーフロー管で接続され、汚泥貯留槽と排水調整槽がオーバーフロー管で接続されており、曝気槽で溢れた液がオーバーフロー管を通って汚泥貯留槽に流れ込み、汚泥貯留槽で溢れた液がオーバーフロー管を通って排水調整槽に流れ込むようになっている、請求項１〜４のいずれか１項記載の人工透析排水の処理装置。
6. 更に排水受水槽を備えており、前記排水受水槽のみが地下に埋設されている、請求項１〜５のいずれか１項記載の人工透析排水の処理装置。
7. 排水調整槽、分離膜ユニットを備えた曝気槽、汚泥貯留槽、処理水槽及び機器収納部を含む全体が、縦１０ｍ、横１０ｍ、高さ３．５ｍの範囲内に収容されている、請求項１〜５のいずれか１項記載の人工透析排水の処理装置。

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