JP2014008421A - 排水処理方法及び排水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 排水と活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽と、該生物処理槽内の混合水に浸漬され活性汚泥が付着する担体と、前記混合水を曝気する曝気装置と、該曝気装置の曝気による好気条件下で活性汚泥により生物処理された混合水を膜分離する膜ユニットとを備えた排水処理装置を用いて、前記活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニットによって膜分離し浄化水となった透過水を得る排水処理方法であって、前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することを特徴とする排水処理方法等を提供する。
【選択図】 図1
Description
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することを特徴とする。
従って、前記排水処理方法によれば、曝気量に費やすエネルギーが比較的少なくても十分に生物処理を行うことができ、運転に費やされるコストを抑制できる。
また、前記排水処理方法においては、混合水に浸漬された担体に活性汚泥が付着する。これにより、担体に付着した活性汚泥によって生物処理を行うことができる。しかも、前記排水処理方法においては、上述したように混合水の流動性、及び、曝気による空気の溶解効率が優れたものとなる。
従って、前記排水処理方法によれば、活性汚泥による生物処理の効率の低下を抑制しつつ、混合水を曝気するために費やすエネルギーを減らすことができる。
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定する粘度設定機構を備えていることを特徴とする。
前記生物処理は、微生物を含む活性汚泥により好気的に排水中の少なくとも有機物を分解させる処理である。
前記活性汚泥は、前記処理対象物質を分解可能なものであれば特に限定されるものではなく、微生物として、細菌、原生動物、後生動物等の生物種を含むものを用いることができる。また、曝気による好気的条件下において、少なくとも有機物を分解できるものである。
前記凝集剤としては、従来公知のものが挙げられ、例えば、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄等の無機系凝集剤、又は、有機系高分子凝集剤等が挙げられる。
前記曝気装置4は、装置外から生物処理槽1内へ空気Bを供給するための空気供給管4aと、該空気供給管4aを経た空気を気泡状にして生物処理槽1内の混合水に供給し混合水を曝気する曝気管4bとを有している。これにより、前記曝気装置4は、空気供給管4aを経由させて空気Bを混合水に送り混合水を曝気するように構成されている。
前記生物処理工程においては、混合水の粘度を10mPa・s未満に設定することが好ましく、5mPa・s以下に設定することがより好ましい。
また、例えば、生物処理槽1内の混合水に分散剤を添加することにより混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することができる。より具体的には例えば、分散剤の水溶液を混合液に添加する分散剤添加タンク(図示せず)を用いて、混合水に所定量の添加剤を添加することにより、混合水の粘度を10mPa・s以下に低下させることができる。
また、例えば、生物処理槽1内の混合液の汚泥濃度を減少させることにより混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することができる。より具体的には例えば、生物処理槽の底部から活性汚泥を抜き取ることにより汚泥濃度を下げ、混合水の粘度を10mPa・s以下に低下させることができる。
このように、前記排水処理方法においては、担体2を用いつつ混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することにより、生物処理の効率の低下を抑えつつ曝気のために使う電力コストをも抑えることができる。
詳しくは、前記回転粘度計として共軸二重円筒型回転粘度計を用い、JIS Z8803に準じて内筒定速方式によって、混合水を生物処理するときの温度にて、粘度の測定を行う。測定する混合水としては、生物処理槽内における曝気される部分の混合水を取り出して用いる。回転粘度計における内筒、外筒の直径は、それぞれφ92mm、φ78mmであり、また、内筒、外筒の長さは、それぞれ76mm、46mmである。
なお、前記排水処理方法においては、上記のごとき粘度測定を必ずしも常に行う必要はない。
具体的には、前記排水処理方法においては、例えば、図1(a)に示すように、連続的に計測でき上記の回転粘度計と異なる粘度計8を用いて混合水の粘度を測定することができる。そして、その粘度計8の測定値に基づいて混合水の粘度を制御しつつ、適宜、上記のごとき回転粘度計を用いた粘度測定を行うことにより、上記の回転粘度計による測定値が10mPa・s以下となるように混合水の粘度を設定することができる。
なお、混合水の活性汚泥濃度(MLSS濃度)は、一般的な活性汚泥濃度計を用いて測定することができる。また、上記の混合水の活性汚泥濃度(MLSS濃度)は、生物処理槽1内を流動している混合水における濃度を示す。
従って、混合水の活性汚泥濃度を所定値以下に設定するだけでは、混合水の溶存酸素濃度(酸素溶解効率)を必ずしも十分なものにできないおそれがある。このように、混合水における溶存酸素濃度をより正確に制御できるという点においては、混合水の粘度を所定値以下に設定することの方が好適である。
なお、前記浄化工程においては、通常、前記生物処理工程において生物処理槽1内を所定時間流動させて生物処理した混合水を膜分離することにより、浄化水Zとなった透過水を得る。
前記濾過膜の形状が中空糸膜状である場合には、通常、膜の間隔が1mm程度であることから、活性汚泥による該間隔の空間の閉塞が抑制できるという点で、活性汚泥の粒径は、1mm以下であることが好ましい。
前記生物処理槽1内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定する粘度設定機構を備えているものである。
また、前記粘度設定機構は、例えば、生物処理槽1内の混合水の粘度を調整する分散剤添加部を備えている。該分散剤添加部としては、例えば、上述した分散剤添加タンク(図示せず)が挙げられる。該分散剤添加タンクによれば、混合水に所定量の添加剤を添加することにより、混合水の粘度を低下することができる。
また、前記粘度設定機構は、例えば、生物処理槽1内の混合液の汚泥濃度を減少させる汚泥濃度低減部を備えている。該汚泥濃度低減部としては、例えば、生物処理槽1の底部に配され汚泥を生物処理槽1外へ抜き取るように構成された汚泥抜き取り装置が挙げられる。該汚泥抜き取り装置によれば、生物処理槽1の底部に貯まった活性汚泥を抜き取り、汚泥濃度を下げることにより、混合水の粘度を低下することができる。
そして、前記排水処理装置10においては、前記生物処理槽1において混合水が槽内で対流を生じている間に、活性汚泥に含まれる微生物によって排水Aが生物処理される。
前記担体2は、曝気による気泡と接触するように生物処理槽1内に配されていてもよく、曝気による気泡と接触しないように生物処理槽1内に配されていてもよい。
前記曝気装置4の曝気管4bは、生物処理槽1の底部に複数配されている。曝気管4bは、図1(b)に示すように、担体2の下側に配されていてもよく、膜ユニット5の下側に配されていてもよい。また、曝気管4bは、担体2及び膜ユニット5のそれぞれの下側に配されていてもよい。曝気管4bは、通常、生物処理槽1の底部全体に配されているわけではなく、生物処理槽1の底部の一部に配されている。
前記担体2は、例えば図2に示すように、複数がまとまって担体用支持部材6によって支持されている。
前記担体用支持部材6は、例えば図1(b)及び図2に示すように、上面視において4つの棒材が矩形を描くように配された上側矩形枠6aと、該上側矩形枠6aと同形状であり上側矩形枠6aの下側に配され上面視において上側矩形枠6aと重なるように配された下側矩形枠6bと、上下の矩形枠(6a、6b)の角部同士をつなぐように縦方向に延びる4本の縦棒6cとを備えている。また、前記担体用支持部材6は、上下それぞれの矩形枠(6a、6b)における対向する1対の辺(棒材)をつなぐように互いに平行に横方向に配された複数の横棒6dをさらに備えている。担体2は、上下に離間した横棒6dをつなぐように、上下方向に延びており、担体2の両端部が上下の横棒6dにそれぞれ取り付けられている。即ち、上側の1つの横棒6dには、複数の担体2の上端部が取り付けられ、上側の横棒6dの真下にある1つの横棒6dには、上側の横棒6dに上端部が取り付けられた複数の担体2の下端部が取り付けられている。このように、複数の担体2が1つの担体用支持部材6によって支持されている。
前記排水処理装置10においては、例えば図1(b)に示すように、4つの担体用支持部材6が、上面視において、生物処理槽1内の四隅に配され、そのうち2つの担体用支持部材6が、曝気装置4の曝気管4bの上側にそれぞれ配されている。
また、上面視矩形状の生物処理槽1の一つの角部を介して隣接する2辺のうちの一方の辺に沿った方向において、一対の担体用支持部材6の間に1つの前記膜ユニット5が配されている。
即ち、前記膜ユニット5は、上面視矩形状の生物処理槽1の一方の辺に近接するように配され、しかも、該一方の辺に沿った方向における膜ユニット5の両側には、2つの担体用支持部材6が配されている。
担体用支持部材6の下方には、曝気管4bが配されていてもよく、曝気管4bが配されていなくてもよい。
斯かる排水処理装置10においては、曝気装置4の曝気によって供給された気泡が混合水中を上昇することにより上昇流が生じ、さらに、混合水の上部まで上昇した混合水が水平方向に移動し、そして、曝気されていない部分において混合水が下降して下降流が生じる。このようにして、生物処理槽1に収容された混合水には、曝気に伴う対流が生じる。
また、一般の排水処理装置及び排水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
図1に示す排水処理装置(ただし、担体は設置していない)を用いて、50m3/日の排水を20日間にわたって生物処理した。生物処理中の汚泥濃度は、9,000〜11,000mg/Lとした。生物処理槽としては、1.3m×1.3m×高さ3.7mの大きさのものを用いた。
混合水の粘度は、活性汚泥を混合水から取り除くこと等により、40〜50mPa・sとなるように設定した。
試験例1で用いた排水処理装置にさらに担体を設置して、下記に示す条件以外は、試験例1と同様にして排水を12日間にわたって生物処理した。生物処理中の汚泥濃度は、4,000〜6,000mg/Lとした。
なお、担体としては、上下方向長さが2mであり、横方向長さが10cmのものであって、アクリル繊維製の糸状体とポリエステル糸の支持体とから構成されたものを用いた。また、複数の担体を支持した担体用支持部材を4つ用いて、図1(b)に示すように配置した。生物処理においては、全ての担体を混合水に浸漬した状態で用いた。
混合水の粘度は、活性汚泥を混合水から取り除くこと等により、10mPa・s以下となるように設定した。
図3から把握できるように、混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することにより、曝気量が少なくても混合水内の溶存酸素(DO)濃度を所定量に維持することができる。
また、図4から把握できるように、混合水の粘度を10mPa・s以下に設定しても、混合水に担体を浸漬しているため、生物処理効率の指標の1つであるアンモニア性窒素濃度が比較的低く維持される。
即ち、本発明の排水処理方法及び排水処理装置においては、混合水に担体を浸漬したうえで混合水の粘度を10mPa・s以下に設定する。従って、担体に付着した活性汚泥によっても混合水を生物処理することができ、しかも、混合水中の溶存酸素濃度の低下を抑制できる。これにより、生物処理の効率の低下を抑制しつつ、曝気などの運転に費やされるコストを抑制することができる。
2:担体、2a:糸状体、2b:支持体、
4:曝気装置、4a:空気供給管、4b:曝気管、
5:膜ユニット、
6:担体用支持部材、
7:排水供給管、
8:粘度計、
10:排水処理装置、
A:排水、B:空気、Z:浄化水(透過水)。
前記排水処理装置において前記曝気装置による曝気によって前記混合水に対流を起こし、前記曝気装置によって曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように前記膜ユニットを配し、前記混合水に浸かるように前記生物処理槽内に前記担体を配し、しかも、前記膜ユニットの両側に前記担体用支持部材をそれぞれ配し、
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することを特徴とする。
前記曝気装置による曝気によって前記混合水に対流を起こさせるように構成されており、前記膜ユニットが、前記曝気装置によって曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように配され、前記担体が、前記混合水に浸かるように前記生物処理槽内に配され、前記膜ユニットの両側に前記担体用支持部材がそれぞれ配され、
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定する粘度設定機構を備えていることを特徴とする。
前記排水処理装置において前記曝気装置による曝気によって前記混合水に対流を起こし、
前記曝気装置によって曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように前記膜ユニットを配し、前記混合水に浸かるように前記生物処理槽内に前記担体を配し、しかも、前記膜ユニットを前記生物処理槽の上面視における一の辺に沿って配し、該膜ユニットの両側に前記担体用支持部材のうちの2つを配し、
前記4つの担体用支持部材のうち、前記膜ユニットの両側に配された2つの前記担体用支持部材を前記曝気装置によって曝気せず、他の2つの前記担体用支持部材を担体が気泡と接触するように曝気し、
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することを特徴とする。
前記曝気装置による曝気によって前記混合水に対流を起こさせるように構成されており、
前記膜ユニットが、前記曝気装置によって曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように配され、
前記担体が、前記混合水に浸かるように前記生物処理槽内に配され、
前記膜ユニットが、前記生物処理槽の上面視における一の辺に沿って配され、
該膜ユニットの両側に前記担体用支持部材のうちの2つが配され、
前記4つの担体用支持部材は、前記膜ユニットの両側に配された2つの前記担体用支持部材が前記曝気装置によって曝気されず、他の2つの前記担体用支持部材が担体に気泡を接触させて曝気されるように配され、
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定する粘度設定機構を備えていることを特徴とする。
Claims (2)
- 排水と活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽と、該生物処理槽内の混合水に浸漬され活性汚泥が付着する担体と、前記混合水を曝気する曝気装置と、該曝気装置の曝気による好気条件下で活性汚泥により生物処理された混合水を膜分離する膜ユニットとを備えた排水処理装置を用いて、前記活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニットによって膜分離し浄化水となった透過水を得る排水処理方法であって、
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定することを特徴とする排水処理方法。 - 排水と活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽と、該生物処理槽内の混合水に浸漬され活性汚泥が付着する担体と、前記混合水を曝気する曝気装置と、該曝気装置の曝気による好気条件下で活性汚泥により生物処理された混合水を膜分離する膜ユニットとを備え、前記活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニットによって膜分離し浄化水となった透過水を得る排水処理装置であって、
前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を10mPa・s以下に設定する粘度設定機構を備えていることを特徴とする排水処理装置。
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