JP2018504263A - ガス化による除リンの方法及びシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】【解決手段】 本発明は膜生物反応器に基づき、曝気制御により反応容器における酸化還元電位が-200mV以上にあるようにするプロセスを含み、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2mg/L、他の領域における溶存酸素の濃度が0〜1mg/L、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が他の領域の以上にあるガス化による除リンの手段及び反応容器、膜分離システム、水製造装置及び曝気システムを含むガス化による除リンの下水処理システムを開示した。【選択図】図１

Description

本発明は、下水処理の分野、特に、ガス化による除リンの方法及びシステムに関する。
従来の生物的除リンでは、リン蓄積生物（PAOｓ）により、嫌気的条件下で有機物を吸収してリンを放出し、好気的条件下で、余分に外部からリンを摂取し、重合して菌体の内部に貯蔵し、高リン汚泥を形成してシステムから排出し、下水からの除リンに達成する。しかしながら、従来の生物的除リン方法は、リン除去率が向上しがたくなっている。剰余汚泥が通常に衛生埋立、乾燥及び焼却などで処理され、二次汚染及び炭素排出量の増加などの課題が生じている。
さらに、従来の膜の除リン方式によれば、硫化水素が生じ、環境保全に不利である。
本発明は、硫化水素が生じないガス化による除リンの方法を提供することを目的とする。
本発明のガス化による除リンの方法は次を含む。
ａ）反応容器及び膜分離システムを備える膜生物反応器を提供する。
ｂ）曝気制御により反応容器における酸化還元電位が-200mV以上にあるようにする。
ｃ）膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度を、０〜2.0mg/L、膜分離システムを除く反応容器の領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/Lに制御し、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が膜分離システムを除く領域の溶存酸素の濃度より高く設定するガス化による除リンの方法。
炭素源またはリン源を添加して、前記反応容器における下水における炭素のリンに対する濃度比が25以上にあるようにする。
本発明のガス化による除リンの下水処理システムは、反応容器、膜分離システム、水製造装置及び曝気システムを含む。前記膜分離システムが前記反応容器に配置される。前記水製造装置が前記膜分離システムと通じていて膜分離システムにある濾液を吸い出すためのものである。前記曝気システムが前記反応容器及び前記膜分離システムに対する曝気のために適合されたものである。前記曝気システムが、反応容器における酸化還元電位が-200mV以上にあるようにすることができるように設定されている。膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜1.5mg/L、他の領域における溶存酸素の濃度0〜0.8mg/L、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が他の領域の溶存酸素の濃度より高く設定されることを特徴とする。
前記膜分離システムがマイクロ濾過膜またはウルトラ濾過膜である。
前記水製造装置が吸引フロー形または重力フロー形である。
前記ガス化による除リンの下水処理システムは、前記膜分離システムに対応して設置した洗浄システムも含み、前記洗浄システムが曝気洗浄システムまたは水力洗浄システムである。
前記洗浄システムが曝気洗浄システムであり、曝気割合を膜分離システムの領域に集中させて前記膜分離システムに対する洗浄を達成する。
前記ガス化による除リンの下水処理システムは、前記膜分離システムを振動させる振動システムも含む。
前記ガス化による除リンの下水処理システムは、洗浄システムも含み、該洗浄システムは逆洗システムまたは超音波システムである。
従来の技術と比較した本発明によるガス化による除リンの方法及びシステムの利点は、微生物の作用の下で、ホスフィン（PH3）及びP2Ｈ4の生産により、リンを除去する同時に、硫化水素の発生を避け、異臭を除去することである。
本発明によるガス化による除リンの下水処理システムの構成図である。 本発明ガス化による除リンの下水処理システムの洗浄システムの構成図である。
次に図を参照して、発明の実施の形態を挙げて、本発明について更に説明する。
本発明によるガス化による除リンの下水処理システム、図1に示す通り、膜分離システム1、反応タンク2、送風機3、曝気配管4、ポンプ5、清浄水池6、逆洗浄配管7、及び水発生配管8を含む。前記膜分離システム1は、ウルトラ濾過膜である。前記膜分離システム1は前記反応タンク2に配置される。前記ポンプ5は水発生配管8により前記膜分離システム1と通じていて濾液を清浄水池6に吸い込むためのものである。前記送風機3は曝気配管4により前記反応容器及び前記膜分離システムに対する曝気を行い、前記反応タンク2で溶存酸素の濃度の勾配が生じるようにする同時に、前記膜分離システム1に対する曝気洗浄を行う。前記逆洗浄配管7は清浄水池6及び膜分離システム1に接続し、必要に応じて、清浄水池6にある水で膜分離システム1を洗浄できる。
前記膜分離システム1にはマイクロ濾過膜、又は、他の従来の膜モジュールを利用できることが理解できる。前記反応タンク2は反応池のような従来の反応容器も利用できる。前記送風機3及び曝気配管4からなる曝気システムは、従来の他の曝気システムであってもよい。膜分離システム1に対する洗浄に水力洗浄も利用できる。前記水吸引ポンプ5及び水発生配管8からなる水製造装置は重力フロー形水製造装置又は従来の他の水製造装置であってもよい。水発生配管8と逆洗浄配管は、完全に独立した２本の配管、又は、部分的に共通の配管があってもよい。逆洗浄配管7及び清浄水池6からなる洗浄システムは、超音波洗浄システム、又は他の洗浄システムに替えられてもいい。
さらに、本発明によるガス化による除リンの下水処理システムは、前記膜分離システムに振動システムを搭載して、膜分離システム汚泥で閉塞しないようにしてもよい。
前記曝気システムは、反応容器における酸化還元電位が-200mV以上にあるように制御することができるように構成されている。膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜1.5mg/L mg/L、他の領域における溶存酸素の濃度が0〜0.8mg/L mg/L、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が他の領域の溶存酸素の濃度より高くなるように設定される。ガス化による微生物の作用の下で、リンと、細胞を構成する構成物質を除去する同時に、硫化水素の発生を避け、異臭を除去する。
地方自治体における下水は処理量が300ｔ/日であり、水質関係のデータが次の通りである。
Figure 2018504263
本発明の下水処理システムで前記下水を処理し、送風機3で下水に対する曝気を行い、溶存酸素及び酸化還元電位を制御し、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0.8〜1.5 mg/L、他の領域における溶存酸素の濃度が0.3〜0.9mg/L、酸化還元電位が約-150mVであるようにする。
前記制御条件で所定期間に培養して微生物システムを育成する。微生物が膜分離システムに差し止められ、反応領域に蓄積する。微生物が水にあるリンを吸収して、微生物細胞の構成物質となり、微生物細胞が死亡してから、生きている微生物の作用の下でガス化により、細胞にあるリンを、ＰＨ3及び／又はＰ2Ｈ4の形で除去し、処理後、水ポンプで反応システムから排出される。
処理された水関係のデータは下記の通りである。
Figure 2018504263

Claims (11)

  1. ガス化による除リンの方法は次を含む。
    （ａ）反応容器と膜分離システムを含む膜生物反応器を提供し、
    （ｂ）反応容器の曝気により、反応容器における酸化還元電位が-200mV以上にあるようにする制御し、
    （ｃ）膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2mg/L、膜分離システムを除く反応容器の領域における溶存酸素の濃度0〜1mg/Lに制御し、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が、膜分離システムの残りの領域の溶存酸素の濃度より高く設定されることを特徴とする
  2. 炭素またはリンを添加して、前記反応容器における下水における、リンの炭素に対する濃度比が25以上になるようにすることを特徴とする請求項1に記載のガス化による除リンの方法。
  3. 膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜1.5mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜0.8mg/Lにあることを特徴とする請求項1に記載のガス化による除リンの方法。
  4. 反応容器、膜分離システム、水製造装置及び曝気システムを含み、
    前記膜分離システムが前記反応容器に配置され、
    前記水製造装置が前記膜分離システムと通じていて膜分離システムにある、濾液を吸い出すためのものであり、
    前記曝気システムが前記反応容器及び前記膜分離システムに対する曝気のためのものであり、
    前記曝気システム反応容器における酸化還元電位が-200mV以上にあるようにすることができるように構成されていて、
    膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜1.5mg/L、他の領域における溶存酸素の濃度0〜0.8mg/L、膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が、他の領域の溶存酸素の濃度よりも高くなるように設定されることを特徴とするガス化による除リンの下水処理システム。
  5. 膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜1.5mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度0〜0.8mg/Lにあることを特徴とする請求項4に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
  6. 前記膜分離システムがマイクロ濾過膜またはウルトラ濾過膜であることを特徴とする請求項4に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
  7. 前記水製造装置が吸引フロー形または重力フロー形であることを特徴とする請求項4に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
  8. 前記膜分離システムを洗浄する洗浄システムを含み、前記洗浄システムが曝気洗浄システムまたは水力洗浄システムであることを特徴とする請求項4に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
  9. 前記洗浄システムが曝気洗浄システムであり、膜分離システムの曝気割合を膜分離システムの領域に集中して前記膜分離システムに対する洗浄を達成することを特徴とする請求項8に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
  10. 前記膜分離システムを振動させる振動システムも含むことを特徴とする請求項4に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
  11. 前記洗浄システムが逆洗システムまたは超音波洗浄システムであることを特徴とする請求項4に記載のガス化による除リンの下水処理システム。
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