JP2023065705A - Wastewater treatment system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy-saving wastewater treatment system.
SOLUTION: A wastewater treatment system 100 comprises a treatment tank R that stores water to be treated, with the treatment tank R comprising an anaerobic tank 1 applying an anaerobic treatment to water to be treated, an aerobic tank 2 connected to the anaerobic tank 1 to apply an aerobic treatment to water to be treated, the aerobic tank 2 comprising a bubble generation unit 6 generating bubbles B, the anaerobic tank 1 comprising an oxygen permeation unit 3 including oxygen permeable membranes, and whole of the oxygen permeation unit 3 being immersed at a depth of less than 50% of a maximum water depth d2 of water to be treated in the aerobic tank 2.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明は、排水処理システムに関する。 The present invention relates to wastewater treatment systems.

排水処理においては、活性汚泥法による有機物の除去(酸化)に加えて、アンモニア性窒素などの窒素含有化合物(以下、窒素成分と記載する)の除去も行われている。排水の窒素成分の除去は、例えば、好気的な環境で硝化菌を作用させて硝化(硝酸態窒素に酸化)し、さらに嫌気的な環境で脱窒菌を作用させて脱窒(窒素ガスに還元)する。 In wastewater treatment, in addition to the removal (oxidation) of organic substances by the activated sludge method, the removal of nitrogen-containing compounds (hereinafter referred to as nitrogen components) such as ammoniacal nitrogen is also performed. Nitrogen components in wastewater can be removed, for example, by causing nitrifying bacteria to act in an aerobic environment for nitrification (oxidizing to nitrate nitrogen), and denitrifying bacteria in an anaerobic environment to denitrify (to nitrogen gas). return).

特許文献1には、生物学的窒素除去装置(排水処理システム)が記載されている。この生物学的窒素除去装置は、処理の対象とする流入水(排水)が流入する脱窒処理槽、脱窒処理槽を通過後の被処理水が流入する硝化処理槽、曝気処理された被処理水から活性汚泥を沈降分離して処理水として流出させる最終沈殿池、及び硝化処理槽に空気を送る曝気装置(気泡発生装置)を備えている。 Patent Literature 1 describes a biological nitrogen removal device (wastewater treatment system). This biological nitrogen removal system consists of a denitrification tank into which influent water (wastewater) to be treated flows, a nitrification tank into which water to be treated after passing through the denitrification tank flows, and an aerated tank. It is equipped with a final sedimentation tank for sedimentation and separation of activated sludge from treated water and discharged as treated water, and an aeration device (bubble generator) for sending air to the nitrification treatment tank.

特許文献2には、無動力の自然通気により酸素透過膜を介して排水中に大気酸素を取り込む排水処理方法が記載されている。この排水処理方法においては、膜表面に発生する生物膜により排水中のアンモニア性窒素を酸化して硝酸性窒素を生成させ、さらに硝酸性窒素を生物膜から遠ざかる嫌気環境下の排水中に拡散させて脱窒する。 Patent Document 2 describes a wastewater treatment method in which atmospheric oxygen is introduced into wastewater through an oxygen-permeable membrane by natural aeration without power. In this wastewater treatment method, the biofilm generated on the surface of the membrane oxidizes the ammonia nitrogen in the wastewater to produce nitrate nitrogen, which is then diffused into the wastewater under an anaerobic environment away from the biofilm. to denitrify.

特許文献3には、合併処理浄化槽(排水処理システム)が記載されている。この合併処理浄化槽は、嫌気ろ床槽(脱窒する槽)及び接触曝気槽(硝化する槽)に代えて設けた酸素透過膜からなる筒状体と、生物処理槽とを備えている。筒状体は生物処理槽に浸漬される。筒状体の外周面には好気性微生物の生物膜と嫌気性微生物の生物膜との二重膜構造が形成される。この合併処理浄化槽では、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程と、筒状体に空気を送入する送風工程とが行われる。 Patent Document 3 describes a combined treatment septic tank (wastewater treatment system). This combined treatment septic tank comprises a cylindrical body made of an oxygen-permeable membrane provided in place of the anaerobic filter bed tank (denitrification tank) and the contact aeration tank (nitrification tank), and a biological treatment tank. The cylindrical body is immersed in a biological treatment bath. A double membrane structure of a biofilm of aerobic microorganisms and a biofilm of anaerobic microorganisms is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body. In this combined treatment septic tank, a biological treatment process in which organic matter is decomposed by aerobic microorganisms and anaerobic microorganisms, and a ventilation process in which air is introduced into the cylindrical body are carried out.

特開平11-244894号公報JP-A-11-244894 特開2003-211185号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-211185 特開2016-43281号公報JP 2016-43281 A

特許文献1に記載された排水処理システムでは、窒素成分を十分に硝化しようとすれば、硝化処理槽の容量を大きくしなければならない問題がある。また、硝化処理槽の容量を大きくできなければ処理水の窒素成分を十分削減できない問題がある。特許文献2、3に記載されるように、酸素透過膜を介して嫌気的な環境下の排水中に酸素を供給すれば、消費エネルギーの低減(以下、単に省エネと記載する)と、硝化する槽を省略したり、小さくしたりするなどのコンパクト化とを実現可能であるとも考えられる。しかし、酸素透過膜が破れるなどの破損対策や、生物膜の過剰な成長にともなう酸素供給不足などの問題により、現実には強制通気が必要となって十分な省エネ化がなされていなく、改善の余地がある。 In the wastewater treatment system described in Patent Document 1, there is a problem that the capacity of the nitrification treatment tank must be increased in order to sufficiently nitrify the nitrogen component. In addition, there is a problem that the nitrogen component in the treated water cannot be sufficiently reduced unless the capacity of the nitrification treatment tank is increased. As described in Patent Documents 2 and 3, if oxygen is supplied to wastewater under an anaerobic environment through an oxygen-permeable membrane, energy consumption can be reduced (hereinafter simply referred to as energy saving) and nitrification can be achieved. It is also considered possible to achieve compactness by omitting or reducing the size of the tank. However, due to damage countermeasures such as oxygen permeable membranes breaking and problems such as insufficient oxygen supply due to excessive growth of biofilms, forced ventilation is actually required, and sufficient energy saving has not been achieved. There is room.

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、省エネ化された排水処理システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an energy-saving wastewater treatment system.

上記目的を達成するための本発明に係る排水処理システムの特徴構成は、被処理水を貯留する処理槽を備え、前記処理槽は、前記被処理水に対して嫌気性処理を行う嫌気処理部と、前記嫌気処理部に接続され、前記被処理水に対して好気性処理を行う好気処理部と、を有しており、前記好気処理部は、気泡を発生させる気泡発生部を有し、前記嫌気処理部は、酸素を透過する酸素透過膜を含む酸素透過部を有し、前記酸素透過部のすべては、前記好気処理部における前記被処理水の最大水深に対して50パーセント未満の水深に浸漬されている点にある。 The characteristic configuration of the wastewater treatment system according to the present invention for achieving the above object is provided with a treatment tank for storing water to be treated, and the treatment tank is an anaerobic treatment unit for performing anaerobic treatment on the water to be treated. and an aerobic treatment unit that is connected to the anaerobic treatment unit and performs aerobic treatment on the water to be treated, and the aerobic treatment unit has a bubble generation unit that generates bubbles. The anaerobic treatment section has an oxygen permeation section including an oxygen permeation membrane that allows oxygen to pass through, and all of the oxygen permeation sections are 50% of the maximum water depth of the water to be treated in the aerobic treatment section. It is immersed in a water depth of less than

この排水処理システムでは、生物脱窒反応が行われる。上記構成によれば、好気処理部は、被処理水に対して好気性処理を行う。好気処理部では、処理水中の酸素と硝化菌とにより、処理水中のアンモニア性窒素などの窒素含有化合物(以下、「窒素成分」と記載する)の酸化(いわゆる硝化、以下、単に「硝化」と記載する)を進行させる好気性処理を行う。これにより、処理水中の窒素成分は硝酸態窒素に変換される。上記構成によれば、処理槽中における気泡発生部の上部近傍の領域は、気泡発生部で発生させた気泡から酸素が供給されて、溶存酸素濃度の高い好気的な領域になる。好気処理部は、処理槽において気泡発生部で発生させた気泡から供給された酸素による好気的な領域である。 In this wastewater treatment system, a biological denitrification reaction takes place. According to the above configuration, the aerobic treatment section performs aerobic treatment on the water to be treated. In the aerobic treatment section, nitrogen-containing compounds such as ammonia nitrogen (hereinafter referred to as "nitrogen components") in the treated water are oxidized (so-called nitrification, hereinafter simply "nitrification") by oxygen and nitrifying bacteria in the treated water. aerobic treatment that promotes the progress of Thereby, the nitrogen component in the treated water is converted to nitrate nitrogen. According to the above configuration, the area near the upper portion of the air bubble generating portion in the processing bath is supplied with oxygen from the air bubbles generated by the air bubble generating portion and becomes an aerobic area with a high dissolved oxygen concentration. The aerobic treatment section is an aerobic region in which oxygen is supplied from bubbles generated by the bubble generation section in the treatment tank.

上記構成によれば、嫌気処理部は、被処理水に対して嫌気性処理を行う。嫌気処理部では、嫌気的な環境下において処理水中の脱窒菌と脱窒菌の栄養となる有機物とにより、硝酸態窒素の還元が進行して窒素が生成する(いわゆる脱窒、以下、単に「脱窒」と記載する)。このような硝化及び脱窒により処理水は、窒素含有化合物を分解除去されて浄化される。 According to the above configuration, the anaerobic treatment section performs anaerobic treatment on the water to be treated. In the anaerobic treatment section, the denitrifying bacteria in the treated water and the organic matter that feeds on the denitrifying bacteria reduce nitrate nitrogen and produce nitrogen (so-called denitrification, hereinafter simply “denitrification”). Nitrogen”). Through such nitrification and denitrification, the treated water is purified by decomposing and removing nitrogen-containing compounds.

上記構成によれば、酸素透過膜の表面には処理水中の窒素成分を酸素透過膜から供給される酸素で硝化する硝化菌を主として含む生物膜が形成されて、窒素成分の硝化が行われる。すなわち上記構成によれば、気泡発生部により形成される好気的な領域と、酸素透過膜の表面に形成される生物膜内との両方で硝化を行うことができる。なお、酸素透過膜から供給される酸素は、生物膜内で消費し尽されるため、生物膜の外部(外側)領域の嫌気的な環境は維持される。 According to the above configuration, the surface of the oxygen-permeable membrane forms a biofilm mainly containing nitrifying bacteria that nitrify the nitrogen component in the treated water with the oxygen supplied from the oxygen-permeable membrane, thereby nitrifying the nitrogen component. That is, according to the above configuration, nitrification can be carried out both in the aerobic region formed by the bubble generating portion and in the biofilm formed on the surface of the oxygen-permeable membrane. Since the oxygen supplied from the oxygen-permeable membrane is exhausted in the biofilm, the anaerobic environment in the outer (outer) region of the biofilm is maintained.

上記構成によれば、酸素透過部は被処理水の最大水深に対して50パーセント未満の浅い水深の領域に浸漬されているため、酸素透過膜の破損などで膜内に水が浸入したとしても低圧の送風で水を排除できる。そのため、酸素透過部に送風(供給)する空気の圧力は低圧で足り、酸素透過部の省エネを実現できる。また、送風する空気が低圧で足りるため、送風機として簡易なものを用いることができ、システムをコストダウン可能である。例えば、高い風圧で送風可能であるが、装置コストの高いブロワを用いる代わりに、低コストなファンを送風機として利用可能である。 According to the above configuration, since the oxygen permeable part is immersed in a shallow water depth region of less than 50% of the maximum water depth of the water to be treated, even if water enters the membrane due to breakage of the oxygen permeable membrane, etc. Water can be removed by blowing air at low pressure. Therefore, a low pressure of the air blown (supplied) to the oxygen permeable part is sufficient, and energy saving of the oxygen permeable part can be realized. In addition, since low-pressure air is sufficient for blowing, a simple air blower can be used, and the cost of the system can be reduced. For example, a low-cost fan can be used as the blower instead of using a blower that can blow air with a high air pressure but has a high equipment cost.

また、通常は深い水深(例えば、処理槽の最大水深に対して50パーセント以上の深い水深)に浸漬されている気泡発生部には、当該水深の水圧に比例した圧力で送気することを要する。しかし上記構成によれば、酸素透過部から供給される酸素によっても硝化が進行する。そのため、気泡発生部から供給を要する酸素(空気)量を削減できる。これにより、処理槽における硝化のための酸素供給に要するエネルギー全体を低減できる。 In addition, it is necessary to supply air at a pressure proportional to the water pressure of the water depth to the bubble generating part that is usually immersed in a deep water depth (for example, a deep water depth of 50% or more of the maximum water depth of the treatment tank). . However, according to the above configuration, nitrification proceeds even with oxygen supplied from the oxygen permeable portion. Therefore, the amount of oxygen (air) that needs to be supplied from the bubble generating section can be reduced. This reduces the overall energy required to supply oxygen for nitrification in the treatment tank.

また上記構成によれば、酸素透過部は浅い水深の領域に浸漬されているため、水面上からのアクセスが容易でありメンテナンス性が高い。つまり、水面上から振動などの外部刺激を容易に加えることができるため、酸素透過膜上に形成される生物膜が成長しすぎた場合の当該生物膜の除去も極めて容易である。これらにより、酸素透過部における硝化の効率低下を回避できる。 Further, according to the above configuration, since the oxygen permeable portion is immersed in a shallow water depth region, access from the surface of the water is easy and maintainability is high. That is, since an external stimulus such as vibration can be easily applied from the surface of the water, it is extremely easy to remove the biofilm formed on the oxygen-permeable membrane when it grows excessively. As a result, a decrease in nitrification efficiency in the oxygen-permeable portion can be avoided.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記酸素透過部は、前記酸素透過膜が筒状に形成された複数の筒状部を含む透過ユニットを有し、前記透過ユニットは、前記被処理水の水面に沿い浸漬されている点にある。 A further characteristic configuration of the wastewater treatment system according to the present invention is that the oxygen permeation part has a permeation unit including a plurality of cylindrical parts in which the oxygen permeable membrane is formed in a cylindrical shape, and the permeation unit includes the It is immersed along the water surface of the water to be treated.

上記構成によれば、筒状部は酸素透過膜が筒状に形成されたものであり、内部には空気を通流可能である。透過ユニットは、複数の筒状部を束ねるなどして形成される。筒状部は、透過ユニットとして水平面(水面)に沿う横向きに配置される。筒状部の横向きの配置により、酸素透過膜の設置水深(浸漬する水深)を深くせずに酸素透過膜の面積を増大することができる。したがって、酸素透過膜の破損等による膜内への水の侵入を考慮した場合でも、酸素透過膜に供給する空気の圧力は低圧で足り、酸素透過部の省エネを実現できると共に、酸素透過膜の面積を増大させて酸素透過膜上(生物膜中)での硝化効率の向上を実現可能である。また、筒状部が横向きに配置されるため、水面上からのアクセスも容易でありメンテナンス性が向上する。これにより、酸素透過膜上に形成される生物膜が成長しすぎた場合の当該生物膜の除去も極めて容易になる。 According to the above configuration, the tubular portion is formed by forming the oxygen-permeable membrane in a tubular shape, and air can flow through the inside thereof. The transmission unit is formed by, for example, bundling a plurality of cylindrical portions. The tubular portion is arranged laterally along a horizontal plane (water surface) as a transmission unit. By arranging the cylindrical portion sideways, it is possible to increase the area of the oxygen permeable membrane without increasing the depth of water in which the oxygen permeable membrane is installed (the depth of water in which the oxygen permeable membrane is immersed). Therefore, even when considering the intrusion of water into the membrane due to breakage of the oxygen permeable membrane, a low pressure of the air supplied to the oxygen permeable membrane is sufficient, and energy saving of the oxygen permeable part can be realized. It is possible to increase the area and improve the nitrification efficiency on the oxygen permeable membrane (in the biofilm). In addition, since the cylindrical portion is arranged sideways, it is easy to access from above the water surface and maintainability is improved. As a result, when the biofilm formed on the oxygen-permeable membrane grows too much, it becomes extremely easy to remove the biofilm.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記嫌気処理部と前記好気処理部とは同一の前記処理槽で区画されて配置されている点にある。 A further characteristic configuration of the waste water treatment system according to the present invention is that the anaerobic treatment section and the aerobic treatment section are arranged so as to be partitioned by the same treatment tank.

上記構成によれば、処理槽が嫌気処理部と好気処理部とに区画されている。例えば、処理槽を隔壁により上流側の領域と下流側の領域とに区画して、上流側の領域を嫌気処理部、下流側の領域を好気処理部としたり、処理槽を隔壁により鉛直方向(上下方向)の上下に区画し、一方の領域(例えば上方の領域)を嫌気処理部、他方の領域(例えば下方の領域)を好気処理部としたりできる。特に処理槽を鉛直方向の上下に区画する場合には、酸素透過部と気泡発生部とを鉛直方向視において重複させて配置できるため、処理槽のコンパクト化が可能となる。 According to the above configuration, the treatment tank is divided into the anaerobic treatment section and the aerobic treatment section. For example, the treatment tank is divided into an upstream area and a downstream area by a partition wall, and the upstream area is an anaerobic treatment area and the downstream area is an aerobic treatment area. (vertical direction), one region (for example, the upper region) can be an anaerobic treatment section, and the other region (for example, the lower region) can be an aerobic treatment section. In particular, when the processing tank is partitioned into upper and lower parts in the vertical direction, the oxygen permeable part and the bubble generating part can be arranged so as to overlap when viewed in the vertical direction, so that the processing tank can be made compact.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記処理槽は、第一槽と、前記第一槽よりも下流に配置された第二槽とを有し、前記酸素透過部は前記第一槽に浸漬されており、前記気泡発生部は前記第二槽に浸漬されている点にある。 A further characteristic configuration of the waste water treatment system according to the present invention is that the treatment tank has a first tank and a second tank arranged downstream of the first tank, and the oxygen permeation section is the first tank. It is immersed in one tank, and the bubble generating part is immersed in the second tank.

上記構成によれば、酸素透過部が浸漬される第一槽は嫌気処理部であるが、生物膜の外部領域における脱窒が進行するだけでなく、生物膜の内部領域において硝化も進行する。また、第二槽は好気処理部であり、硝化が行われる。このように処理槽が第一槽と第二槽とを有する場合、第一槽を嫌気処理部、第二槽の好気処理部とすることで、それぞれの槽の処理効率を向上させる。なお、第一槽を嫌気処理部とした場合でも、酸素透過部の酸素透過膜から供給される酸素は酸素透過膜上に形成された生物膜中で消費し尽されるため、第一槽は全体として嫌気的な環境に維持される。したがって第一槽における脱窒は阻害されない。 According to the above configuration, the first tank in which the oxygen permeable part is immersed is the anaerobic treatment part, and not only denitrification proceeds in the outer region of the biofilm, but also nitrification proceeds in the inner region of the biofilm. In addition, the second tank is an aerobic treatment section, and nitrification is performed. When the treatment tank has the first tank and the second tank in this way, the treatment efficiency of each tank is improved by making the first tank the anaerobic treatment part and the second tank the aerobic treatment part. Even if the first tank is an anaerobic treatment section, the oxygen supplied from the oxygen permeable membrane of the oxygen permeable section is exhausted in the biofilm formed on the oxygen permeable membrane. Maintained in a generally anaerobic environment. Therefore, denitrification in the first tank is not hindered.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記嫌気処理部の水深は0.5m以下である点にある。 A further characteristic configuration of the waste water treatment system according to the present invention is that the water depth of the anaerobic treatment section is 0.5 m or less.

上記構成によれば、第一槽の水深が0.5m以下という浅い水深に抑えられているため、酸素透過部へ供給される空気の圧力は極めて低圧で足りる。これにより省エネを実現できる。また、酸素透過膜が0.5m以下という特に浅い水深に浸漬されるため、水面上からのアクセスが容易でありメンテナンス性が高い。また、水面上から振動などの外部刺激を極めて容易に加えることができる。これらにより、酸素透過膜上に形成される生物膜が成長しすぎた場合の当該生物膜の除去を極めて容易に行える。 According to the above configuration, since the water depth of the first tank is suppressed to a shallow depth of 0.5 m or less, an extremely low pressure of the air supplied to the oxygen permeation section is sufficient. This makes it possible to save energy. In addition, since the oxygen permeable membrane is immersed in a particularly shallow water depth of 0.5 m or less, access from the water surface is easy and maintainability is high. In addition, external stimuli such as vibrations can be applied very easily from the surface of the water. As a result, when the biofilm formed on the oxygen-permeable membrane grows excessively, the biofilm can be removed very easily.

第一実施形態に係る処理槽の側面視の模式図である。It is a schematic diagram of the side view of the processing tank which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る処理槽の上面視の模式図である。It is a top view schematic diagram of the processing tank which concerns on 1st embodiment. 排水処理システム及び処理系列の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing of a waste water treatment system and a process line. 透過ユニットの断面構造の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of a transmission unit; 生物膜が形成された透過ユニットの断面構造の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of a permeation unit in which a biofilm is formed; 酸素透過膜及び生物膜の断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-sectional structure of an oxygen-permeable membrane and a biofilm. 第二実施形態における処理槽の模式図である。It is a schematic diagram of the processing tank in 2nd embodiment. 別実施形態に係る透過ユニットの配置状態の模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram of an arrangement state of transmission units according to another embodiment. 別実施形態に係る処理槽の模式図である。It is a schematic diagram of the processing tank which concerns on another embodiment.

図面に基づいて、本発明の実施形態に係る排水処理システムについて説明する。 A wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

〔第一実施形態〕〔全体構成の説明〕
図1、図2には、流入する排水(被処理水)を浄化する排水処理システム100の概略構成を図示している。この排水処理システム100は、下水処理場等に設けられている。排水処理システム100は、上流から連続的に流入する排水を貯留する処理槽R、処理槽Rに貯留された排水に酸素透過膜30を介して酸素を供給する酸素透過部3、及び、処理槽Rに貯留された排水に気泡B(図1参照)を発生させて酸素を供給する気泡発生部6を備えている。処理槽Rは、嫌気槽1(第一槽の一例、嫌気処理部の一例)と、嫌気槽1よりも下流側の好気槽2(第二槽の一例、好気処理部の一例)とを有する。酸素透過部3は、嫌気槽1に貯留された排水中に浸漬されている。気泡発生部6は、好気槽2に貯留された排水中に浸漬されている。
[First Embodiment] [Description of Overall Configuration]
1 and 2 show a schematic configuration of a waste water treatment system 100 for purifying incoming waste water (water to be treated). This waste water treatment system 100 is installed in a sewage treatment plant or the like. The wastewater treatment system 100 includes a treatment tank R for storing wastewater continuously flowing in from upstream, an oxygen permeation section 3 for supplying oxygen to the wastewater stored in the treatment tank R through an oxygen permeable membrane 30, and a treatment tank. A bubble generator 6 is provided for generating bubbles B (see FIG. 1) in the waste water stored in R to supply oxygen. The treatment tank R includes an anaerobic tank 1 (an example of a first tank, an example of an anaerobic treatment section) and an aerobic tank 2 (an example of a second tank, an example of an aerobic treatment section) downstream of the anaerobic tank 1. have The oxygen permeable part 3 is immersed in the waste water stored in the anaerobic tank 1 . The air bubble generator 6 is immersed in the waste water stored in the aerobic tank 2 .

本実施形態においては、処理槽Rに流入する排水は、少なくともアンモニア性窒素などの窒素含有化合物(以下、「窒素成分」と記載する)と、有機物とを含んでいる。処理槽Rでは、窒素成分を亜硝酸態窒素や硝酸態窒素に酸化する硝化(好気性処理の一例)や、亜硝酸態窒素や硝酸態窒素を還元して窒素に還元する脱窒(嫌気性処理の一例)が行われる。以下では、亜硝酸態窒素と硝酸態窒素とを包括して、単に「硝酸態窒素」と記載する。 In this embodiment, the waste water flowing into the treatment tank R contains at least nitrogen-containing compounds such as ammoniacal nitrogen (hereinafter referred to as "nitrogen components") and organic substances. In the treatment tank R, nitrification (an example of aerobic treatment) in which nitrogen components are oxidized to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, and denitrification (anaerobic treatment) in which nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are reduced to nitrogen are reduced. example of processing) is performed. Hereinafter, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are collectively referred to simply as "nitrate nitrogen".

本実施形態の排水処理システム100は、図3に示すように、処理槽Rの上流に最初沈殿池91、処理槽Rよりも下流に最終沈殿池99を含む。排水処理システム100は、最初沈殿池91、処理槽R、及び最終沈殿池99を有する複数の処理系列N1,N2,N3等を有する場合がある。本実施形態では、処理系列N1,N2,N3はいずれも等価である。以下では、処理系列N1について説明するが、処理系列N2,N3についても同様である。なお、本実施形態において処理槽Rに貯留されている排水の概念には、活性汚泥としての硝化菌や脱窒菌を含む浮遊物質(SS)が懸濁状態で存在している、いわゆる混合液の概念を含む。 The wastewater treatment system 100 of this embodiment includes a primary sedimentation tank 91 upstream of the treatment tank R and a final sedimentation tank 99 downstream of the treatment tank R, as shown in FIG. The wastewater treatment system 100 may have multiple treatment lines N1, N2, N3, etc., each having a primary sedimentation tank 91, a treatment tank R, and a final sedimentation tank 99. In this embodiment, the processing sequences N1, N2 and N3 are all equivalent. The processing sequence N1 will be described below, but the same applies to the processing sequences N2 and N3. In the present embodiment, the concept of wastewater stored in the treatment tank R includes a so-called mixed liquid in which suspended solids (SS) containing nitrifying bacteria and denitrifying bacteria as activated sludge are present in a suspended state. Including concepts.

〔各部の説明〕
最初沈殿池91は、流入した排水に含まれる汚泥の一部を沈降させて除去するための槽である。最初沈殿池91で除去されなかった窒素成分と有機物とを含む排水が処理槽R(嫌気槽1)へ流入する。
[Description of each part]
The primary sedimentation tank 91 is a tank for settling and removing part of the sludge contained in the inflowing wastewater. The waste water containing nitrogen components and organic matter not removed in the primary sedimentation tank 91 flows into the treatment tank R (anaerobic tank 1).

処理槽Rは、図1、図2に示すように、1つの嫌気槽1と、嫌気槽1よりも下流に直列的に接続された1つの好気槽2とを有する。嫌気槽1に流入した排水は、嫌気槽1で所定時間だけ滞留して好気槽2に流入する。好気槽2に流入した排水は、好気槽2で所定時間だけ滞留して流出する。好気槽2では、主として硝化が進行する。嫌気槽1では、主として脱窒が進行し、併せて硝化も進行する。好気槽2から流出した排水の一部は、返送流路9を介してポンプ(図示せず)などで送液されて嫌気槽1に返送(供給)される(図3参照)。以下では、返送流路9により嫌気槽1に返送される処理水を硝化液と記載する。 The treatment tank R has one anaerobic tank 1 and one aerobic tank 2 connected in series downstream of the anaerobic tank 1, as shown in FIGS. The wastewater that has flowed into the anaerobic tank 1 stays in the anaerobic tank 1 for a predetermined time and flows into the aerobic tank 2 . The waste water that has flowed into the aerobic tank 2 stays in the aerobic tank 2 for a predetermined time and then flows out. In the aerobic tank 2, nitrification mainly proceeds. In the anaerobic tank 1, denitrification mainly progresses, and nitrification also progresses at the same time. A part of the waste water flowing out from the aerobic tank 2 is sent back (supplied) to the anaerobic tank 1 through the return channel 9 by a pump (not shown) or the like (see FIG. 3). Hereinafter, the treated water returned to the anaerobic tank 1 through the return channel 9 is referred to as a nitrified liquid.

嫌気槽1は、排水が嫌気的な環境(溶存酸素の乏しい環境)に保たれた槽である。嫌気槽1では、主として脱窒を行い、併せて硝化も行う。嫌気槽1には、図1に示すように、酸素透過膜30を有する酸素透過部3が浸漬されている。 The anaerobic tank 1 is a tank in which waste water is kept in an anaerobic environment (environment lacking dissolved oxygen). In the anaerobic tank 1, denitrification is mainly performed, and nitrification is also performed at the same time. As shown in FIG. 1, an oxygen permeable part 3 having an oxygen permeable membrane 30 is immersed in the anaerobic tank 1 .

嫌気槽1では、酸素透過膜30を介して排水に酸素が供給されており、酸素透過膜30の表面近傍で硝化が進行する。嫌気槽1における酸素透過膜30の表面近傍以外の領域は嫌気的な環境に保たれており、脱窒菌により脱窒が進行する。酸素透過部3や酸素透過膜30における硝化についての詳細は、酸素透過部3の詳細と共に後述する。 In the anaerobic tank 1 , oxygen is supplied to the wastewater through the oxygen permeable membrane 30 , and nitrification proceeds near the surface of the oxygen permeable membrane 30 . A region other than the surface vicinity of the oxygen permeable membrane 30 in the anaerobic tank 1 is kept in an anaerobic environment, and denitrification proceeds by denitrifying bacteria. Details of nitrification in the oxygen permeable portion 3 and the oxygen permeable membrane 30 will be described later together with details of the oxygen permeable portion 3 .

嫌気槽1は、例えば最大水深(水面から槽の最も深い底面までの鉛直方向Vに沿った距離、以下、水深d1と記載)が0.3mから5m程度で、好気槽2よりも水深の浅い槽である。嫌気槽1の水深d1は、後述する好気槽2の最大水深である水深d2の50パーセント未満に設定する。本実施形態では、嫌気槽1の水深d1は、0.5mである。 The anaerobic tank 1 has, for example, a maximum water depth (distance along the vertical direction V from the water surface to the deepest bottom surface of the tank, hereinafter referred to as water depth d1) of about 0.3 m to 5 m, which is deeper than the aerobic tank 2. It is a shallow tank. The water depth d1 of the anaerobic tank 1 is set to be less than 50% of the water depth d2, which is the maximum water depth of the aerobic tank 2, which will be described later. In this embodiment, the water depth d1 of the anaerobic tank 1 is 0.5 m.

好気槽2は、排水が好気的な環境(溶存酸素に富む環境)に保たれた槽である。好気槽2には、図1に示すように、気泡発生部6が浸漬されている。好気槽2では、気泡発生部6からバブリングにより空気が供給(散気)されており、気泡Bからの酸素の溶解により、排水に酸素が供給されている(いわゆる曝気)。これにより、好気槽2は好気的な環境に保たれる。好気槽2では、気泡発生部6により供給される酸素を利用した硝化が進行する。好気槽2は、たとえば最大水深が3mから10m程度の、嫌気槽1よりも水深の深い槽である。本実施形態における好気槽2(処理槽R)の最大水深である水深d2は5mである。気泡発生部6の詳細は後述する。好気槽2から最終沈殿池99に排出される排水の一部、又は好気槽2で好気処理された排水の一部は硝化液として嫌気槽1に返送される(図3参照)。 The aerobic tank 2 is a tank in which waste water is kept in an aerobic environment (environment rich in dissolved oxygen). In the aerobic tank 2, as shown in FIG. 1, a bubble generator 6 is immersed. In the aerobic tank 2, air is supplied (diffused) by bubbling from the air bubble generator 6, and oxygen is supplied to the waste water by dissolution of oxygen from the air bubbles B (so-called aeration). Thereby, the aerobic tank 2 is kept in an aerobic environment. In the aerobic tank 2 , nitrification proceeds using oxygen supplied from the air bubble generator 6 . The aerobic tank 2 is deeper than the anaerobic tank 1, with a maximum depth of about 3 m to 10 m, for example. The maximum water depth d2 of the aerobic tank 2 (treatment tank R) in this embodiment is 5 m. The details of the bubble generator 6 will be described later. A portion of the waste water discharged from the aerobic tank 2 to the final sedimentation tank 99 or a portion of the waste water aerobically treated in the aerobic tank 2 is returned to the anaerobic tank 1 as nitrified liquid (see FIG. 3).

最終沈殿池99は、好気槽2(処理槽R)から流出した排水を受け入れて、排水中の活性汚泥などを沈降させる沈降槽である。本実施形態では、最終沈殿池99において沈殿した汚泥が、返送流路9により嫌気槽1に返送される(図3参照)。 The final sedimentation tank 99 is a sedimentation tank that receives the wastewater discharged from the aerobic tank 2 (treatment tank R) and settles activated sludge and the like in the wastewater. In this embodiment, the sludge settled in the final sedimentation tank 99 is returned to the anaerobic tank 1 through the return flow path 9 (see FIG. 3).

気泡発生部6は、供給された空気を好気槽2の排水中にバブリング供給する散気装置である。気泡発生部6は、例えば5mの水深である好気槽2の底部に固定されている。気泡発生部6は、供給された空気を吹き出すための散気機構として複数の孔部が設けられた散気管(図示せず)などを有する。気泡発生部6は、例えばファンやブロワなどの送風機76から、送風管76aを介して所定の送風圧力で空気を供給する。 The bubble generator 6 is an air diffuser that supplies the supplied air to the wastewater of the aerobic tank 2 by bubbling. The bubble generator 6 is fixed to the bottom of the aerobic tank 2, which has a water depth of, for example, 5 m. The air bubble generator 6 has an air diffusion pipe (not shown) provided with a plurality of holes as an air diffusion mechanism for blowing out the supplied air. The air bubble generator 6 supplies air at a predetermined blowing pressure from a blower 76 such as a fan or a blower through a blowing pipe 76a.

本実施形態における気泡発生部6は5mの水深に浸漬されている。そのため、水圧に抗して十分な空気(酸素)を供給して好気槽2での硝化を十分に進行せしめるべく、例えば60kPaの静圧の空気が送風機76から供給される。この場合には、送風機76としては、ブロワを用いる。 The bubble generator 6 in this embodiment is immersed in a water depth of 5 m. Therefore, air having a static pressure of, for example, 60 kPa is supplied from the blower 76 in order to supply sufficient air (oxygen) against the water pressure to sufficiently advance the nitrification in the aerobic tank 2 . In this case, a blower is used as the air blower 76 .

酸素透過部3は、供給された空気に含まれる酸素を、酸素透過膜30を介して排水に供給する装置である。酸素透過部3は、嫌気槽1に浸漬されている。酸素透過部3は、酸素透過膜30を有する透過ユニット33と、透過ユニット33に空気を供給及び排出する分配流路である一対のマニホールド35とを有する。本実施形態では、透過ユニット33及び一対のマニホールド35は、全体が嫌気槽1に浸漬されている。 The oxygen permeable part 3 is a device that supplies oxygen contained in the supplied air to wastewater through an oxygen permeable membrane 30 . The oxygen permeable part 3 is immersed in the anaerobic tank 1 . The oxygen permeation section 3 has a permeation unit 33 having an oxygen permeation membrane 30 and a pair of manifolds 35 serving as distribution channels for supplying air to and discharging air from the permeation unit 33 . In this embodiment, the permeation unit 33 and the pair of manifolds 35 are entirely immersed in the anaerobic tank 1 .

透過ユニット33は、図4に示すように、基材32と、酸素透過膜30を中空糸状(細長い筒状)に形成した筒状部31を有する。透過ユニット33は、基材32の表面上に筒状部31を複数本束ね、図1、図2に示すような直線的な棒状のユニットとして構成されている。各筒状部31は、一端が給気側のマニホールド35、他端側が排気側のマニホールド35に接続されている。 As shown in FIG. 4, the permeation unit 33 has a base material 32 and a cylindrical portion 31 in which the oxygen permeable membrane 30 is formed in a hollow fiber shape (an elongated cylindrical shape). The transmission unit 33 is formed by bundling a plurality of cylindrical portions 31 on the surface of the substrate 32 to form a linear rod-shaped unit as shown in FIGS. 1 and 2 . One end of each cylindrical portion 31 is connected to the manifold 35 on the air supply side, and the other end is connected to the manifold 35 on the exhaust side.

酸素透過部3は、図1、図2に示すように、例えばファンやブロワなどの送風機73から、給気側のマニホールド35に接続された送風管73aを介して所定の送風圧力で空気が供給されており、当該供給された空気に含まれる酸素を、酸素透過膜30から排水に供給する。排気側のマニホールド35は排気管73bを介して外部に開放されており、筒状部31を通過した空気は外部に放出される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the oxygen permeable portion 3 is supplied with air at a predetermined pressure from a blower 73 such as a fan or a blower through a blower pipe 73a connected to the manifold 35 on the air supply side. The oxygen contained in the supplied air is supplied from the oxygen permeable membrane 30 to the waste water. The manifold 35 on the exhaust side is open to the outside through an exhaust pipe 73b, and the air that has passed through the cylindrical portion 31 is released to the outside.

筒状部31として形成された酸素透過膜30は、図5に示すように、筒状部31の筒内部を通流する空気(図6のガスG)に含まれる酸素(O)を透過させて筒外部の排水に供給する、酸素透過能を有する膜材料である。 As shown in FIG. 5, the oxygen-permeable membrane 30 formed as the tubular portion 31 permeates oxygen (O 2 ) contained in the air (gas G in FIG. 6) flowing through the inside of the tubular portion 31. It is a membrane material with oxygen permeation ability, which is supplied to the wastewater outside the cylinder.

酸素透過膜30の膜表面上には、図5、図6に示すように、生物膜Lが形成される。本実施形態における生物膜Lは、図6に示すように、酸素透過膜30の膜表面(外表面)に隣接して成長し、硝化菌を主として含む第一生物膜Laと、生物膜Lの外表面側で成長し、脱窒菌を主として含む第二生物膜Lbとを含む。 A biofilm L is formed on the surface of the oxygen permeable membrane 30, as shown in FIGS. The biofilm L in the present embodiment, as shown in FIG. and a second biofilm Lb that grows on the outer surface side and mainly contains denitrifying bacteria.

第一生物膜Laでは、硝化菌が、酸素透過膜30から供給される酸素(O)により排水中の窒素成分(例えば、NH )を酸化(硝化)して、硝酸態窒素(NO )を生成する。第一生物膜Laでは、酸素透過膜30から供給される酸素は消費し尽くされる。なお、嫌気槽1では、第一生物膜Laにより、排水中の窒素成分の一部が硝化される。 In the first biofilm La, the nitrifying bacteria oxidize (nitrify) nitrogen components (for example, NH 4 + ) in the wastewater with oxygen (O 2 ) supplied from the oxygen permeable membrane 30 to produce nitrate nitrogen (NO x ). In the first biofilm La, the oxygen supplied from the oxygen permeable membrane 30 is exhausted. In addition, in the anaerobic tank 1, part of the nitrogen component in the waste water is nitrified by the first biofilm La.

本実施形態では、上記のごとく、好気槽2と、嫌気槽1における第一生物膜Laとで硝化することができるため、好気槽2のみで硝化する場合に比べて、好気槽2をコンパクト化できる。これにより、処理槽Rや、排水処理システム100全体をコンパクト化できる。 In this embodiment, as described above, nitrification can be performed by the aerobic tank 2 and the first biofilm La in the anaerobic tank 1. can be made compact. Thereby, the treatment tank R and the entire waste water treatment system 100 can be made compact.

第二生物膜Lb及び第二生物膜Lbの外部領域(嫌気槽1の酸素透過部3及び生物膜L以外の排水中)では、脱窒菌が、排水中の有機物(BOD)を栄養源として硝酸態窒素(NO )を還元(脱窒)して窒素(N)を放出する。なお、嫌気槽1で脱窒される硝酸態窒素は、第一生物膜Laにより生成されたものと、好気槽2から嫌気槽1に返送された硝化液に含まれるものとの両方である。嫌気槽1では、嫌気槽1(処理槽R)に流入した全窒素成分の内、例えば70%が窒素に還元(脱窒)される。嫌気槽1で脱窒されなかった硝酸態窒素は、好気槽2を経て処理槽Rから流出する。 In the second biofilm Lb and the area outside the second biofilm Lb (in the wastewater other than the oxygen permeable part 3 of the anaerobic tank 1 and the biofilm L), denitrifying bacteria convert nitric acid using organic matter (BOD) in the wastewater as a nutrient source. Nitrogen (NO x ) is reduced (denitrified) to release nitrogen (N 2 ). The nitrate nitrogen denitrified in the anaerobic tank 1 is both produced by the first biofilm La and contained in the nitrified liquid returned from the aerobic tank 2 to the anaerobic tank 1. . In the anaerobic tank 1, 70%, for example, of all the nitrogen components that flowed into the anaerobic tank 1 (treatment tank R) are reduced (denitrified) to nitrogen. Nitrate nitrogen that has not been denitrified in the anaerobic tank 1 flows out of the treatment tank R via the aerobic tank 2 .

なお、生物膜Lは、過度に成長すると(膜の厚みが厚くなりすぎると)膜内部(酸素透過膜30から酸素の供給が可能な領域)への硝酸態窒素の供給が阻害され、効率的に硝化が進行しない場合がある。そのため、酸素透過部3や嫌気槽1には、過度に成長した生物膜Lを酸素透過膜30から脱落させる機構(図示せず、以下では「脱落機構」と記載)を設ける場合がある。脱落機構としては例えば、透過ユニット33の近傍に水流を発生させたり、透過ユニット33を揺すったり(シェイキング)する機構が例示される。 In addition, when the biofilm L grows excessively (when the film thickness becomes too thick), the supply of nitrate nitrogen to the inside of the film (the region where oxygen can be supplied from the oxygen permeable film 30) is inhibited, and the biofilm L becomes efficient. Nitrification may not proceed to Therefore, the oxygen permeable part 3 and the anaerobic tank 1 may be provided with a mechanism (not shown, hereinafter referred to as a “dropping mechanism”) for dropping the excessively grown biofilm L from the oxygen permeable membrane 30 . Examples of the dropping mechanism include a mechanism that generates a water flow near the permeation unit 33 or shakes the permeation unit 33 (shaking).

本実施形態において嫌気槽1の水深d1は0.5mであり、酸素透過部3は、0.5m未満の水深に浸漬されているに過ぎない。本実施形態では、水面から筒状部31の下端までの水深d3(図1参照)が0.3mである。そのため、筒状部31への送気に要する空気の静圧は、酸素透過膜30の破損等による膜内への水の侵入を考慮した場合でも、たかだか10kPa未満で足りる。したがって、送風機76としては、ファンを用いれば足りる。これらより送気に要する動力を削減できる。また、送風機76として安価なもの(例えばファン)を採用してシステムコストを低減可能である。 In this embodiment, the water depth d1 of the anaerobic tank 1 is 0.5 m, and the oxygen permeable part 3 is merely immersed in a water depth of less than 0.5 m. In this embodiment, the water depth d3 (see FIG. 1) from the water surface to the lower end of the tubular portion 31 is 0.3 m. Therefore, the static pressure of the air required to be supplied to the tubular portion 31 is less than 10 kPa at the most, even when water intrusion into the membrane due to breakage of the oxygen permeable membrane 30 is considered. Therefore, it is sufficient to use a fan as the air blower 76 . From these, the power required for air supply can be reduced. Moreover, it is possible to reduce the system cost by adopting an inexpensive blower (for example, a fan) as the blower 76 .

透過ユニット33は、筒状部31が水面(水平面)に沿う横向きになる状態で嫌気槽1の排水に浸漬(配置)されている。これにより、酸素透過膜30の面積を増大させる場合に筒状部31の設置水深(浸漬する水深)が深くなることを回避できる。これにより、酸素透過膜30の面積を増大させても筒状部31への送気に要する空気の静圧を上昇させることを要せず省エネである。 The permeation unit 33 is immersed (arranged) in the wastewater of the anaerobic tank 1 with the tubular portion 31 facing sideways along the water surface (horizontal surface). As a result, when increasing the area of the oxygen permeable membrane 30, it is possible to avoid increasing the depth of water in which the tubular portion 31 is installed (the depth of water in which the cylindrical portion 31 is immersed). As a result, even if the area of the oxygen permeable membrane 30 is increased, there is no need to increase the static pressure of the air required to be supplied to the cylindrical portion 31, thereby saving energy.

また、透過ユニット33は、筒状部31が水面(水平面)に沿う横向きで水深d3程度の浅い位置に浸漬されているにすぎない。そのため、例えば透過ユニット33に、透過ユニット33を直接シェイキングするような脱落機構を設ける場合にも、脱落機構を嫌気槽1内(排水中)に配置等することを必ずしも要せず、例えば嫌気槽1の外部(水面上、排水の外)に脱落機構の本体部分を配置し、シェイキングのための連結機構の一部のみを排水中を介して透過ユニット33に接続すれば足りる。また、水流などにより間接的に透過ユニット33をシェイキングするような脱落機構の場合には、全てを嫌気槽1の外部に配置可能である。脱落機構を嫌気槽1の外部に配置することにより、メンテナンス性が向上するため好ましい。 Further, the permeation unit 33 is merely immersed in a position where the tubular portion 31 is oriented sideways along the water surface (horizontal surface) and is shallow at a water depth of about d3. Therefore, for example, even when a dropping mechanism for directly shaking the permeation unit 33 is provided in the permeation unit 33, it is not always necessary to dispose the dropping mechanism in the anaerobic tank 1 (during drainage). 1 (above the water surface, outside the drainage), and only a part of the coupling mechanism for shaking is connected to the permeation unit 33 through the drainage. Also, in the case of a drop-off mechanism that indirectly shakes the permeation unit 33 by water flow or the like, it is possible to dispose all of them outside the anaerobic tank 1 . By arranging the drop-off mechanism outside the anaerobic tank 1, maintenance is improved, which is preferable.

〔第二実施形態〕
第一実施形態では、図1、図2に示すように、処理槽Rが、嫌気槽1と、嫌気槽1よりも下流の好気槽2とを有する場合を説明した。本実施形態では、これに代えて、図7に示すように処理槽Rが隔壁Dにより鉛直方向Vにおいて(上下に)区画された一つの槽である点で異なり、他の構成は同様である。
[Second embodiment]
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the case where the treatment tank R has the anaerobic tank 1 and the aerobic tank 2 downstream of the anaerobic tank 1 has been described. In this embodiment, instead of this, as shown in FIG. 7, the processing tank R is a single tank partitioned (up and down) in the vertical direction V by partition walls D, and the other configurations are the same. .

処理槽Rは、隔壁Dにより鉛直方向Vにおいて少なくとも一部が区画されており、水面側の第一領域1A(嫌気処理部の他の例)と、底部側の第二領域2A(好気処理部の他の例)とに区画されている。水面から隔壁Dまでの最大水深である水深d4は、第一実施形態における嫌気槽1の水深d1と同様に0.3mから5m程度に設定される。本実施形態では、水深d4は、0.5mである。なお、水面から隔壁Dまでの最大水深とは、水面から最も深い位置にある隔壁Dの上面までの距離である。水深d4は、水深d1と同様に処理槽Rの最大水深である水深d2の50パーセント未満に設定するとよい。 At least a part of the treatment tank R is partitioned in the vertical direction V by the partition wall D, and the first area 1A on the water surface side (another example of the anaerobic treatment section) and the second area 2A on the bottom side (aerobic treatment Another example of the department) and is divided into. A water depth d4, which is the maximum water depth from the water surface to the partition wall D, is set to about 0.3 m to 5 m, like the water depth d1 of the anaerobic tank 1 in the first embodiment. In this embodiment, the water depth d4 is 0.5 m. The maximum water depth from the water surface to the partition wall D is the distance from the water surface to the upper surface of the partition wall D at the deepest position. The water depth d4 is preferably set to less than 50% of the water depth d2, which is the maximum water depth of the treatment tank R, similarly to the water depth d1.

第二領域2Aは、第一実施形態の好気槽2に対応しており、主として好気的な環境に保たれている領域である。第二領域2Aは、第一実施形態の好気槽2と同様に、気泡発生部6が浸漬されている。第二領域2Aは、気泡発生部6により酸素を供給されて主として好気的な環境に保たれており、硝化菌による硝化が進行する。 2 A of 2nd area|regions respond|correspond to the aerobic tank 2 of 1st embodiment, and are the area|regions mainly kept by the aerobic environment. 2 A of 2nd area|regions are immersed with the bubble generation part 6 like the aerobic tank 2 of 1st embodiment. The second region 2A is supplied with oxygen by the air bubble generator 6 and is mainly maintained in an aerobic environment, where nitrification by nitrifying bacteria proceeds.

本実施形態では、気泡発生部6を処理槽Rの最大水深である水深d2に対して50パーセント以上の深い水深に浸漬することが好ましい。これにより気泡発生部6から供給される気泡Bに含まれる酸素は、処理槽Rの水面に至るまでに、主として硝化により消費し尽くされる。そのため、処理槽Rにおける最大水深である水深d2に対して50パーセント未満の浅い水深の領域、特に、第一領域1Aは、嫌気的に保たれる。 In this embodiment, it is preferable to immerse the bubble generating part 6 in a deep water depth of 50% or more of the water depth d2, which is the maximum water depth of the treatment bath R. As a result, the oxygen contained in the bubbles B supplied from the bubble generating section 6 is consumed mainly by nitrification before reaching the water surface of the treatment tank R. Therefore, a shallow water depth area of less than 50% of the water depth d2, which is the maximum water depth in the treatment tank R, is kept anaerobic, especially the first area 1A.

第一領域1Aは、第一実施形態の嫌気槽1に対応しており、上記のごとく嫌気的な環境に保たれている領域である。第一領域1Aは、第一実施形態の嫌気槽1と同様に、酸素透過部3が浸漬されている。第一領域1Aでは、第一領域1Aにおける第二生物膜Lb及び第二生物膜Lbの外部領域での脱窒と、第二領域2A及び第一領域1Aにおける第一生物膜Laでの硝化とが進行する。 The first area 1A corresponds to the anaerobic tank 1 of the first embodiment, and is an area maintained in an anaerobic environment as described above. The oxygen permeable part 3 is immersed in the first region 1A, like the anaerobic tank 1 of the first embodiment. In the first region 1A, denitrification in the second biofilm Lb in the first region 1A and the region outside the second biofilm Lb, and nitrification in the second biofilm La in the second region 2A and the first region 1A progresses.

本実施形態では、水面から処理槽Rの底に向けて酸素透過部3、隔壁D及び気泡発生部6の順に配置されており、酸素透過部3、隔壁D及び気泡発生部6は鉛直方向Vにおいて重複するように配置されている。これにより、酸素透過部3の近傍への気泡発生部6から上昇する気泡Bの供給が阻害される。すなわち、第一領域1Aは、このように、隔壁Dにより気泡発生部6からの気泡Bの供給が阻害される領域である。 In this embodiment, the oxygen permeable part 3, the partition wall D, and the air bubble generator 6 are arranged in this order from the water surface toward the bottom of the treatment tank R. are arranged so as to overlap in the As a result, the supply of the bubbles B rising from the bubble generating portion 6 to the vicinity of the oxygen permeable portion 3 is blocked. That is, the first region 1A is a region where the supply of the air bubbles B from the air bubble generator 6 is blocked by the partition wall D in this way.

気泡発生部6による気泡Bの上昇流により、処理槽Rは撹拌される。この撹拌により、最初沈殿池91から新たに流入する排水、第一領域1Aの排水、及び第二領域2Aの排水は、第一領域1Aと第二領域2Aとを循環している。当該循環により、第二領域2Aで硝化された硝酸態窒素は第一領域1Aに供給されて脱窒される。なお、第二領域2Aの排水に溶解した酸素は硝化により消費し尽くされるため、第二領域2Aから第一領域1Aに流入する排水は嫌気的である。気泡発生部6には、排水の循環を促進すべく、撹拌機(図示せず)を設けてもよい。 The processing tank R is agitated by the upward flow of the air bubbles B generated by the air bubble generator 6 . Due to this agitation, the waste water newly flowing in from the primary sedimentation tank 91, the waste water in the first area 1A, and the waste water in the second area 2A circulate between the first area 1A and the second area 2A. Due to this circulation, the nitrate nitrogen nitrified in the second area 2A is supplied to the first area 1A and denitrified. Since the oxygen dissolved in the waste water in the second area 2A is exhausted by nitrification, the waste water flowing from the second area 2A into the first area 1A is anaerobic. The air bubble generator 6 may be provided with a stirrer (not shown) to promote circulation of the waste water.

本実施形態では、気泡発生部6から上昇する気泡Bが酸素透過部3の筒状部31に接触しないように、気泡発生部6から上昇する気泡Bの流れに対して酸素透過部3の下面側を覆うように隔壁Dが配置されている。これにより、気泡発生部6から上昇する気泡Bが筒状部31に接触して酸素透過膜30の膜表面の生物膜Lが脱離し、生物膜Lの第一生物膜Laにおける硝化が阻害されることを防止している。これにより、第一領域1Aにおける硝化の効率を高く維持できる。 In this embodiment, the lower surface of the oxygen permeable portion 3 is arranged against the flow of the air bubbles B rising from the air bubble generating portion 6 so that the air bubbles B rising from the air bubble generating portion 6 do not come into contact with the cylindrical portion 31 of the oxygen permeable portion 3 . A partition wall D is arranged so as to cover the sides. As a result, the air bubbles B rising from the air bubble generating portion 6 come into contact with the cylindrical portion 31, and the biofilm L on the surface of the oxygen permeable membrane 30 is detached, and the nitrification of the biofilm L in the first biofilm La is inhibited. prevent As a result, the efficiency of nitrification in the first region 1A can be maintained at a high level.

以上のようにして、省エネかつコンパクト化された排水処理システムを提供することができる。 As described above, an energy-saving and compact wastewater treatment system can be provided.

〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、透過ユニット33は、筒状部31が水面(水平面)に沿う横向きになる状態で排水に浸漬されている場合を説明した。しかし、筒状部31は横向きに限られない。図8に示すように、筒状部31を鉛直方向Vに沿う縦向きになる状態で排水に浸漬してもよい。図8では、嫌気槽1に浸漬された筒状部31が縦向きで浸漬されている場合を図示しているが、筒状部31が第一領域1Aに浸漬される場合も同じである。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the case where the transmission unit 33 is immersed in the drainage with the tubular portion 31 lying sideways along the water surface (horizontal surface) has been described. However, the cylindrical portion 31 is not limited to be oriented horizontally. As shown in FIG. 8, the cylindrical portion 31 may be immersed in the waste water while being vertically oriented along the vertical direction V. As shown in FIG. FIG. 8 illustrates the case where the tubular portion 31 is immersed in the anaerobic tank 1 vertically, but the same applies to the case where the tubular portion 31 is immersed in the first region 1A.

(2)上記第一実施形態では、処理槽Rが、1つの嫌気槽1と、嫌気槽1よりも下流に直列的に接続された1つの好気槽2とを有する場合を説明した。しかし、嫌気槽1は、複数槽であってもよい。例えば図9に示すように、嫌気槽1を、例えば槽11,12,13の三つの槽で構成し、これら槽11,12,13を上流からこの順に直列に接続してもよい。この場合、槽11,12,13を鉛直方向Vにおいて重複するように配置すると、嫌気槽1をコンパクトに形成できるため好ましい。嫌気槽1(槽11,12,13)の水深は、好気槽2に比べて浅いため、例えば、1つの深い槽を構築する代わりに、槽11,12,13を鉛直方向Vに積層するように配設することができる。これにより嫌気槽1のコンパクト化が図られる。 (2) In the above first embodiment, the processing tank R has one anaerobic tank 1 and one aerobic tank 2 connected in series downstream of the anaerobic tank 1 . However, the anaerobic tank 1 may be multiple tanks. For example, as shown in FIG. 9, the anaerobic tank 1 may be composed of, for example, three tanks 11, 12 and 13, and these tanks 11, 12 and 13 may be connected in series in this order from upstream. In this case, if the tanks 11, 12, 13 are arranged so as to overlap in the vertical direction V, the anaerobic tank 1 can be formed compactly, which is preferable. Since the water depth of the anaerobic tank 1 (tanks 11, 12, 13) is shallower than that of the aerobic tank 2, for example, instead of constructing one deep tank, the tanks 11, 12, 13 are stacked in the vertical direction V. can be arranged as As a result, the anaerobic tank 1 can be made compact.

(3)上記実施形態では、酸素透過部3は、嫌気槽1に浸漬されており、その透過ユニット33及びマニホールド35は、全体が嫌気槽1に浸漬されている場合を説明した。しかし、酸素透過部3は、全体が嫌気槽1に浸漬されている場合に限られない。例えば、少なくとも一対のマニホールド35と、これと接続される透過ユニット33の各筒状部31の空気の出入口とを水面上に配置してもよい。このようにすることで、筒状部31の酸素透過膜30が破れた(破損した)場合でも、筒状部31の筒内部へ水が侵入し難くなるため好ましい。 (3) In the above embodiment, the oxygen permeable part 3 is immersed in the anaerobic tank 1, and the permeation unit 33 and the manifold 35 are entirely immersed in the anaerobic tank 1. However, the oxygen permeable part 3 is not limited to being entirely immersed in the anaerobic tank 1 . For example, at least a pair of manifolds 35 and air inlets and outlets of the tubular portions 31 of the permeation unit 33 connected thereto may be arranged above the water surface. By doing so, even if the oxygen-permeable membrane 30 of the cylindrical portion 31 is torn (broken), water is less likely to enter the cylindrical portion 31, which is preferable.

(4)上記第一実施形態では、酸素透過部3は、嫌気槽1に貯留された排水中に浸漬されている場合を説明したがこれに限られない。酸素透過部3は、嫌気槽1から好気槽2にわたって排水中に浸漬されてもよい。 (4) In the above-described first embodiment, the case where the oxygen permeable part 3 is immersed in the waste water stored in the anaerobic tank 1 has been described, but the present invention is not limited to this. The oxygen permeable part 3 may be immersed in the wastewater from the anaerobic tank 1 to the aerobic tank 2 .

なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 It should be noted that the configurations disclosed in the above embodiments (including other embodiments, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction. The embodiments disclosed in this specification are exemplifications, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be modified as appropriate without departing from the object of the present invention.

本発明は、下水処理場等に導入される排水処理システムに適用できる。また、下水処理場だけではなく、工場排水処理などにも適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to wastewater treatment systems introduced into sewage treatment plants and the like. Moreover, it can be applied not only to sewage treatment plants but also to industrial wastewater treatment.

1 :嫌気槽(第一槽、嫌気処理部)
1A :第一領域(嫌気処理部)
2 :好気槽(第二槽、好気処理部)
2A :第二領域(好気処理部)
3 :酸素透過部
6 :気泡発生部
30 :酸素透過膜
31 :筒状部
33 :透過ユニット
73 :送風機
76 :送風機
100 :排水処理システム
B :気泡
L :生物膜
R :処理槽
V :鉛直方向
1: Anaerobic tank (first tank, anaerobic treatment section)
1A: First region (anaerobic treatment section)
2: Aerobic tank (second tank, aerobic treatment section)
2A: Second area (aerobic treatment section)
3: Oxygen permeation part 6: Air bubble generation part 30: Oxygen permeation membrane 31: Cylindrical part 33: Permeation unit 73: Air blower 76: Air blower 100: Wastewater treatment system B: Bubbles L: Biofilm R: Treatment tank V: Vertical direction

Claims (5)

被処理水を貯留する処理槽を備え、
前記処理槽は、
前記被処理水に対して嫌気性処理を行う嫌気処理部と、
前記嫌気処理部に接続され、前記被処理水に対して好気性処理を行う好気処理部と、を有しており、
前記好気処理部は、気泡を発生させる気泡発生部を有し、
前記嫌気処理部は、酸素を透過する酸素透過膜を含む酸素透過部を有し、
前記酸素透過部のすべては、前記好気処理部における前記被処理水の最大水深に対して50パーセント未満の水深に浸漬されている排水処理システム。
Equipped with a treatment tank for storing the water to be treated,
The treatment tank is
an anaerobic treatment unit that performs anaerobic treatment on the water to be treated;
an aerobic treatment unit that is connected to the anaerobic treatment unit and performs aerobic treatment on the water to be treated;
The aerobic treatment unit has a bubble generation unit that generates bubbles,
The anaerobic treatment section has an oxygen permeable section including an oxygen permeable membrane that allows oxygen to permeate,
A waste water treatment system in which all of the oxygen permeable parts are immersed in a water depth of less than 50% of the maximum water depth of the water to be treated in the aerobic treatment part.
前記酸素透過部は、前記酸素透過膜が筒状に形成された複数の筒状部を含む透過ユニットを有し、
前記透過ユニットは、前記被処理水の水面に沿い浸漬されている請求項1に記載の排水処理システム。
The oxygen permeation part has a permeation unit including a plurality of cylindrical parts in which the oxygen permeable membrane is formed in a cylindrical shape,
The waste water treatment system according to claim 1, wherein the permeation unit is immersed along the water surface of the water to be treated.
前記嫌気処理部と前記好気処理部とは同一の前記処理槽で区画されて配置されている請求項1又は2に記載の排水処理システム。 The waste water treatment system according to claim 1 or 2, wherein the anaerobic treatment section and the aerobic treatment section are arranged so as to be partitioned by the same treatment tank. 前記処理槽は、第一槽と、前記第一槽よりも下流に配置された第二槽とを有し、
前記酸素透過部は前記第一槽に浸漬されており、
前記気泡発生部は前記第二槽に浸漬されている請求項1から3のいずれか一項に記載の排水処理システム。
The processing tank has a first tank and a second tank arranged downstream of the first tank,
The oxygen permeable part is immersed in the first tank,
The waste water treatment system according to any one of claims 1 to 3, wherein the bubble generating section is immersed in the second tank.
前記嫌気処理部の水深は0.5m以下である請求項1から4のいずれか一項に記載の排水処理システム。
The waste water treatment system according to any one of claims 1 to 4, wherein the water depth of the anaerobic treatment section is 0.5 m or less.
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