JP3657153B2 - シーディング剤の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シーディング剤の製造方法に関し、し尿処理、下水処理、合併浄化槽等における膜分離活性汚泥法に使用するシーディング剤に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機性廃水を処理する方法として、古くから活性汚泥法が用いられてきた。この方法は、図3に示すように、活性汚泥槽(曝気槽)1へ特定排水として、ある特定の地域において発生したし尿や下水、またはある特定の施設で発生する排水を導き、槽内の活性汚泥に汚水中の汚濁物質を捕食させた後に、沈殿槽2において活性汚泥と処理水とを分離し、活性汚泥は再び活性汚泥槽1へ返送して汚水処理に供している。系内において増殖する活性汚泥は、定期的に余剰汚泥として沈殿槽2もしくは活性汚泥槽1から濃縮槽3へ引き抜き、濃縮槽4において通常1.5〜3%の固形物濃度に濃縮した後に汚泥貯留槽5に貯留している。
【0003】
この濃縮汚泥の処分方法は、その汚泥が発生した施設内において脱水、乾燥、焼却処分したり、バキューム車で場外へ搬出して処分している。つまり、濃縮汚泥のほとんどが、廃棄物として費用を掛けて処分しており、有機肥料等として有効利用されるものは僅かであった。
活性汚泥は微生物群の総称であり、排水中に含まれる汚濁成分とその量によって生育する微生物の種類とその数が限定される。このため、活性汚泥槽1の環境(温度、pH、空気量等)の変化や流入水質の変化があると、槽内の微生物相の変化が起こり、これまで沈殿槽2において沈殿していた活性汚泥が突然沈降しなくなるバルキングの現象が起こることがある。
【0004】
この現象が起きると、汚水処理の主役である微生物群が処理水と一緒に系外へ流出してしまうために、処理水の水質が悪くなるだけでなく、活性汚泥槽1における活性汚泥濃度が低下し、活性汚泥による汚水処理自体がますます悪化し、回復するのに数ヶ月を要することがある。
このため、活性汚泥法では、試運転立ち上げ時やバルキングが起きた時に、他の処理場の活性汚泥をバキューム車で搬入して活性汚泥槽1に投入したり、シーディング剤と称する菌を活性汚泥槽1へ投入して槽内の微生物相の改善を行なっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示すように、従来のシーディング剤は工場生産型である。即ち、実際の廃水中の汚濁物質でなく意図的に作った特定の成分の栄養剤(餌)と、種菌とを培養槽5へ投入して特定の種類の微生物を純粋培養する。この培養した微生物群を固液分離で取り出し、腐敗しないように脱水工程6および乾燥工程7で処理して運搬・保管に便利な粒子状や粉末状にし、袋詰め工程8を経て倉庫保管9を行なっている。
【0006】
また、図5に示すように、シーディング剤の製造方法として、現在運転している活性汚泥槽(曝気槽)から引き抜いた余剰汚泥を原料として、脱水工程6、乾燥工程7、袋詰め工程8、倉庫保管9を経るものがある。
ところで、活性汚泥中には糖分や蛋白質(微生物単体の表面を覆っているバイオポリマー)が含まれており、シーディング剤の製造過程において活性汚泥を乾燥し過ぎると、糖分や蛋白質が固まってしまい、使用時にシーディング剤を活性汚泥槽へ投入しても溶解せず、活性汚泥槽の角や水流の滞った部位に沈殿して有効に作用せず、バルキングを解消する十分な効果が得られない。
【0007】
本発明は上記した課題を解決するものであり、使用時の槽内における溶解性に優れたシーディング剤を、余剰汚泥および濃縮汚泥を原料として製造するシーディング剤の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明のシーディング剤の製造方法は、活性汚泥法を行なう排水処理系から余剰汚泥として引き抜いた活性汚泥もしくはその濃縮汚泥を膜分離馴養槽へ投入し、膜分離馴養槽内に空気を散気して活性汚泥を馴養することにより活性汚泥中に含まれた有機質からなる粘着性物質を微生物分解するとともに、膜分離馴養槽内に浸漬した浸漬型膜分離装置で固液分離して分離液を槽外へ取り出すことにより槽内の活性汚泥の固形物濃度を高め、膜分離馴養槽から引き抜いた活性汚泥よりなる原料汚泥を脱水・乾燥して製品化するものである。
【0009】
上記した構成により、膜分離馴養槽において、槽内に散気する空気によって酸素を供給し、他に栄養源が流入しない状態で活性汚泥を馴養すると、活性汚泥の微生物群は、汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を栄養源として微生物分解する。この粘着性物質の微生物分解に必要な日数は、少なくとも2日以上、好ましくは5日以上である。
【0010】
この粘着性物質を微生物分解によって除去することにより、膜分離馴養槽から引き抜いた活性汚泥を原料汚泥として製造したシーディング剤中には、その溶解性を阻害する物質がなく、使用時にシーディング剤が速やかに槽内液中に溶解して拡散し、バルキングを解消するに必要な微生物群が短日時に増殖し、バルキング解消に即効性を発揮する。
【0011】
請求項2に係る本発明のシーディング剤の製造方法は、活性汚泥法を行なう排水処理系から余剰汚泥として引き抜いた活性汚泥もしくはその濃縮汚泥を、脱窒槽を通して膜分離馴養槽に導き、膜分離馴養槽内に空気を散気して活性汚泥を馴養することにより活性汚泥中に含まれた有機質からなる粘着性物質を微生物分解し、膜分離馴養槽の槽内液を脱窒槽へ循環液として循環するとともに、膜分離馴養槽内に浸漬した浸漬型膜分離装置で固液分離して分離液を槽外へ取り出すことにより槽内の活性汚泥の固形物濃度を高め、膜分離馴養槽から引き抜いた活性汚泥よりなる原料汚泥を脱水・乾燥して製品化するものである。
【0012】
上記した構成により、膜分離馴養槽において、槽内に散気する空気によって酸素を供給し、他に栄養源が流入しない状態で活性汚泥を馴養すると、活性汚泥の微生物群は、汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を栄養源として微生物分解する。また、曝気を継続して行なうと硝化が進行し、汚泥中に含まれた有機性窒素に由来する硝酸態窒素が増加してpHが低下し、粘着性物質を分解する微生物の活性が低下するが、膜分離馴養槽の槽内液を脱窒槽へ循環液として循環し、脱窒槽において脱窒することで、系内のpHを適値(pH5以下)に維持し、膜分離馴養槽における微生物の活性を維持する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1において、膜分離馴養槽11は内部に浸漬型膜分離装置12を浸漬しており、浸漬型膜分離装置12は膜モジュール13と膜モジュール13の下方に配置した散気装置14を有し、散気装置14に接続してブロア15を設けている。膜モジュール13は、鉛直方向に沿って配置する複数枚の平板状膜カートリッジを平行に配列したものであり、膜カートリッジはABS樹脂等の剛体からなる濾板の両表面に有機膜からなる濾過膜を配置したものである。膜モジュール13は駆動方式として槽内の水頭を利用する重力濾過方式を採用し、膜透過液を取り出すための透過液管16を接続しており、膜分離馴養槽11には汚泥を取り出すための汚泥引抜管17を接続している。膜モジュール13の駆動方式は強制吸引方式でも良い。
【0014】
以下、上記した構成における作用を説明する。排水処理系としては、例えば合併浄化槽等の膜分離活性汚泥法を行なう生活排水処理施設があり、この排水処理系の活性汚泥を曝気槽から余剰汚泥として引き抜き、あるいは沈殿槽から濃縮汚泥を引き抜く。これらの余剰汚泥等をバキューム車などによって各施設から集めて膜分離馴養槽11へ投入する。この投入はバッチ式でも連続式でも良い。
【0015】
この余剰汚泥等は汚泥中に糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を含んでおり、粘着性物質は一旦乾燥すると溶解し難い。このため、排水処理系の曝気槽(活性汚泥槽)から引き抜いた余剰汚泥等を、そのまま脱水・乾燥して製造したシーディング剤は、粘着性物質によって溶解性が乏しく、曝気槽へ投入してもふやけるだけで分散しない。
【0016】
このため、膜分離馴養槽1において、ブロア15によって供給する空気を散気装置14から散気し、槽内液を曝気して酸素を供給し、他に栄養源が流入しない状態で活性汚泥を馴養する。この馴養により、活性汚泥の微生物群は、汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を栄養源として微生物分解する。この粘着性物質の微生物分解に必要な日数は、少なくとも2日以上、好ましくは5日以上である。
【0017】
一方、膜分離馴養槽11の槽内液を浸漬型膜分離装置12で固液分離し、分離液を透過液管16を通して槽外へ取り出すことにより槽内の活性汚泥の固形物濃度を高める。このとき、散気装置14から散気する空気のエアリフト作用によって生起する上向流が膜モジュール12の膜面に掃流として作用し、ケーキ層の付着を抑制する。
【0018】
一般に重力分離した余剰汚泥および濃縮汚泥は固形物濃度が1〜2%であるが、浸漬型膜分離装置12で固液分離することにより、膜分離馴養槽11における余剰汚泥等の固形物濃度は2〜5%程度に高まる。このため、膜分離馴養槽11は槽容量がコンパクトなもので良い。分離液は膜分離活性汚泥法における処理水と同様に、有機物、固形物、窒素分などの水質規制値を全てクリアーしているので、工場設置する際にも制約がない。
【0019】
この馴養した活性汚泥を膜分離馴養槽11から汚泥引抜管17を通して引き抜き、この活性汚泥を原料汚泥として脱水・乾燥し、その後に粉末状もしくは粒子状の形態に加工してシーディング剤を製造し、袋詰めして製品化する。
このシーディング剤は、上述したように、馴養によって溶解性を阻害する物質を除去しているので、曝気槽へ投入すると速やかに槽内液中に溶解して拡散し、バルキングを解消するに必要な微生物群が短日時に増殖し、バルキング解消に即効性を発揮する。
【0020】
特に、膜分離活性汚泥法を行なう排水処理系では、従来のシーディング剤が分散性、溶解性に乏しくて粒子状のままで曝気槽内を旋回し、膜分離装置の濾過膜に接触して膜を損傷させ、膜寿命を低下させる原因であった。本製造方法によって製造したシーディング剤は溶解性、分散性に優れているので、膜を損傷させることがなく、膜分離活性汚泥法のシーディング剤として最適である。また、膜分離活性汚泥法においては、活性汚泥中の粘着物質によって濾過膜の膜面にゲル層が形成され易いので、本製造方法によって製造したシーディング剤が好ましい。
【0021】
図2は本発明の他の実施の形態を示すものであり、先の実施の形態と同様の作用を行なう部材については同一番号を付して説明を省略する。図2において、膜分離馴養槽11の上流側には脱窒槽18を設けており、膜分離馴養槽11と脱窒槽18の間には別途に循環液管19を設けている。
上記した構成により、活性汚泥法を行なう排水処理系から余剰汚泥として引き抜いた活性汚泥もしくはその濃縮汚泥を、脱窒槽18を通して膜分離馴養槽11に導く。膜分離馴養槽11では空気を散気して活性汚泥を馴養することにより活性汚泥中に含まれた有機質からなる粘着性物質を微生物分解する。この曝気を継続して行なうと硝化菌の作用によって硝化が進行し、汚泥中に含まれた有機性窒素に由来する硝酸態窒素が増加してpHが低下し、粘着性物質を分解する微生物の活性が低下する。
【0022】
このため、膜分離馴養槽11の槽内液を脱窒槽18へ循環液管19を通して循環し、脱窒槽18において脱窒することで、系内のpHを適値(pH5以下)に維持し、膜分離馴養槽11における微生物の活性を維持する。他の作用効果は先の実施の形態と同様である。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、膜分離馴養槽における馴養によって汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を微生物分解して除去し、この活性汚泥を原料汚泥することにより、製造したシーディング剤中には、その溶解性を阻害する物質がなく、使用時にシーディング剤が速やかに槽内液中に溶解して拡散し、バルキングを解消するに必要な微生物群が短日時に増殖し、バルキング解消に即効性を発揮する。
【0024】
また、膜分離馴養槽において曝気を継続して行なうと硝化が進行し、pHが低下して微生物の活性が低下するが、膜分離馴養槽の槽内液を脱窒槽へ循環して脱窒することで、系内のpHを適値(pH5以下)に維持し、膜分離馴養槽における微生物の活性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるシーディング剤の製造方法を示すフローシートである。
【図2】本発明の他の実施の形態におけるシーディング剤の製造方法を示すフローシートである。
【図3】従来の活性汚泥法による排水処理を示すフローシートである。
【図4】従来のシーディング剤の製造方法を示すフローシートである。
【図5】従来のシーディング剤の製造方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
11 膜分離馴養槽
12 浸漬型膜分離装置
13 膜モジュール
14 散気装置
Claims (2)
- 活性汚泥法を行なう排水処理系から余剰汚泥として引き抜いた活性汚泥もしくはその濃縮汚泥を膜分離馴養槽へ投入し、膜分離馴養槽内に空気を散気して活性汚泥を馴養することにより活性汚泥中に含まれた有機質からなる粘着性物質を微生物分解するとともに、膜分離馴養槽内に浸漬した浸漬型膜分離装置で固液分離して分離液を槽外へ取り出すことにより槽内の活性汚泥の固形物濃度を高め、膜分離馴養槽から引き抜いた活性汚泥よりなる原料汚泥を脱水・乾燥して製品化することを特徴とするシーディング剤の製造方法。
- 活性汚泥法を行なう排水処理系から余剰汚泥として引き抜いた活性汚泥もしくはその濃縮汚泥を、脱窒槽を通して膜分離馴養槽に導き、膜分離馴養槽内に空気を散気して活性汚泥を馴養することにより活性汚泥中に含まれた有機質からなる粘着性物質を微生物分解し、膜分離馴養槽の槽内液を脱窒槽へ循環液として循環するとともに、膜分離馴養槽内に浸漬した浸漬型膜分離装置で固液分離して分離液を槽外へ取り出すことにより槽内の活性汚泥の固形物濃度を高め、膜分離馴養槽から引き抜いた活性汚泥よりなる原料汚泥を脱水・乾燥して製品化することを特徴とするシーディング剤の製造方法。
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