JP3754977B2 - Waste water treatment apparatus and operation method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、排水処理装置及びその運転方法に関し、詳しくは、比較的小型で必要に応じて移設も可能な膜分離法による排水処理装置及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and an operation method thereof, and more particularly, to a wastewater treatment apparatus by a membrane separation method that is relatively small and can be moved as necessary, and an operation method thereof.
従来の排水処理施設で用いられてきた固液分離法は、主に重力沈殿法であり、施設の小型化は困難であった。また、比較的設置や撤去が容易な素堀り池等の簡易な構造も知られてはいるが、移設には相当の期間や費用が必要である。一方、下水,屎尿,浄水の分野で近年急速に実用化が進んでいる膜分離法は、重力沈殿法に比べて比較的コンパクトな施設での固液分離が可能であり、省力化も可能である。 The solid-liquid separation method used in conventional wastewater treatment facilities is mainly a gravity precipitation method, and it has been difficult to reduce the size of the facility. In addition, although a simple structure such as a moat pond that is relatively easy to install and remove is known, relocation requires considerable time and cost. On the other hand, membrane separation methods, which have been rapidly put into practical use in the fields of sewage, manure, and water purification, can be separated into solid-liquid separation in a relatively compact facility compared to gravity precipitation, and can save labor. is there.
しかし、膜分離法を使用した今までの排水処理施設は、未だに膜分離法の利点を十分に活用しているとはいい難かった。 However, it has been difficult to say that the wastewater treatment facilities using the membrane separation method so far still fully utilize the advantages of the membrane separation method.
そこで本発明は、膜分離法の利点を十分に活用し、小型化を図るとともに、移設にも対応することが可能な排水処理装置及びその運転方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus that can fully utilize the advantages of the membrane separation method, can be miniaturized, and can accommodate relocation, and an operation method thereof.
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、下排水の浄化処理を行う処理槽をオーバーフロー堰で第一処理槽と第二処理槽に区画し、第一処理槽に原水を流入させる第一流入経路及び第二処理槽に原水を流入させる第二流入経路と、第一処理槽内の処理水を第一処理槽内に循環させて処理水を撹拌する第一循環経路及び第二処理槽内の処理水を第二処理槽内に循環させて処理水を撹拌する第二循環経路と、第一処理槽内及び第二処理槽内の処理水をそれぞれ膜分離装置を介して排出する第一排水経路及び第二排水経路と、一方の処理槽内の処理水を他方の処理槽内に導入する第一導入経路及び前記オーバーフロー堰により形成される第二導入経路と、第一処理槽内に曝気空気を導入する第一曝気経路及び第二処理槽内に曝気空気を導入する第二曝気経路とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the wastewater treatment apparatus of the present invention divides a treatment tank for purifying sewage into a first treatment tank and a second treatment tank by an overflow weir, and flows raw water into the first treatment tank. The first inflow path and the second inflow path for allowing the raw water to flow into the second treatment tank, the first circulation path and the second for agitating the treated water by circulating the treated water in the first treatment tank into the first treatment tank Circulating the treated water in the treatment tank into the second treatment tank and agitating the treated water, and discharging the treated water in the first treatment tank and the second treatment tank through the membrane separation device, respectively. A first drainage path and a second drainage path, a first introduction path for introducing treated water in one treatment tank into the other treatment tank, a second introduction path formed by the overflow weir, and a first treatment Aeration air is introduced into the first aeration path and the second treatment tank for introducing aeration air into the tank. It is characterized in that a second aeration path for.
また、本発明の排水処理装置の運転方法は、下排水の浄化処理を行う処理槽をオーバーフロー堰で第一処理槽と第二処理槽に区画して、一方の処理槽で嫌気運転を、他方の処理槽で好気運転をそれぞれ行うにあたり、嫌気運転を行っている処理槽に原水を流入させるとともに好気運転を行っている処理槽から導出した処理水の一部を第一導入経路を介して嫌気運転を行っている処理槽に循環流入させて槽内を撹拌し、好気運転を行っている処理槽に嫌気運転を行っている処理槽の処理水をオーバーフロー堰をオーバーフローして流入させるとともに好気運転を行っている処理槽から導出した前記処理水の残部を好気運転を行っている処理槽に循環流入させて槽内を撹拌し、両処理槽内の処理水をそれぞれ膜分離装置を介し、各処理槽内の汚泥を各汚泥経路から引き抜くことを特徴としている。 Moreover, the operation method of the waste water treatment apparatus of the present invention is to divide a treatment tank for purifying the waste water into a first treatment tank and a second treatment tank by an overflow weir, and perform anaerobic operation in one treatment tank, and the other When performing aerobic operation in each of the treatment tanks, raw water is allowed to flow into the treatment tank performing anaerobic operation and part of the treated water derived from the treatment tank performing aerobic operation is routed through the first introduction path. Circulate and flow into the treatment tank performing anaerobic operation, stir the tank, and allow the treatment water from the treatment tank performing anaerobic operation to overflow into the overflow weir. At the same time, the remaining portion of the treated water derived from the treatment tank performing the aerobic operation is circulated into the treatment tank performing the aerobic operation to stir the tank, and the treated water in both treatment tanks is subjected to membrane separation. through the apparatus, the sludge in the respective processing tanks It is characterized by withdrawing from each sludge path.
以上説明したように、本発明によれば、簡単な装置構成で高度の排水処理が可能であり、施工や撤去も迅速に行うことができる。 As described above, according to the present invention, advanced wastewater treatment can be performed with a simple device configuration, and construction and removal can also be performed quickly.
以下、本発明を、図面を参照してさらに詳細に説明する。図1は本発明の排水処理装置の一例を示す系統図であって、図2は運転方法の説明図である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing an example of a wastewater treatment apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation method.
まず、図1に示すように、本形態例に示す排水処理装置は、処理水槽51内をオーバーフロー堰52で区画して第一処理槽60と第二処理槽70とを形成したもので、各処理槽60,70には、原水を流入させる第一流入経路61及び第二流入経路71と、各処理槽60,70内の処理水をそれぞれ膜分離装置62,72を介して排出する第一排水経路63及び第二排水経路73と、各処理槽60,70内の処理水を導出して各処理槽60,70内に循環させることにより処理水を撹拌する第一循環経路64及び第二循環経路74と、この第一循環経路64及び第二循環経路74の経路を利用して一方の処理槽内の処理水を他方の処理槽内に導入する第一導入経路65と、前記オーバーフロー堰52により形成される第二導入経路75と、各処理槽60,70内に曝気空気を導入する第一曝気経路66及び第二曝気経路76と、各処理槽60,70内の汚泥を導出する第一汚泥導出経路67及び第二汚泥導出経路77とがそれぞれ設けられている。
First, as shown in FIG. 1, the waste water treatment apparatus shown in the present embodiment is an example in which a
第一流入経路61及び第二流入経路71は、原水流入路1に設けたスクリーン2の下流で分岐しており、第一排水経路63及び第二排水経路73は、紫外線殺菌装置等の後処理装置3の入口部で合流している。さらに、第一汚導出経路67及び第二汚泥導出経路77は、汚泥貯留槽4の入口部で合流しており、汚泥貯留槽4内の余剰汚泥は、汚泥処理設備5で脱水処理してコンテナ6aに移送し、前記スクリーン2からのし渣も、し渣処理器7で処理してコンテナ6bに移送するように形成している。また、各経路の必要個所には、それぞれポンプ(P)や弁が設けられ、両曝気経路66,76には、ブロワー(B)がそれぞれ設けられている。
The
さらに、第1・第2曝気経路66,76の第1・第2処理槽60,70内の噴出部は、第1・第2循環経路64,74にインジェクター方式で設けられており、曝気空気は、各循環経路64,74により循環する処理水中に分散した状態で各処理槽60,70内に噴出するように形成されている。また、その設置位置は、曝気空気により膜分離装置62,72の膜洗浄が可能な位置に設定されている。なお、膜分離装置62,72及び前記噴出部は、後述の膜洗浄等を考慮して複数ユニットが設けられている。また、各循環経路64,74は、ポンプ64P,74Pにより槽内の処理水を吸引放出して処理水の撹拌を行うものであるが、これに代えて通常の撹拌装置を設けることができる。
Further, the ejection portions in the first and
次に、図1の廃水処理装置の計画水量時における運転方法を図2により説明する。図2は、一方の処理槽、例えば第一処理槽60で嫌気運転を行い、他方の処理槽である第二処理槽70で好気運転を行うとともに、該第二処理槽70内の処理水の一部を第一処理槽60に循環させる循環法による排水処理を行う例を示している。
Next, an operation method of the wastewater treatment apparatus of FIG. 1 at the planned water amount will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an anaerobic operation in one treatment tank, for example, the
まず、嫌気運転を行っている第一処理槽60には、第一流入経路61から所定量の原水を流入させるとともに、第二処理槽70から弁74Vを介して導出した処理水の一部をポンプ64Pにより第一導入経路65,弁65V及び第一循環経路64を介して循環流入させる。同時に、第一処理槽60内の処理水は、膜分離装置62からポンプ63P,第一排水経路63を介して排出されている。
First, a predetermined amount of raw water is introduced into the
また、好気運転を行っている第二処理槽70には、第一処理槽60の処理水がオーバーフロー堰52(第二導入経路75)をオーバーフローして流入しており、第二処理槽70内の処理水は、前述のように、その一部が第一導入経路65及び第一循環経路64を介して第一処理槽60に循環するとともに、残部がポンプ74Pにより第二循環経路74を通って第二処理槽70に循環して槽内を撹拌している。同時に、第二曝気経路76のブロワー76Bによる曝気処理が行われるとともに、処理水を膜分離装置72を介して第二排水経路73,ポンプ73Pから排出している。
In addition, the treated water in the
このような循環法による排水処理は、窒素除去率は、第二処理槽70から第一処理槽60への処理水の循環率によって決まるため、ある程度以上の除去率を望むことはできないが、循環率を適当に設定するだけの簡単な操作で安定した運転を行うことができる。
In the wastewater treatment by such a circulation method, since the nitrogen removal rate is determined by the circulation rate of the treated water from the
そして、第一処理槽60での嫌気運転と第二処理槽70での好気運転とを、適当な期間、例えば1日毎に切換えて運転することにより、好気運転時の曝気処理で膜分離装置62,72の付着物(ケーキ層)を除去することができる。
Then, the anaerobic operation in the
したがって、この循環法は、後述の図3に示す間欠曝気法とは、管理レベルによって選択することが可能であり、ある程度の窒素除去率で安定した運転状態を望むならば循環法を、高度の窒素除去を必要とする場合は、前記間欠曝気法を採用すればよい。 Therefore, this circulation method can be selected according to the management level from the intermittent aeration method shown in FIG. 3 described later. If a stable operation state is desired with a certain nitrogen removal rate, the circulation method can When nitrogen removal is required, the intermittent aeration method may be employed.
図3は、図1の廃水処理装置の間欠曝気法の一例であって、原水の流入量が、この排水処理装置の計画水量のときの運転方法を示すもので、間欠的に曝気処理を行って嫌気好気法により下排水の処理を行う例を示している。 FIG. 3 is an example of the intermittent aeration method of the wastewater treatment apparatus of FIG. 1, and shows an operation method when the inflow amount of raw water is the planned water amount of the wastewater treatment apparatus. In this example, sewage is treated by anaerobic and aerobic methods.
第一処理槽60及び第二処理槽70には、それぞれ第一流入経路61及び第二流入経路71から所定量の原水を流入させ、第一循環経路64及び第二循環経路74により各処理槽60,70内の処理水を各処理層内に循環させて撹拌するとともに、第一排水経路63及び第二排水経路73から各処理槽内の処理水を膜分離装置62,27を介して排出する。そして、第一曝気経路66及び第二曝気経路76による曝気運転は、両処理槽60,70についてそれぞれ間欠的に行うようにしている。
A predetermined amount of raw water is introduced into the
このように、各処理槽60,70では下排水の好気処理と嫌気処理とを交互に行うようにしている。この運転方法(間欠曝気法)は、好気運転と嫌気運転との時間の割振りを適当に設定することにより、窒素除去率を向上させることができ、高度の浄水処理を行うことができる。また、両処理槽60,70が同時に嫌気運転あるいは好気運転を行うようにしてもよい。
Thus, in each
なお、図3においては、第一処理槽60が非曝気運転(嫌気運転)中、第二処理槽70が曝気運転(好気運転)中の状態を表しており、第一,第二流入経路61,71の弁61V,71V及び第一,第二循環経路64,74の弁64V,74Vがそれぞれ開、第一,第二排水経路63,73のポンプ63P,73P及び第一,第二循環経路64,74のポンプ64P,74Pがそれぞれ作動中であって、第一,第二曝気経路66,76においては、第二曝気経路76のブロワー76Bが作動中である。
In FIG. 3, the
また、好気運転と嫌気運転とを交互に行うことにより、好気運転時の曝気処理で膜分離装置12の付着物(ケーキ層)を除去することができ、長期間にわたって安定した運転を行うことができる。 Further, by alternately performing an aerobic operation and an anaerobic operation, the deposit (cake layer) of the membrane separation device 12 can be removed by aeration processing during an aerobic operation, and a stable operation is performed over a long period of time. be able to.
なお、膜分離装置62,72からの処理水の吸引排出は、間欠的に行うことが望ましく、運転時間中に1/5〜1/10程度の時間割合で停止させることが好ましい。さらに、膜の透過流速は、通常、1日あたり0.24〜0.4mの範囲に設定することが好ましい。
The suction and discharge of the treated water from the
図4は、上記運転状態において計画水量よりも水量が少ないときの運転状態例を示すもので、第一処理槽60と第二処理槽70とのいずれか一方で前記間欠曝気法による排水処理を行い、他方の処理槽を待機状態とするものである。
FIG. 4 shows an example of the operation state when the amount of water is smaller than the planned water amount in the above operation state, and the waste water treatment by the intermittent aeration method is performed in one of the
例えば、第一処理槽60を待機状態にする場合は、第二処理槽70において、第二流入経路71から原水を流入させるとともに、第二循環経路74により槽内の処理水を循環させながら第二曝気経路76による曝気を間欠的に行い、膜分離装置72を介して第二排水経路73から第二処理槽70内の処理水を排出する前述の間欠曝気法による排水処理を行う。
For example, when the
そして、第一処理槽60では、膜分離装置62を介して第一排水経路63から第一処理槽60内の処理水をある程度排出して汚泥を濃縮した後、第一汚泥導出経路67のポンプ67Pを作動させて槽内の余剰汚泥の引抜きを行う。これにより、余剰汚泥を濃縮した状態で抜き取ることができるので、汚泥の処理を容易に行うことができ、また、膜分離装置62の洗浄等の保守作業を行うようにする。
In the
なお、膜分離装置62,72は、膜の性能を保証するために、適当な時期に膜を薬液で洗浄する必要があるが、例えば、図3に示した低水量時の運転方法で運転しているときに容易に行うことができる。
In order to guarantee the performance of the membrane, the
すなわち、前述の図3に示す低水量時の運転において、低水量の第一処理槽60の複数ユニット設けられている膜分離装置62の中の1ユニットを水面上に引上げ、引き上げた膜分離装置62内に薬液調整槽内の薬液を注入し、所定時間、例えば約1時間放置して膜の洗浄を行う。その後、この膜分離装置62を処理水中に戻して処理水の排出を開始すればよい。
That is, in the operation at the time of low water amount shown in FIG. 3, the membrane separation device in which one unit among the
本形態例に示すように、この排水処理装置は、固液分離を膜分離装置で行うので沈殿池を設ける必要がないことから、維持管理が容易であるだけでなく、施工や撤去を迅速に行うことができ、移設も容易に行うことができる。また、膜分離装置と曝気装置とをユニット化することにより、施工や撤去を迅速に行うことができる。 As shown in this embodiment, this wastewater treatment device performs solid-liquid separation with a membrane separation device, so there is no need to provide a sedimentation basin. It can be done and relocation can be done easily. Moreover, construction and removal can be quickly performed by unitizing the membrane separation device and the aeration device.
さらに、高濃度MLSSにより汚泥発生量の低減が図れ、間欠曝気法により窒素の除去も行うことができる。しかも、膜の洗浄も、現地で簡単な操作で行うことができ、原水流入量に応じた自動化も可能である。加えて、余剰汚泥を引抜く際に膜を介して処理水をある程度抜き取ってから行うことにより、余剰汚泥の減容化が図れ、後処理装置として紫外線殺菌装置を使用することにより、安全で高度な処理水質を得ることができる。 Further, the amount of sludge generated can be reduced by the high concentration MLSS, and nitrogen can be removed by the intermittent aeration method. In addition, the membrane can be cleaned by a simple operation on site and can be automated according to the amount of raw water inflow. In addition, when removing excess sludge, it is possible to reduce the volume of excess sludge by removing the treated water through a membrane to some extent, and by using an ultraviolet sterilizer as a post-treatment device, it is safe and highly advanced. Can be obtained.
60,70…第一,第二処理槽、61,71…第一・第二流入経路、62,72…膜分離装置、63,73…第一,第二排水経路、64,74…第一,第二循環経路、65,75…第一,第二導入経路、66,76…第一,第二曝気経路 60, 70 ... 1st, 2nd processing tank, 61, 71 ... 1st, 2nd inflow path, 62, 72 ... Membrane separator, 63, 73 ... 1st, 2nd drainage path, 64, 74 ... 1st , Second circulation path, 65, 75 ... first, second introduction path, 66, 76 ... first, second aeration path
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